Hlavnými charakteristikami brúsneho materiálu sú tvar brúsnych zŕn, ich veľkosť, tvrdosť a mechanická pevnosť, brúsna schopnosť, minerálne a granulometrické zloženie. Tvar brúsnych zŕn je určený povahou brúsneho materiálu a je charakterizovaný ich dĺžkou, výškou a šírkou. Brúsne zrná možno redukovať na tieto typy: izometrické, lamelové, xiphoidné. Pre dokončovacie práce uprednostňuje sa izometrický tvar zŕn.
Brúsne zrná sú charakterizované stavom povrchu (hladký, drsný), okrajmi a výstupkami (ostré, zaoblené, rovné, zubaté atď.). Zrno s ostrými rohmi oveľa ľahšie preniká do spracovávaného materiálu. Zrná sú zrasty, majú voľnú štruktúru, znášajú menšie rezné sily a rýchlejšie sa ničia.
Na určenie tvrdosti boli vytvorené stupnice, v ktorých sú určité materiály usporiadané v poradí zvyšujúcej sa tvrdosti, pričom každý nasledujúci je tvrdší ako predchádzajúci a môže ho poškriabať (tabuľka).
Porovnávacie údaje o tvrdosti v rôznych mierkach
Zo všetkých druhov abrazívnych materiálov má najväčšiu tvrdosť diamant a kubický nitrid bóru. Nižšie je uvedená priemerná mikrotvrdosť diamantu, kubického nitridu bóru, ako aj inštrumentálnych a stavebné materiály(v MN/m2 pri 20° C): diamant - 98 000; kubický nitrid bóru - 91 000; karbid bóru - 39 000; karbid kremíka - 29 000; elektrokorund - 19 800; tvrdá zliatina VK8-17500; zliatina TsM332 - 12 000; oceľ R18-4 900; oceľ HVG - 4500; oceľ 50-1960.
So zvyšujúcou sa teplotou sa tvrdosť materiálov znižuje. Napríklad pri zahriatí elektrokorundu z 20 na 1000 °C jeho mikrotvrdosť klesá z 19 800 na 5 880 MN/m2
Minerály z prírodných a umelého pôvodu: diamanty; kubický nitrid bóru, ktorý sa nachádza pod názvami elboron, cubait, borazon, karbid bóru a karbid kremíka; elektrokorund biely, normálny a legovaný chrómom a titánom atď. Do tejto skupiny bežne patria „mäkké“ abrazívne materiály: krokus, oxid chrómu, kremelina, tripolit, viedenské vápno, mastenec atď. Vo výrobnej praxi hydroleštenia sa používajú vibrosolidy sa používajú ako brusivo - odpadové tehly, sklársky a keramický priemysel, semená ovocia.
Prírodný diamant- minerál pozostávajúci z jedného chemický prvok- uhlík. Vyskytuje sa vo forme malých kryštálov rôznych tvarov od 0,005 do niekoľkých karátov (karát sa rovná 0,2 g). Diamanty môžu byť bezfarebné alebo farebné v rôznych farbách: žltá, tmavozelená, šedá, čierna, fialová, červená, modrá atď. Diamant je najtvrdší minerál.
Vysoká tvrdosť poskytuje diamantovému zrnu veľmi vysoké rezné vlastnosti a schopnosť ničiť povrchové vrstvy tvrdých kovov a nekovov. Pevnosť diamantu v ohybe je nízka. Jednou z významných nevýhod diamantu je jeho relatívne nízka teplotná stabilita. To znamená, že pri vysokých teplotách sa diamant mení na grafit, pričom táto premena začína o normálnych podmienkach pri teplote blízkej 800 °C.
Umelý (syntetický) diamant. Syntetické diamanty sa vyrábajú z grafitu pod vysokým tlakom a vysokou teplotou. Majú rovnaké fyzické a chemické vlastnosti rovnako ako prírodné diamanty.
Kubický nitrid bóru. (KNB)- supertvrdý materiál, prvýkrát syntetizovaný v roku 1957, obsahuje 43,6 % bóru a 56,4 % dusíka. Kryštálová mriežka CBN je podobná diamantu, t.j. má rovnakú štruktúru ako diamantová mriežka, ale obsahuje atómy bóru a dusíka. Možnosti kryštálovú mriežku CBN sú o niečo väčšie ako diamantové mriežky; Vyššie uvedené, ako aj nižšia mocnosť atómov tvoriacich mriežku CBN, vysvetľuje jeho mierne nižšiu tvrdosť v porovnaní s diamantom.
Kryštály kubického nitridu bóru majú tepelnú odolnosť až do 1200° C, čo je jedna z hlavných výhod oproti diamantu. Tieto kryštály sa získavajú syntézou hexagonálneho nitridu bóru v prítomnosti rozpúšťadla (katalyzátora) v špeciálnych nádobách pri hydraulické lisy, poskytujúce požadované vysoký krvný tlak(asi 300-980 MN/m2) a vysoká teplota (asi 2000 °C).
Na rozdiel od diamantu je kubický nitrid bóru neutrálny voči železu a chemicky s ním nereaguje. Vysoká tvrdosť, tepelná odolnosť a neutralita voči železu urobili z kubického nitridu bóru veľmi sľubný supertvrdý materiál na spracovanie rôznych zliatin obsahujúcich železo (legované ocele a pod.), čo poskytuje výrazné zníženie opotrebenia adhéznych a difúznych nástrojov (v porovnaní s diamantom).
Brúsne prášky a mikroprášky sa pripravujú z kubického nitridu bóru, z ktorého sa vyrábajú brúsno-dokončovacie a leštiace pasty (pasty Elbora, pasty Cubonita).
Karbid bóru je zlúčenina bóru a uhlíka. Tvrdosť a abrazívna schopnosť zŕn karbidu bóru je nižšia ako tvrdosť diamantov a zŕn CBN, ale vyššia ako zŕn elektrokorundu a karbidu kremíka. Karbid bóru sa používa v práškoch a pastách na konečnú úpravu výrobkov vyrobených z tvrdých materiálov. Prax ukázala, že karbid bóru možno racionálne použiť na lapovanie presných kužeľových a tvarovaných plôch.
Elektrokorundy, ktorý zahŕňa biely elektrokorund, normálny elektrokorund a elektrokorund s prísadou chrómu - chrómový elektrokorund, s prísadou titánu - titánový elektrokorund atď.
Biely elektrokorund pre svoju vysokú tvrdosť, pevnosť a ostré hrany zŕn intenzívne odstraňuje vrstvu kovu z povrchov kalených, cementovaných a nitridovaných ocelí. Biely elektrokorund sa používa na prípravu abrazívnych brúsnych materiálov na konečnú úpravu.
Chrómový elektrokorund má ružovú farbu, má stále fyzikálne a mechanické vlastnosti a vysoký obsah monokryštálov. Tvar zŕn je prevažne izometrický. Počas finálnej operácie sa zistilo, že chrómový elektrokorund výrazne zlepšuje svetelnú odrazivosť ošetrených povrchov.
Titánový elektrokorund je blízky normálnemu elektrokorundu, ale líši sa od neho väčšou stálosťou vlastností. Titánové prísady zvyšujú viskozitu brúsneho materiálu.
Elektrokorund normálny- umelý brúsny materiál s vysokou tvrdosťou (pod diamantmi, CBN zrnami a karbidom bóru), používaný pri príprave leštiace pasty.
Karbid kremíka predstavuje chemická zlúčenina uhlík s kremíkom. V závislosti od obsahu nečistôt je karbid kremíka dostupný v dvoch stupňoch: zelený, ktorý obsahuje najmenej 97 % karbidu kremíka, a čierny, ktorý obsahuje 95 – 97 % karbidu kremíka.
Zelený karbid kremíka je krehkejší ako čierny karbid kremíka. Je možné, že to určuje nadradenosť zeleného karbidu kremíka nad čiernym pri spracovaní tvrdých a supertvrdých materiálov. Brúsna schopnosť zeleného karbidu kremíka je približne o 20 % vyššia ako u čierneho.
Prírodný korund predstavuje skala pozostávajúce hlavne z kryštalického oxidu hlinitého. IN najlepšie príklady korund obsahuje až 95% oxidu hlinitého. Farba korundu je rôzna: ružová, hnedá, modrá, sivá atď. Korund je viskóznejší a menej krehký ako šmirgľ a má väčšiu tvrdosť. Korund je široko používaný vo forme práškov a mikropráškov; je súčasťou abrazívnych zmesí používaných na konečnú úpravu a leštenie, ako aj na čistenie povrchov.
Emery je hornina obsahujúca až 60 % kryštalického oxidu hlinitého (oxid hlinitý). Tento typ brúsneho materiálu je čierny alebo čierno-sivý. Kvôli značnému obsahu nečistôt má šmirgľ horšiu abrazívnu schopnosť ako korund. Emery sa používa na výrobu abrazívnych dokončovacích materiálov.
Oxid chrómu je prášok tmavo zelená. Vo forme práškov sa používa na prípravu mäkkých leštiacich pást používaných pri jemnom spracovaní oceľových dielov a dielov vyrobených z neželezných kovov a nekovov (napríklad leštiaca pasta GOI).
Alumina(oxid hlinitý) je prášok biela, získaný kalcináciou oxidu hlinitého s prímesou iných látok. Rozomletý, umytý a dobre vyleštený prášok sa vysuší. Oxid hlinitý vo forme práškov sa používa na prípravu tenkých pást používaných na spracovanie ocele, liatinových dielov, ako aj dielov zo skla a plastov.
Crocus pozostáva hlavne z oxidu železa (až 75-97%), je veľmi jemné leštenie technologický materiál, používa sa na leštenie optických skiel a drahých kovov.
Diatomit(kremelina, infúzna zemina) veľmi ľahký sedimentárna hornina, ktorý pozostáva prevažne z oxidu kremičitého vo forme čiastočne alebo úplne zachovaných kostier makroskopických rias – rozsievok. Dobré odrody Diatomity obsahujú 80 % alebo viac kyseliny kremičitej, ktorá má rôzne farby: bielu, sivú, žltkastú, hnedú a zelenkastú. Pre získanie kvalitnej kremeliny sa melie, namáča, suší a páli.
Trepel pozostáva hlavne z kyseliny kremičitej, ktorá sa často vyskytuje spolu s kremelinou a je jej veľmi podobná, ale líši sa tým, že intenzívne absorbuje vlhkosť. Statívy sú farebne odlíšené: zlatá, strieborná, biela, žltá, šedá, červená atď. Na získanie vysokokvalitného jemnozrnného tripoli, ako je diatomit, sa podrobuje mletiu, obohacovaniu a spracovaniu.
Technická krieda je práškový produkt, ktorý sa získava z prírodného vápenca alebo kriedy. Pozostáva prevažne z drobných amorfných častíc uhličitanu vápenatého. o chemicky krieda sa získava vyzrážaním pri nasýtení vápenné mlieko oxid uhličitý alebo miešanie roztokov chloridu vápenatého s uhličitanom sodným. Krieda môže byť kusová alebo mletá av závislosti od fyzikálnych a chemických vlastností sa delí do troch tried (A, B, C). Krieda sa používa na prípravu leštiacich materiálov na spracovanie ušľachtilých a neželezných kovov a ich zliatin.
viedenská limetka pozostáva z oxidu vápenatého s malými prímesami oxidu horečnatého, oxidu železa a iných, pripravený z vybraného vápna a dolomitu, očistený od nečistôt ílu a piesku. Množstvo nečistôt v tomto type brúsneho materiálu by nemalo presiahnuť 5,5% a obsah vlhkosti a oxidu uhličitého by nemal prekročiť 2%. Na leštenie berú stredné vrstvy kalcinovaného vápenca, ktoré sa drvia a preosievajú. Na nanášanie lesku sa používajú samostatné mäkké kúsky. Viedenské vápno sa používa aj ako hlavná pevná zložka pri príprave leštiacich pást. Viedenské vápno, ktoré absorbuje vlhkosť a oxid uhličitý, sa mení na chumáč, ktorý nemá žiadne leštiace vlastnosti. Aby sa tomu zabránilo, viedenské vápno sa balí do vzduchotesných nádob.
mastenec je minerál druhotného pôvodu z kremičitanov horečnatých, ktorý sa vyskytuje vo forme vláknitých agregátov alebo šesťhranných listov. Mastenec je veľmi mäkké brúsivo, ktoré sa používa na leštenie galvanicky pokovovaných povlakov.
Ako hlavný nástroj sa používajú materiály na báze brusiva pieskovanie. Je veľmi dôležité vybrať správny materiál.
Pri nesprávnom výbere abrazíva môže byť kvalita ošetreného povrchu neuspokojivá a procesy pieskovania sú dosť drahé.
Najčastejšie je dôvodom na získanie povlaku nízkej kvality nesprávny výber brúsneho materiálu. V takýchto podmienkach to nemôže kompenzovať ani použitie najdrahšieho zariadenia.
Na vytvorenie hlbokoprofilových vzorov a odstránenie tvrdého povrchu materiálu je najlepšie použiť granátové triesky a pazúrik, ktoré patria medzi najostrejšie látky a majú veľkú pevnosť. Môžu sa znova preosiať a spracovať.
Kremeň je vo voľnej forme obsiahnutý v malom množstve v granáte, no v pazúriku je ho veľa – viac ako deväťdesiat percent. Preto sa neodporúča používať ho pri pieskovaní.
Odrody
- Prírodný pôvod - piesok, zirkónium, granát, ako aj iné minerály.
- Priemyselný pôvod - tieto materiály sú vyrábané špeciálne pre tento typ spracovania: brok, plast, pšeničný škrob, sklenené guľôčky, oxid hlinitý a iné.
- Vedľajšie produkty sú priemyselný odpad: troska z tavenia kovov, zvyšky z poľnohospodárstva.
Na tryskanie by ste nemali používať piesok z rieky, najmä ak proces prebieha v interiéri. Je zdraviu škodlivý v dôsledku vznikajúceho prachu.
Prírodné materiály
Piesok je najpoužívanejší, pretože je účinný, dostupný a lacný. Pri spracovaní však vzniká prach.
Ihneď po prvej fáze spracovania sa väčšina piesku stáva prachom. Ak proces prebieha pri použití materiálu na báze kremeňa zostávajú malé častice vo vzduchu dlho a ohrozujú ľudské dýchacie orgány.
Materiály priemyselného pôvodu
Kovové brúsivá môžu byť vyrobené z ocele, železa a liatiny. V práci sa používajú vo forme omrviniek. Tento typ materiálu sa používa častejšie ako iné, pretože sa dá použiť opakovane.
Liatina je lacnejšia ako oceľ a používa sa vtedy, keď sa pri spracovaní stratí veľa materiálu. Železo je krehkejšie a rozkladá sa na častice, čím je jeho využitie efektívnejšie.
Oceľové častice pri náraze menia svoj tvar a možno ich použiť, pokiaľ sa ich veľkosť nezmenší. S cieľom vytvoriť normálnych podmienkach spracovanie, musíte neustále pridávať nejaké nové brusivo.
Najdrahším, tvrdým a ostrým materiálom je karbid kremíka. Používa sa na odstránenie uhlíkových usadenín po vytvrdnutí.
Ďalšou najlepšou kvalitou je oxid hlinitý. Najčastejšie sa používajú na spracovanie zložitých náterov. Je dosť drahý a používa sa v uzavreté bunky, ktoré poskytujú možnosť recyklácie. Je to jedna z najťažších.
Na odstránenie nečistôt sa používajú guľôčky a poháre, to však nemení odchýlky v rozmeroch povrchu. Spravidla leštia a posilňujú výrobky a zmierňujú stres. Materiál použitý na ich výrobu je sodné sklo bez nečistôt. Sú veľmi krehké abrazívne práce by sa mali vykonávať pod nízkym tlakom, aby sa zvýšila životnosť.
Vedľajšie produkty
Troska vzniká pri tavení kovov a prevádzke elektrárenských kotlov. IN v poslednej dobe Tieto materiály sa používajú častejšie, pretože majú čistiace vlastnosti, sú dostupné, obsahujú málo kremeňa a majú rôzne veľkostičastice a sú lacné.
Pri aplikácii môžu častice trosky vyvinúť vysokú rýchlosť a dobre rezať povrch. V súvislosti s vyššie uvedeným možno tieto materiály použiť na vykonávanie široký rozsahúlohy. Tu však musíte starostlivo sledovať tlak.
Nikelslag
Tento typ trosky je produktom získaným v priemysle tavenia medi. V rôznych odvetviach priemyslu sa tento materiál nazýva inak: meďnatá troska, minerálne broky alebo mleté zrno. Najčastejšie sa používa prvé označenie.
Toto je najbežnejší materiál momentálne. Má vysoká hustota a tvrdosť. Granule majú ostrý tvar s veľké množstvo rohy, čo umožňuje vysoký stupeň čistenia. Táto troska vytvára dobrý povrchový profil a adhézne vlastnosti. Používa sa na odstránenie hrdze, vodného kameňa a starého náteru.
Použitie takéhoto materiálu je neškodné pre ľudské zdravie a životné prostredie. Nie je zakázané úradmi zaoberajúcimi sa environmentálnymi a hygienickými otázkami. V troske nie je čistý kremeň.
Na objednávku je možné vyrobiť pohárovú trosku s rôznymi veľkosťami frakcií. Materiál má vysokú špecifickú hmotnosť a hustotu. Kinetická energia z dopadu častíc na povrch je pomerne veľká. Výťažnosť abrazíva dosahuje päťnásobok, veľkosť kúskov sa však zníži a množstvo nečistôt sa zvýši, čím sa zníži kvalita čistenia.
Čím jemnejšia je frakcia trosky, tým mäkší musí byť kov na čistenie. Používa sa na vytvorenie profilu a odstránenie hlboko preniknutej hrdze.
Metódou spracovania pri použití kuprosoly môže byť abrazívne otryskanie, prípadne použitie vody.
Trosky majú niekoľko nevýhod: sú veľmi krehké, ich sekundárne použitie je obmedzené a vytvára prach. Pred použitím materiálu na prácu sa musíte uistiť, že neobsahuje žiadne nečistoty.
Abrazívne materiály(brúsivá) - materiály, ktoré sa používajú na čistenie a brúsenie povrchy z kovu, plastu, minerálov, skla, dreva atď. Majú zvýšenú tvrdosť, takže sa široko používajú na rezanie, honovanie a superfinišovanie.
Výroba akýchkoľvek dielov vo výrobných podmienkach zahŕňa povrchová úprava abrazíva. Dokončovanie hotové výrobky vykonávané pomocou brúsnych nástrojov - brúsny papier, brúsne kotúče, leštiace kotúče atď. Voľba brusiva a spôsob spracovania sú určené stupňom tvrdosti materiálu a účelmi jeho ďalšieho použitia.
Čo je abrazívny materiál
Abrazívne sa nazývajú materiály, ktoré majú vysoký stupeň tvrdosť v porovnaní s ošetrenými povrchmi. Sú určené na mechanické čistenie, rezanie, brúsenie, leštenie alebo ostrenie iných materiálov. Podmienečne všetko abrazíva sa delia na dva typy:
- prirodzené;
- umelé (syntetické).
Je ich veľa materiály s vysokou abrazivitou vlastnosti, ktoré sa využívajú v priemysle. Výkon brúsiv je určený niekoľkými parametrami:
- materiál zrná;
- stupňa zrnitosť;
- konfigurácia nástroja.
Odolnosť proti opotrebovaniu abrazívny materiál závisí od indikátorov tvrdosti, chemickej nečinnosti rezných komponentov, ich tepelnej odolnosti atď. Brúsivá sa často chápu ako nad rámec odolné materiály, ako je kremeň alebo diamant. Ale v niektorých prípadoch aj mäkké abrazívne materiály Možno použiť na brúsenie alebo leštenie.
Abrazívne schopnosti Všetky materiály, ktoré majú určitý stupeň tvrdosti, húževnatosti, odolnosti proti opotrebeniu a tvar brúsnych zŕn. Práve na výraznom rozdiele v stupni tvrdosti sú založené mechanické princípy brúsenia, rezania a leštenia materiálov.
Technické vlastnosti brúsnych materiálov sa určujú dvoma spôsobmi:
- na mineralogickej stupnici (Mohsova stupnica);
- vytlačením pyramídy von diamant do testovacieho materiálu.
Abrazívna schopnosť by mala byť chápaná ako schopnosť niektorých materiálov spracovávať iné. IN výroby používajú sa len tie nástrojov, ktoré majú dostatočnú mechanickú pevnosť. To umožňuje minimalizovať náklady na častú výmenu poškodených brusív.
Druhy abrazív
Abrazívne materiály klasifikované podľa niekoľkých kritérií:
- stupeň tvrdosti - supertvrdý, tvrdý a mäkký;
- veľkosť brúsenia častice- hrubé, stredné a jemné;
- chemický zlúčenina- prírodné a syntetické.
Vhodnosť abrazívne materiály na mechanické spracovanie je určené kryštalografickými, tepelnými, chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami. Nemalý význam pri určovaní stupňa odolnosti brusív proti opotrebeniu má ich schopnosť obrusovať sa, lámať a taviť sa pri spracovaní.
Druh brúsneho materiálu určený stupňom jeho zrnitosti. Na tento účel sa preoseje cez sito s určitou veľkosťou ôk. Veľkosť brúsne zrná charakterizované frakciou. Môže byť malý, veľký, okrajový, zložitý alebo základný. Po preosiatí materiálu sa určí percento hlavnej frakcie, ktoré sa následne označí indexmi D, N, V a P.
Tvrdosť abrazívnych materiálov ovplyvňuje rozsah ich použitia a vlastnosti obrábania. Ultra tvrdé brúsivá s veľkými zrnami sa používajú na hrubé brúsenie a čistenie povrchov, zatiaľ čo mäkšie brúsivá sa používajú na leštenie a dokončovacie podrobnosti.
Prírodné abrazíva
Vo väčšine prípadov prirodzené abrazívny materiál svojim spôsobom technické špecifikácie- odolnosť proti opotrebovaniu, tvrdosť, tepelná odolnosť - nižšia ako syntetické brúsivá. Mnohé z nich sa však používajú v priemysle na rezanie a brúsenie materiálov. Medzi najbežnejšie patria:
- granát - prírodný minerál pozostávajúci zo zmesi izomorfných sérií, ktorý sa používa na rezanie a brúsenie;
- diamant je minerál s kubickou formou uhlíka podobnou diamantu, ktorý sa používa na rezanie ťažkých materiálov;
- korund je binárna zlúčenina kyslíka a hliníka, používaná na mletie vo forme prášku;
- krieda - uhličitan vápenatý, ktorý sa používa na veľmi jemné abrazívne spracovanie;
- červená železná ruda je železný minerál používaný na leštenie povrchu skla a kovu;
- pemza je porézna vulkanická hornina, ktorá sa často používa na hrubé brúsenie;
- tripoli je stmelená sedimentárna hornina, ktorá sa používa vo forme prášku na spracovanie kov a kamene;
- kremeň - oxid kremičitý, ktorý sa používa iba v kombinácii s vodou na pieskovanie kameňov;
- šmirgeľ je minerálna látka, ktorá obsahuje korund a magnet; používa sa na čistenie, brúsenie a leštenie povrchov.
Prirodzené abrazívne materiály používané pri výrobe ručných a stacionárnych zariadení na mechanické spracovanie polotovarov alebo hotových dielov. Rozsah ich použitia je určený ich technickými a abrazívnymi vlastnosťami. Najodolnejší a najtrvanlivejší je diamant, ktorý možno použiť ako na rezanie materiálov, tak aj na brúsenie povrchov.
Umelé brúsivá
Syntetické materiály sú široko používané v priemysle abrazívne materiály. Na rozdiel od prírodných majú lepšie výkonové vlastnosti. Väčšia rovnomernosť hlavných frakcií zaisťuje kvalitné spracovanie povrchov z kovu, plastu, skla, dreva, kameňa atď.
Vo výrobných podmienkach možno na brúsenie a rezanie materiálov použiť:
- elbor (borazon) - spracovanie ocele a kovových zliatin;
- cuproslag - mechanické čistenie drevené, kovové a betónové krytiny;
- bór-uhlík-kremík - brúsne sklo, kamene, neželezné a železné kovy;
- umelý diamant - spracovanie kovové časti a kameň;
- karborundum - spracovanie titánu, neželezných kovov, ocele a iných zliatin;
- karbid bóru - brúsenie povrchov zo železných kovov a skla;
- elektrokorund - hlavne spracovanie železných kovov;
- oxid titaničitý - leštiace diely z neželezných kovov;
- kubický oxid zirkoničitý - spracovanie kovových povrchov;
- oxid cíničitý - leštenie skla a kovov;
- oceľové broky - brúsenie mäkkého kameňa (mramoru).
Hromadné abrazívne materiály používa sa pri pieskovaní, ako aj v výroby brúsne a leštiace kotúče. Na rezanie dreva, skla alebo kovových zliatin sa používajú vysokovýkonné brúsivá.
Metódy abrazívneho spracovania
Prírodné a syntetické abrazívne materiályúspešne používané v nasledujúcich typoch obrábania:
- valcové brúsenie - mechanické spracovanie otvorov, guľových a valcových plôch;
- bezhroté brúsenie - mechanické opracovanie ložiskových krúžkov, vonkajšie príp vnútorné povrchy;
- ploché brúsenie - mechanické opracovanie zvislých a vodorovné plochy jednoduchá geometria;
- bezhroté pásové brúsenie - spracovanie komplexné profily a iné vonkajšie povrchy;
- rezanie - demontáž a predvýroba;
- lapovanie - mechanické brúsenie povrchov;
- tryskanie vodou - tryskanie rôzne povrchy;
- ultrazvukové spracovanie - výroba pečiatok a dierovanie cez otvory v kove;
- pieskovanie - hrubé čistenie povrchy pred hrdzou, farbou a inými druhmi znečistenia;
- spracovanie magnetického brusiva - čistenie a brúsenie materiálov v magnetickom poli pomocou magnetizovaného hromadného brusiva;
- honovanie - brúsenie otvorov v kovových čerpadlách, potrubiach, valcoch;
- leštenie - odstránenie drsnosti na povrchu;
- superfinish - ultrajemné leštenie hotových výrobkov z kovu, skla, kameňa atď.
Pre vyššie uvedené typy spracovania rôzne abrazívne materiály. Brúsením, pieskovaním a inými druhmi mechanického dokončovania možno dosiahnuť požadovaný stupeň rovnomernosti a hladkosti povrchov.
Druhy brúsnych nástrojov
Kvalita brúsnych a rezných materiálov do značnej miery závisí od spôsobu použitia brusiva. Všetko v priemysle abrazívne materiály sú upevnené v špeciálnych inštaláciách, ktoré zabezpečujú maximálnu presnosť vykonanej práce. Medzi najbežnejšie brúsne nástroje patria:
- brúsne kotúče;
- brúsne pásy;
- leštiace kotúče;
- brúsny papier;
- Brúsky na brúsenie;
- rezacie kolesá;
- omieľané telá;
- jemnozrnné pasty;
- oceľová vlna;
- veľké zrná (na pieskovanie).
Do úvahy prichádzajú aj brúsne nástroje abrazívne materiály, vyrobené v určitom tvare - brúsny kameň, rezný kotúč atď. Ich odolnosť proti opotrebovaniu a výkonnostné charakteristiky do značnej miery závisia od kvality ich pripevnenia na stacionárne stroje alebo ručné náradie.
Ak je brúsivo v nástroji zle zaistené, počas prevádzky bude vystavené nadmernému zaťaženiu, čo povedie k strate zrna a zhoršeniu jeho brúsnych vlastností. V tejto súvislosti sa pri výrobe mnohých z nich začali používať výstužné siete z kovu a sklolaminátu.
Ľudstvo pozná abrazíva už mnoho tisícročí. Ľudia používali kamene a piesok na tvarovanie a brúsenie nožov, kopije, hrotov šípov a háčikov. Prvým brusivom bol pieskovec, v ktorom rol účinná látka Hrali najmenšie zrnká kremeňa. Až do objavenia metód na spracovanie kovu umožňoval tento abrazívny materiál rozvoj celého ľudstva, pretože ľudia vtedy jednoducho nemali iné spôsoby, ako vyrobiť nástroje na prácu a zbrane.
Čo je to z fyzikálneho hľadiska?
Vo všeobecnosti sú abrazíva veľmi tvrdé minerály, ktoré spadajú na hornú hranicu Mohsovej stupnice tvrdosti, od kremeňa po diamant. Ale aj mäkké materiály môžu vykonávať túto funkciu. špongie, sóda bikarbóna a semená ovocia možno právom nazývať abrazíva. Stretávame sa s nimi každý deň a ich význam je taký každodenný život osoba je skvelá.
V akých procesoch sa dajú použiť?
Často sa tak nazýva nie preto fyzikálne vlastnosti, ale vzhľadom na povahu použitia. Existuje niekoľko tried takýchto procesov. Najmä sa môže použiť v pieskovacom stroji najväčší počet materiály, ktoré za normálnych podmienok nemajú výrazné abrazívne vlastnosti. Toto zariadenie využíva silný prúd vzduchu alebo vody, v ktorom sa malé častice niektorých látok pohybujú veľkou rýchlosťou. V niektorých prípadoch sa používa brúsna sieťka, ktorá hrá úlohu brúsneho filtra.
Pieskovacie stroje sa používajú na leštenie a konečnú úpravu dielov a hotové výrobky. V tomto prípade je možné odobrať prakticky akýkoľvek abrazívny materiál: zo škrupín orechov a semien ovocné plodiny, lastúry mäkkýšov a iné organické látky až po tie najmenšie kúsky ocele, trosky, skla alebo dokonca sódy bikarbóny.
Hlavné komponenty
Kremenný piesok je najobľúbenejším abrazívom na pieskovanie mostov a iné oceľové konštrukcie. V tomto prípade dochádza k veľmi účinnému odstraňovaniu hrdze, čo výrazne zvyšuje odolnosť inžinierskych konštrukcií. Tento proces vyžaduje abrazíva s vysokou hustotou. Čistenie kovových konštrukcií spravidla zahŕňa použitie stlačeného vzduchu. Pôsobí ako urýchľovač častíc a nemá dodatočný korozívny účinok.
V niektorých prípadoch je však možné použiť aj vodu. Najmä pri čistení betónových konštrukcií. Takmer všetky stavby postavené v pobrežnej zóne to pravidelne potrebujú. Faktom je, že časom na ich povrchu rastie hrubá vrstva soli a iných agresívnych zlúčenín. Sladká voda, do ktorej bol predtým pridaný príslušný materiál (brúsivo), ich nielen odstraňuje z betónu, ale vytvára aj „odsoľovanie“. Toto opatrenie opäť výrazne zvyšuje životnosť budov.
Leštenie hotových výrobkov
Leštenie je tu najdôležitejší proces, v ktorej sú brusivá mimoriadne žiadané. Na zdokonaľovanie hotových výrobkov alebo niektorých častí sa spravidla používajú špeciálne pasty alebo mäkké kotúče, ako aj zlúčeniny na báze syntetických živíc. Dokonca aj jednoduchá brúsna špongia je žiadaná. Oxid céru, diamant, kremeň, oxid železa a oxid chrómu sú dnes najčastejšie používané zlúčeniny.
Novakulit (hustá kremičitá hornina) je tiež dobrou surovinou na výrobu leštiacich materiálov. Oxid céru je najbežnejším minerálom používaným na leštenie skla. Táto zlúčenina ho nepoškriabe, ale dodá mu špeciálnu hladkosť a lesk. IN posledné rokyČastejšie sa však na to používa karbid kremíka a umelé diamanty. Na ich základe sa vyrába obzvlášť drahý a efektívny produkt, ktorý sa veľmi dobre hodí na spracovanie obzvlášť „rozmarných“ materiálov.
Použitie magnetických polí
V posledných rokoch sa proces brúsneho ostrenia začal v priemysle praktizovať čoraz viac. Nerobí sa to pomocou tlakovej vody alebo stlačeného vzduchu: drobné čiastočky brúsivá sa vznášajú v silnom magnetickom poli, ktoré tvorí „brúsny kotúč“. Táto metóda sa používa v presnom strojárstve, pretože sa môže použiť na leštenie alebo ostrenie dielov, ktoré by za normálnych okolností boli príliš drahé a/alebo časovo náročné na spracovanie. Ako brúsivo sa najčastejšie používajú zlúčeniny hliníka s tými kovmi, ktoré majú túto vlastnosť.
Magnetoreologické metódy leštenia
Pri metóde reologického leštenia sa „fyzikálny“ brúsny nástroj vôbec nepoužíva. Materiály sa miešajú s kvapalinami, v hrúbke ktorých sa pohybujú vplyvom elektrického poľa. Táto metóda je v mnohom podobná tej opísanej vyššie, používa sa aj na spracovanie určitých dielov v presnom strojárstve a podobných odvetviach.
Vo všeobecnosti sa v posledných rokoch vo výrobe čoraz viac začali používať abrazíva vopred zmiešané s kvapalinami alebo syntetickými živicami. Dobrý príklad- vlhčená brúsna pasta GOI na báze Je známa už dlho, no až v posledných rokoch jej ľudia venovali pozornosť osobitnú pozornosť. Dôvod je jednoduchý - nízke náklady tejto zlúčeniny a jej vysokej účinnosti leštenia. Brúsna pasta navyše pôsobí jemne na spracovávaný materiál bez toho, aby ho poškriabala alebo poškodila.
Brúsne kotúče pre uhlové brúsky („brúsky“)
Používajú sa nielen na leštenie. Na rezanie obzvlášť odolných materiálov možno použiť aj brusivá. Na tento účel použite tenké brúsne kotúče vyrobené z oxidu hlinitého a fenolových živíc. V zriedkavých prípadoch sa používa kovový brúsny kotúč. Takéto nástroje sú nevyhnutné najmä pri ťažbe mramoru v lomoch. Faktom je, že tento minerál je veľmi hustý a ťažko sa píli bežnými pílami.
Ako sme už povedali, na pílenie sa používa oxid hlinitý, karbid kremíka, umelé diamanty a karbid bóru. Dá sa z nich vyrobiť brúsny kotúč a formujú sa z nich špeciálne píly na obzvlášť odolné materiály.
Základné nástroje používané v priemysle
Tieto zlúčeniny sú teda potrebné na ostrenie, leštenie, rezanie materiálov. Moderný priemysel najčastejšie používa brúsne nástroje umelého pôvodu. Dôvodom sú relatívne nízke náklady na syntetiku. Oveľa drahšie sú zlúčeniny prírodného pôvodu. Patria sem oxid hlinitý, ktorý sme už viackrát spomínali, ako aj karbid kremíka, oxid zirkoničitý a takzvané superabrazíva (diamant alebo nitrid bóru).
Výnimky sú zriedkavé a sú zastúpené najmä korundom. Je veľmi drahý a jeho použitie vo výrobe je dosť obmedzené. V ešte zriedkavejších prípadoch sa používajú prírodné diamanty, ktoré sú nevhodné na rezanie z dôvodu extrémne malých rozmerov alebo konštrukčných chýb.
Vývoj priemyselných brusív
História priemyselných brusív pre brúsne kotúče začala prírodnými minerálmi - kremeňom a kremíkom, ako aj korundom. Mimochodom, to bol ten druhý, ktorý prvýkrát dostal meno „šmirgľový“. Toto bolo prvé odmietnutie prírodných minerálov začalo v prvej polovici dvadsiateho storočia a bolo takmer úplne dokončené na jeho konci. A neboli to len vysoké náklady. prírodné materiály. Faktom je, že všetky majú striktne definované vlastnosti, ktoré sa nedajú nijako zmeniť. Syntetické brúsivá, vytvorené o určité podmienky, môže byť úplne iný a vhodnejší na riešenie niektorých atypických problémov.
Napríklad pomocou nových technológií možno vytvoriť zlúčeninu s tvarom častíc pripomínajúcim triesku. Tento materiál je ideálny na nanášanie na povrch leštiacich kotúčov. Okrem toho je možné vytvárať úplne nové materiály kombináciou napríklad oxidu titánu so zlúčeninami hliníka. Tieto abrazíva sú ideálne na spracovanie obzvlášť tvrdých povrchov.
Kedy nastal v priemysle „brúsny prielom“?
Moderná výroba brúsiv, vrátane výroby brúsnych kotúčov a brúsnych plátien, je ťažké opísať kvôli množstvu ochranných známok a patentov, ktoré v mnohých prípadoch opisujú ten istý produkt. Riešenie takýchto kolízií je jednoduché – vzhľadom na najmenšie rozdiely v chemické zloženie Môžete si zaregistrovať novú ochrannú známku. Čo však slúži ako základ pre syntetické brúsivá a kedy dostal priemysel príležitosť ich použiť vo veľkom?
Skutočne významnou udalosťou bol objav karbidu kremíka, minerálu, ktorý sa v prírode nenachádza. Vytvorenie syntetického oxidu hlinitého v 90. rokoch 19. storočia len podnietilo začiatok výskumu v tejto oblasti. Koncom 20. rokov 20. storočia boli hlavnými priemyselnými brusivami syntetický oxid hlinitý, karbid kremíka, granát a korund.
Ale skutočný prelom nastal v roku 1938. Vtedy bolo možné získať chemicky čistý oxid hlinitý, ktorý okamžite našiel široké uplatnenie v strojárstve. Čoskoro sa ukázalo, že ideálna je zmes oxidu zirkoničitého a oxidu hlinitého komplexná práca v oblasti rezania najmä tvrdých kovov. Ide o skutočne jedinečný brúsny prášok: zachováva si vysokú účinnosť, ale je relatívne lacný. Dnes je dlaň stále držaná syntetickým oxidom hlinitým, ktorý si zachoval pôvodnú mikrokryštalickú štruktúru zdrojov bauxitu. Takto vznikol najmä jedinečný Cubitron™, ako aj brúsivá na báze keramiky pod značkou SolGel™.
O "najlepších priateľkách dievčat"
Prírodný diamant je najstarší a stal sa populárnym v roku 1930. Boli na to dva dôvody. Po prvé, do toho roku boli objemy produkcie diamantov jednoducho zanedbateľné a fyzicky nedokázali pokryť rastúce potreby priemyslu. Po druhé, v dôsledku akútneho pocitu hroziacej vojny mnohé krajiny začali naliehavo hľadať spôsoby spracovania pomocou strojov. Táto látka sa stále používa pri výrobe jadier sabotov prepichujúcich pancierovanie.
Problémom bola neskutočná tvrdosť tohto materiálu, ktorú abrazívne spracovanie jednoducho neunieslo. Výskum uskutočnený v 60. rokoch 20. storočia od generála Elektrický, viedol k vzniku syntetických diamantov. Nakoniec výskum v tejto oblasti vedie k objavu kubického nitridu bóru, CBN. Táto diamantovo tvrdá zmes je široko používaná pri výrobe iných brusív, pretože dokáže doslova rozdrviť tvrdú oceľ na prach.
Samozrejme, všetky tieto abrazívne látky, okrem všetkých ich pozoruhodné vlastnosti, majú jednu obrovskú nevýhodu - náklady. Nedávnou výnimkou je brusivo Abral, syntetizované európskym koncernom Pechiney. Táto spoločnosť vyvinula akúsi „náhradu diamantu“, ktorá, hoci je tvrdosť len o niečo nižšia, výrazne zlepšuje cenu.
No nielen samotné brúsivá posunuli odvetvie vpred. Veľký význam mali materiály použité ako základ pre ich aplikáciu. Najmä keď bol vytvorený bakelit, bolo možné vyrábať ľahšie, ale odolnejšie brúsne kotúče. Rozomleli sa rovnomernejšie a abrazíva sa lepšie rozložili v ich vnútornom objeme. To výrazne poskytlo najlepšia kvalita spracovanie materiálov.
Šmirgľové kože
Šmirgľové kože používajú umelé a prírodné tkaniny, fólie a dokonca aj obyčajný papier vystužený tkanými vláknami. V niektorých prípadoch sa „brúsny papier“ získava impregnáciou tkaniny roztokom na báze fenolových živíc alebo vody (samozrejme s pridaním abrazív). Je možné získať aj brúsnu špongiu. Takéto nástroje sú široko známe takmer každému, stretávame sa s nimi neustále a každý deň.
Opísali sme mnoho oblastí použitia týchto materiálov. Faktom ale je, že s väčšinou z nich sa bežný človek v živote vôbec nestretne. Takže veľa ľudí vie o tyčiach alebo rovnakom brúsnom papieri, niekto použil brúsnu sieť. Málokto ale pozná konkrétne druhy látok, ktoré používajú napríklad výrobcovia ložísk či kvalitných nožov zo supertvrdej ocele. Tie druhé, mimochodom, je takmer nemožné brúsiť doma. „Ostričky“ pre nich vyžadujú úplne špeciálne.
Na aké úlohy je to či ono brúsivo vhodné?
Pre špecifické potreby sú potrebné superabrazíva, ktoré sme už stručne spomenuli vyššie. Dostupné sú aj vo forme šmirgľových utierok, brúsnych kefiek, kotúčov a kotúčov. Pri výrobe nožov zo štandardných ocelí teda výrobcovia používajú oxid hlinitý a karbid kremíka. Hromadná výroba zvyčajne vyžaduje väčšie využitie pieskovacích strojov: nehrdzavejúca oceľ, výroba guľkových ložísk a hromadné spracovanie najmä tvrdého dreva. Vo väčšine prípadov však priemyselníci zostávajú verní „starému dobrému“ oxidu hlinitému. Tento je lacný, ale stále veľmi účinný.
Na záver
Brúsivá priamo alebo nepriamo zohrávajú úlohu pri výrobe takmer všetkých vecí, s ktorými sa ľudia denne stretávajú. Najmä bez nich nie je možné vytvoriť puzdrá, z ktorých sú tak populárne medzi fanúšikmi produktov Apple. Nezabudnite, že jednoduchá „brúska“ na brúsny kameň alebo dokonca obyčajný brúsny papier je ovocím práce mnohých generácií vedcov a remeselníkov, ktorí zbierali a systematizovali svoje vedomosti počas mnohých rokov.
Spoločnosti vyrábajúce rôzne druhy abrazíva, brúsne kotúče a šmirgľové plátna, použitie teoretické vedomosti, ktoré sú prítomné v mnohých príbuzných odvetviach. Riadi sa údajmi získanými pri štúdiu keramiky a široko využívanej chémii, fyzike a metalurgii. Brúsivá budú vždy užitočné, sú kľúčovým prvkom moderného výrobného cyklu mnohých podnikov.
Fotografie z otvorených zdrojov
Brúsny nástroj je nástroj, ktorý obsahuje abrazíva. Vďaka tomu je možné vykonávať mechanické spracovanie rôzne produkty. Takýto nástroj pozostáva z niekoľkých zŕn brusiva, ktoré sú spojené pomocou určitej látky. Vyrába sa prevažne z umelých materiálov. Existujú však aj nástroje vyrobené z prírodných materiálov.
Druhy brúsnych nástrojov
- Opravené. Môžu to byť kruhy rôzne druhy, vrátane krúžkov, ako aj tyčí a pod. Takýto nástroj sa nazýva „brúsne kotúče“. Obsahuje abrazívne materiály s určitou veľkosťou zrna, ako aj prvky, ktoré dodávajú pevnosť. Brúsne kotúče sa môžu líšiť veľkosťou a tvrdosťou.
- Flexibilný nástroj. Môže to byť brúsny papier, sieťové kotúče, kefy vyrobené zo špeciálnych vlákien. Tento nástroj sa vyznačuje aj kvalitnou povrchovou úpravou, pričom je flexibilný. Takýto nástroj sa vám bude hodiť pri práci s ťažko dostupnými miestami.
- Brusivo zadarmo, vyspi sa. Brúsne pasty sú zmesi brúsnych materiálov s neabrazívnymi časticami rôznej hrúbky. Môžu to byť tekuté alebo pevné brikety. Takéto kompozície sa používajú na leštenie, lapovanie a iné operácie.
Brúsne kotúče sa používajú predovšetkým na brúsenie a ostrenie. Tvar a veľkosť kruhu je potrebné zvoliť v závislosti od zariadenia stroja a spracovávaného nástroja.
Na spracovanie rezných nástrojov sa používajú kotúče s keramickou väzbou. Hustota brúsneho kotúča sa zvyčajne nazýva odpor väzby so zarovnaním zŕn. Štruktúrou rozumieme štruktúru brúsneho nástroja. Pri ostrení rezných nástrojov sa používajú kotúče s otvorenou alebo strednou štruktúrou. To všetko uľahčuje odstraňovanie triesok z oblasti spracovania a znižuje počet defektov na nástroji. Tieto kruhy sa ľahko používajú a sú lacné. Preto je vhodné ich zakúpiť.
Brúsne nástroje od ruských a európskych výrobcov si môžete kúpiť v obchode Petrodual. Brúsne nástroje možno použiť na vykonávanie rôznych dokončovacích operácií. Pri výrobe takéhoto nástroja sa používajú rôzne väzy.