|
АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
|
АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, абразивы (лат. abrasio - соскабливание),- дробленые мелкозернистые или порошкообразные вещества высокой твердости. Применяются в основном для обработки (шлифования, полирования, доводки, правки) поверхности металлов, минералов, стекла, горных пород, драгоценных камней, дерева, кожи, резины и других материалов. Обработка материалов заключается в одновременном резании очень большим числом случайно расположенных режущих граней зерен. Абразивные материалы используются главным образом в виде абразивного инструмента, а также порошков, шкурок, абразивных паст (см.) или абразивных жидкостных либо воздушных струй, несущих абразивную пыль (см. Вода полировочная). Абразивные материалы делятся на естественные (алмаз, корунд, наждак, гранат, кварц, кремень, полевой шпат, пемза, трепел и др.) и искусственные (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора и др.).
Основные характеристики (показатели свойств) Абразивные материалы: твердость, форма абразивного зерна, абразивная способность и зернистость. 1) Твердость определяется по десятибалльной шкале твердости (шкале Мооса), основанной на том, что вещество с большей твердостью оставляет при царапании черту на поверхности вещества с меньшей твердостью. В шкале твердости в качестве эталонов приняты твердости 10 минералов: талька - 1, гипса -2, кальция - 3, фезоорита - 4, апатита - 5, ортоклаза - 6, кварца - 7, топаза - 8, корунда-9, алмаза - 10. 2) Форма абразивного зерна, представляющего собой кристаллический осколок, бывает различной. Наилучшая, наиболее прочная форма зерна - изометрическая, когда зерно имеет приблизительно равные размеры по высоте, ширине и толщине; встречаются также мечевидные и пластинчатые зерна. 3) Абразивная способность определяется количеством снимаемого материала до момента затупления зерна .4) Зернистость характеризует величину и однородность размера зерен. Чем однороднее по форме и величине зерен Абразивные материалы, тем выше его эксплуатационные качества. Зернистость определяется методами ситового, гидравлического и микроскопического анализа. В зависимости от зернистости абразивные материалы по ГОСТ 3238-46, 3647-47, 3648-47 разделяются на группы: 1) шлифзерно - зернистость №№ 3, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 24, 30, 36, 40, 46, 54, 60, 70, 80, 90; 2) шлифпорошки - зернистость №№ 100, 120, 150, 180, 220, 240, 280, 320; 3) микропорошки- зернистость №№ М28, М20, М14, М10, М7, М5. Номера зернистости шлифзерна и шлифпорошков приближенно указывают число ячеек в погонном дюйме сита, через которое абразивные материалы просеивается без остатка. Для каждого номера установлены пределы допустимого содержания ближайших смежных размеров зерна и норма содержания мелкой и предельной фракции. Зернистость микропорошков обозначается буквой М с добавлением цифр, указывающих размер зерна в мк. Определение зернистости микропорошков устанавливают гидравлическим анализом по скорости падения (оседания) их в воде. Контроль времени падения зерен отдельных размеров ведется в мин.; отсюда прежнее название микропорошков - минутники.
Абразивные зерна и порошки контролируются также по содержанию магнитной фракции (количеству железистых включений), химическому и минеральному составу.
В СССР имеются богатые запасы естественных абразивных материалов, а также вырабатываются все виды искусственных абразивных материалов. В пром-сти используются главным образом следующие естественные абразивные материалы.
Алмаз технический (см. Драгоценные и поделочные камни) - твердость 10; абсолютная твердость почти в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз - корунда; сорта техн. алмаза: борт, балласа, карбонадо (или черный) и конго. Для абразивных целей (при бурении горных пород, для шлифования драгоценных камней и пр.) используется только 7-10% от всей добычи, алмазов. Алмазы и алмазные карандаши, спрессованные из порошков, применяются для правки шлифовальных изделий.
Корунд - природная окись алюминия - минерал, уступающий по твердости только алмазу; твердость 9. В качестве абразивных материалов используется обыкновенный непрозрачный корунд, применяемый в виде микропорошков (ТУ МТ 73-2 Министерства станкостроения СССР) для шлифования и полирования стекла, а также для изготовления полировальных инструментов (графитовые круги). Естественный корунд все более заменяется искусственным абразивным материалом - электрокорундом.
Наждак - минеральная горная порода - смесь корунда (18-50%) и кремнезема, твердость ниже, чем твердость корунда. Сортируется на три сорта: 1-й с. содержит 40- 50% корунда, 2-й с.- 20-45%, 3-й с.- менее 20%. Мелкие фракции наждака применяются в виде порошков и абразивных шкурок для шлифовальных и полировальных целей, главным образом в стекольной и машиностроительной пром-сти, а также для изготовления абразивных инструментов. Наждак широко используется как составная часть различных средств для чистки ножей, вилок и других металлических предметов домашнего обихода. Применяется в этих целях и не в смесях.
Гранаты - минеральные породы, состоящие из ортосиликатов, твердость 6,5- 7,5. В качестве абразивных материалов для изготовления шлифовальных шкурок используются непрозрачные гранаты.
Кремень - твердость 7; применяется в качестве шлифовального порошка и для пр-ва шлифовальных шкурок.
Кварц - твердость 7; используется в абразивной пром-сти в виде песка в пескоструйных аппаратах.
Пемза - ноздреватая вулканическая лава серовато-бурого или желтоватого цвета, твердость около 6; применяется в кусках или в виде порошка различной степени измельчения для шлифования, полирования дерева, рога, при ручной обработке мрамора, в кожевенной пром-сти, а также для шлифования поверхностей перед их окрашиванием масляными и эмалевыми красками.
Диатомит (инфузорная земля, полировальный сланец) -легкая осадочная порода, состоящая из кремнеземистых скелетов микроскопических водорослей.
Трепел - мягкая рыхлая горная порода, образовавшаяся при разложении кремнистых горных пород; цвет белый или, в зависимости от примесей, сероватый, желтоватый, коричневый. Применяется главным образом для полирования поверхностей предметов из цветных металлов, стекла, а также как основная составная часть средств для очистки поверхностей предметов из меди и медных сплавов, зеркал и т. д.
Из искусственных абразивных материалов распространены:
Электрокорунд (алунд, алонсит, коррафин и т. д.) - кристаллическая окись алюминия с небольшими примесями окиси железа, кремния и др. Твердость - немного более 9. Получается из плавких бокситов (алюминиевой руды), антрацита и металлической стружки в электрических печах; масса, выплавленная в форме блоков, подвергается дроблению, обогащению и классификации - рассеву по нормам зернистости (ГОСТ 3647-47). В зависимости от содержания окиси алюминия электрокорунд делится на нормальный и белый. Электрокорунд нормальный (Э) содержит окиси алюминия 93% и больше; цвет серо-коричневый или розовый до темнокоричневого или бурого; выпускается разных марок; марки Э91, Э93 применяются в виде зернистого материала; Э95 идет на пр-во шлифовальных изделий (ТУ МТ71-6 Министерства станкостроения СССР). Электрокорунд белый (ЭБ) характеризуется высоким содержанием окиси алюминия (свыше 98%), более хрупок, чем электрокорунд нормальный; выпускается двух марок-ЭБ99 и ЭБ97 (ТУ МТ 71-1-1 Министерства станкостроения СССР).
Монокорунд - высокоглиноземный (92-98%) материал, состоит из кристаллической окиси алюминия и примеси сульфидного сплава. Получается электроплавкой смеси боксита, угля и сернистых соединений; выпускается двух марок: М98 и М97 (ТУ МТ 72-2 Министерства станкостроения СССР). Монокорунд - высококачественный абразивный материал, применяется для обработки в тех случаях, когда требуются повышенные твердость и вязкость (напр., для шлифования коленчатых валов автомашин).
Карбид кремния (кристаллон, карборунд, силициум, карбид) - хим. продукт, содержащий 70% кремния и 30% углерода. Получается электротермическим путем из смеси чистого кварцевого сырья (песка, кварцитов) и малоземельных углеродистых материалов (нефтекокса, антрацита и др.); по твердости (9,50-9,75) лишь немного уступает алмазу. В зависимости от содержания чистого карбида кремния делится на: а) карбид зеленый (КЗ) - карбида кремния не менее 97%, цвет от светло- до темнозеленого; применяется преимущественно при заточке инструментов из твердых сплавов; выпускается марок К399, К398 (зерно) и К396 (микропорошки) и б) карбид черный (КЧ) - карбида кремния не менее 95%, цвет темносиний или черный с металлическим блеском; применяется при обдирочном шлифовании; выпускается марок КЧ98, КЧ97 (зерно) и КЧ97 (порошок).
Карбид бора по ГОСТ 5744- 51 - кристаллы карбида бора с незначительным количеством примесей графита, бора и других материалов. Получается в электрических печах из смеси борного сырья и нефтяного кокса. Готовый продукт содержит 79% бора и 21% углерода; твердость 9,6; применяется в пром-сти как заменитель алмазной пыли при обработке резцов из твердых сплавов, часовых камней и т. д., а также как присадка при пр-ве изделий высокой твердости. Металлические инструменты с резцами из твердых сплавов, доведенные карбидом бора, обладают повышенной стойкостью при резании.
Крокус содержит не менее 90% окиси железа; получается измельчением лучистого железняка, а также прокаливанием щавелевокислого железа; применяется для полирования металлических и стеклянных поверхностей.
Окись хрома получается прокаливанием хромовокислых соединений с углем или другими восстановителями, а также прокаливанием гидрата окиси хрома. Очень твердый порошок зеленого цвета; применяется в виде шлифовальных паст.
Полировальная (венская) известь содержит окись кальция и незначительное количество окисей магния и железа. Получается обжигом известняков или доломита; применяется для полирования поверхностей изделий из цветных металлов.
В качестве абразивных материалов применяется также мел, окись цинка, измельченное стекло и другие вещества.
Микропорошки упаковываются в двойную тару: внутри бумажный, снаружи тканевый или джутовый мешок. На тару наклеивается этикетка, внутрь вкладывается лист, указывающий: наименование завода-изготовителя, зернистость и название материала, сорт, ОТК. Каждая партия абразивных материалов сопровождается паспортом, в котором указано: название завода; материал, из которого изготовлено зерно; зернистость и данные по хим. составу и магнитной фракции. Наждак для чистки кухонной посуды, ножей и вилок фасуется в картонные коробки или в бумажные мешочки. На этикетках, кроме установленных данных, указан способ использования.
Лит.; Темкин Б.С. Шлифующие и полирующие материалы, М., 1947.
|
|
Cмотри также:
Драгоценные и поделочные камни
|