Абразивные материалы с успехом применяются в следующих видах абразивной обработки:
- шлифование круглое — обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий;
- шлифование плоское — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей;
- шлифование бесцентровое — обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др);
- шлифование бесцентровое лентой — наружные поверхности, в том числе сложные профили;
- шлифование лентой сложных профилей — например шлифование лопаток турбин;
- отрезание и разрезание заготовок — заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкций;
- притирка — абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки);
- гидроабразивная обработка — струйная и галтование (отливки, паковки, метизы и др);
- пескоструйная обработка — очистка субстратов от старой краски, ржавчины, окалины и других загрязнений, а так же сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковок;
- ультразвуковая обработка — пробивка отверстий в твёрдых сплавах, извлечение сломанного инструмента, изготовление штампов;
- хонингование — обработка отверстий (цилиндры двигателей, насосов и др);
- полирование — придание поверхности малой шероховатости и зеркального блеска;
- суперфиниширование — окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т. д.).
Инструменты абразивной обработки
Абразивные материалы для применения в промышленности должны быть закреплены или конструктивно выполнены в виде различных инструментов и составов, основные виды абразивных инструментов и составов:
- Отрезные круги: Различных диаметров (до 3500 мм), ширины, высоты и форм(профилей) рабочего(абразивного) слоя и способов закрепления его на корпусе круга.
- Шлифовальные круги: Различные абразивные материалы в виде кругов, дисков, конусов разных профилей и диаметров.
- Бруски: Абразивные и металлоабразивные разных размеров и профилей для хонингования, притирки, суперфиниширования.
- Лента: Синтетическая или растительнотканная лента разной ширины с приклеенными на ее одной или двух сторонах зернами абразивных материалов.
- Наждачная бумага: Абразивный материал нанесенный на тканевую или бумажную основу.
- Пасты: Абразивные притирочные и полировальные абразивы равномерно распределенные в связующем (парафин, церезин, олеиновая кислота, стеарин, масла, керосин и др).
- Свободное зерно: Сухие абразивные зерна для гидроабразивной, ультразвуковой и пескоструйной обработки.
- Галтовочные тела: абразивный инструмент в виде изделий геометрической формы (цилиндр, призма, конус, куб и т. п.), предназначенный для галтовки
Виды абразивных материалов
Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвердые, твердые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифзерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах (мк) и мешах(
Производство абразивных материалов
В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причем новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные.
Абразивные материалы бывают двух видов по происхождению:
Природные абразивные материалы
- Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях.
- Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах.
- Гранат: Природный минерал, состоит из: R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO4]3, где R 2+ — Mg, Fe, Mn, Ca; R 3+ — Al, Fe, Cr.
- Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита — черного магнитного оксида железа Fe3O4
- Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов.
- Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки(притирка, полирование).
Синтетические абразивные материалы
- Минеральный шлак (купрошлак или никельшлак): применяются для наружной очистки больших металлических конструкций
- Колотая/стальная дробь: Применяется для удаления плотной окалины
- Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов.
- Кубический нитрид бора (боразон (В России кубический нитрид бора знают как эльбор): Синтез при высоком давлении, применяют при шлифовании деталей из различных сталей и сплавов.
- Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.
- Карбид бора: обработка твердых сплавов, стекла, черных металлов.
- Карбид кремния: обработка твердых сплавов, цветных металлов и титана.
- Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов.
- Нитрид алюминия: обработка металлов.
- Электрокорунд: обработка черных металлов, изредка камня и стекла.
- Оксид циркония(фианит): обработка черных и цветных металлов.
- Двуокись церия: обработка стекла (полирит).
- Двуокись олова: обработка стекла, полирование металлов.
- Окись хрома: полирование черных и цветных металлов.
- Двуокись титана: полирование цветных металлов.
Новые перспективные абразивные материалы:
- Нитрид углерода:
- Сплав карбид титана-карбид скандия:
Отдельно следует выделить категорию магнитоабразивной обработки (МАО) и материалов для магнитноабразивной обработки.
Суть заключается в объединение свойств материалов с высокими абразивными качествами и магнитными, что позволяет производить т. н. мягкую обработку и полирование на более высоком качественном уровне используя магнитоабразивные порошки.
Таблица сравнения абразивных материалов используемых при абразивоструйной очистке [2]
| Материал | Размер сита | Форма | Плотность |
|---|
удаление заусенцев, гравировка
с деликатных поверхностей
Примечания
- ↑ Federation of European Producers of Abrasives. Федерация европейских производителей абразивов.
- ↑ «Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке» — Екатеринбург: ООО "ИД «Оригами», 2007—216 с., ISBN 978-5-9901098-1-0
Литература
- «Технология шлифования в машиностроении», Кремень З. И., Юрьев В. Г., Бабошкин А. Ф.
- «Эльбор в машиностроении» под редакцией В. С. Лисанова. Л. «Машиностроение», 1978
- «Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке» — Екатеринбург: ООО "ИД «Оригами», 2007—216 с., ISBN 978-5-9901098-1-0
См. также
- Шлифование
- Полирование
- Галтовка
- Галтовочное тело
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Абразив" в других словарях:
абразив — а, м. abrasif. 1905. Рей 1998. Материал высокой твердости, применяемый для для механической обработки ( шлифовки, полировки, заточки и т. п. ) металлов, стекла, драгоценных камней и т. д. До этого камень из карьера извлекали стальными кругами.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
АБРАЗИВ — АБРАЗИВ, твердый материал с шероховатой поверхностью, используемый для истирания и полирования поверхностей. Абразивы используются в виде тонких порошков или более крупных частиц с острыми режущими кромками. Большинство природных абразивов… … Научно-технический энциклопедический словарь
АБРАЗИВ — АБРАЗИВ, а, муж. (спец.). Твёрдое мелкозернистое или порошкообразное вещество (кремень, наждак, корунд, карборунд, пемза, гранат), применяемое для шлифовки, полировки, заточки. | прил. абразивный, ая, ое. Абразивные материалы. А. инструмент… … Толковый словарь Ожегова
абразив — сущ., кол во синонимов: 4 • карбовальт (2) • коровальт (1) • кристолон (1) • … Словарь синонимов
абразив — – 1) материал (например, алмазный порошок) для обработки деталей шлифованием, полированием или доводкой; 2) продукты износа деталей (стружка), приводящие к абразивному изнашиванию. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
абразив — Твёрдый материал для механической обработки металлов, сплавов, горных пород и других строительных материалов [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] EN abrasive DE Schleifmittel FR abrasif … Справочник технического переводчика
абразив — а, м. Твердое мелкозернистое вещество (алмаз, корунд, наждак и т.п.), применяемое для шлифовки и полировки поверхностей изделий из металла, камня, стекла, дерева и др. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. абразив абразива, м. [от фр … Словарь иностранных слов русского языка
Абразив — Abrasive Абразив. (1) Жесткая субстанция, используемая для шлифовки, правления оселком, суперфиниширования, полирования, абразивной продувки или внутреннем шлифовании. Применяемые абразивы глинозем, карбид кремния, карбид бора, алмаз, кубический… … Словарь металлургических терминов
АБРАЗИВ — твёрдый материал для механической обработки металлов, сплавов, горных пород и других строительных материалов (Болгарский язык; Български) абразив (Чешский язык; Čeština) brusivo; brusná hmota (Немецкий язык; Deutsch) Schleifmittel (Венгерский… … Строительный словарь
абразив — abrazyvas statusas T sritis chemija apibrėžtis Kieta medžiaga, naudojama šlifavimui, poliravimui arba valymui. atitikmenys: angl. abrasive rus. абразив; абразивный материал ryšiai: sinonimas – abrazyvinė medžiaga … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Абразив — м. 1. Твердый мелкозернистый материал, используемый при механической обработке шлифовании, полировке, заточке металлов, стекла, драгоценных камней и т.п. 2. Инструмент, изготовленный из такого материала. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Абразивные частицы
Абразивные частицы попадают в контакт извне ( отходы обработки, пыль) или являются продуктами самого износа, причем каждая частица представляет собой микрорезец, который в зависимости от размеров, формы, угловых параметров может пластически деформировать, царапать или даже срезать микростружку с поверхностей трения. [2]
Абразивные частицы могут иметь различную форму и быть ориентированы относительно сопряженной поверхности самым различным образом. Способность абразивного зерна вдавливаться в поверхность зависит не только от соотношения их твердости, но и от геометрической формы зерна. Например, зерно с выпуклой поверхностью или острым ребром может быть вдавлено без повреждений в плоскую поверхность более твердого тела. Это объясняет наблюдающийся иногда износ металла абразивными частицами меньшей твердости. Иногда твердость окисных пленок бывает выше твердости самих металлов. [3]
Абразивные частицы могут попадать и в рабочие полости машин вместе с засасываемым воздухом, горючим и смазочными материалами. Наибольшее изнашивающее воздействие оказывают частицы кварца, имеющие твердость до 12 ГПа. Очищающая способность фильтров, как правило, не превышает 98 — 99 %, таким образом, 1 или 2 % пыли, содержащейся в воздухе, могут попасть, например, в цилиндры двигателя автомобиля. Учитывая среднюю запыленность воздуха при эксплуатации тракторов и автомобилей, с каждым кубическим метром воздуха в двигатель попадает 5220 мг пыли. Наибольшему абразивному изнашиванию подвергаются цилиндры и поршневые кольца. [4]
Абразивные частицы , которые часто добавляются к описанным выше чистящим средствам, для усиления их эффективности, являются раздражителями. Они могут быть растворимыми ( бура) или нерастворимыми. Нерастворимые абразивы могут быть минерального ( пемза), растительного ( ореховая скорлупа) или синтетического ( полистирол) происхождения. [5]
Абразивные частицы могут иметь различную форму и быть самым различным образом ориентированы относительно сопряженной поверхности. [6]
Абразивные частицы размером 0 075 мм практически не вызывают износа. [7]
Абразивные частицы могут попасть в рабочие полости машин и на поверхности трения из воздуха вместе с горючим и смазочными материалами и другими путями. [9]
Абразивные частицы не оказывают существенного действия на резиновые подшипники. Податливость резины не позволяет попадающей в зазор абразивной частице создавать высокое давление, при котором происходит шлифование поверхности стального вала; она может только полировать его. Для быстрейшего удаления абразивных частиц с поверхности подшипника на нем делают желобки или осевые канавки. При определенных условиях абразивные частицы скатываются в желобки и удаляются из подшипника. Абразивостой-кость резиновых подшипников уменьшается при заключении резинового слоя в жесткую обойму. Коэффициент трения резиновых подшипников практически не зависит от нагрузки; с увеличением частоты вращения вала коэффициент трения подшипника снижается. [10]
Абразивные частицы могут иметь различную форму и быть ориентированы относительно сопряженной поверхности самым различным образом. Способность абразивного зерна вдавливаться в поверхность зависит не только от соотношения их твердости, но и от геометрической формы зерна. Например, зерно с выпуклой поверхностью или острым ребром может быть вдавлено без повреждений в плоскую поверхность более твердого тела. Это объясняет наблюдающийся иногда износ металла абразивными частицами меньшей твердости. Иногда твердость окисных пленок бывает выше твердости самих металлов. [11]
Абразивные частицы , оказавшиеся на дорожке качения при набегании шарика под действием высокой нагрузки внедряются в одну из поверхностей и производят царапающее действие на противоположной поверхности. Некоторые абразивные частицы не внедряются ни в одну из поверхностей, а, двигаясь свободно между ними, вызывают на поверхностях качения пластические деформации в виде лунок и вдавленных борозд. [12]
Абразивные частицы не только нарушают защитную пленку, повреждают поверхность, но и могут привести к схватыванию поверхностей. Поэтому большое значение для исключения схватывания и заедания имеет правильный выбор смазочного материала. [13]
Абразивные частицы попадают между поверхностями трснш, в результате чего происходит абразивное изнашивание элементов опоры микрорезанием или царапанием. Динамический характер приложения нагрузки создает условия для развития ударно-абразивного изнашивания, при котором абразивные частицы внедряются в контактирующие поверхности. Это приводит к образованию вмятин, лунок, а при значительной твердости частиц может происходить хрупкое выкрашивание в микрообъемах металла. Многократное повторение внедрения абразивных частиц в контактные поверхности вызывает интенсивное деформирование микрообъемов металла н его охрупчивапие с последующим выкрашиванием. Высокие температуры, развивающиеся па поверхности трения, облегчают внедрение абразива в поверхностный слой. Наиболее заметно это проявляется с нагруженной стороны цапфы лапы. [14]
Абразивные частицы , попавшие в масло, вызывают наибольший износ подшипников и шеек коленчатого вала, цилиндров в средней части, маслосъемных поршневых колец, поршневого пальца и его втулок. Это обусловлено тем, что к подшипникам коленчатого вала, на нижнюю часть цилиндров ( с уменьшением снизу вверх по высоте цилиндров) и к маслосъемным кольцам подается наибольшее количество масла. Установлено, что износ цилиндров и поршневых колец, вызванный абразивными частицами, поступившими непосредственно в масло, примерно в 10 раз больше износа, вызванного действием такого же количества абразива, поступившего в двигатель с воздухом. Это происходит потому, что пыль, проникающая в картерное масло через воздухоочиститель и кольцевой пояс поршня, имеет значительно меньшие размеры, чем пыль, непосредственно введенная в картерное масло. [15]
В операциях шлифования, полировки и зачистки различных поверхностей обычно используют специальные материалы, которые называются абразивами. Это могут быть приспособления разной конструкции и формы, но их объединяет шероховатое покрытие или же полностью зернистая структура. К примеру, наждачная бумага и напильник – классические абразивы. Это также могут быть и механические устройства, реализующие функцию обработки поверхностей в автоматическом режиме без мышечного усилия.
Абразивные материалы
В природе можно встретить немало естественных абразивов, которые отличаются зернистой или пористой структурой. К таким можно отнести минералы, среди которых гранат, кварц, некоторые разновидности железняка, пемза и т. д. Некоторые из названных пород используются цельными на производствах, а другие применяются в переработанном виде. К примеру, стойкие в износе и трении порошки – те же абразивы. Это в большинстве случаев измельченные горные породы или металлические частицы, которые могут по-разному применяться в доработке изделий. Но здесь стоит перейти и к другой группе абразивных материалов – синтетической. В нее входит искусственный алмаз, минеральный шлак, стальная дробь и др. С помощью таких материалов можно выполнять наиболее сложные задачи полировки и зачистки.
Абразивные инструменты
В отличие от абразивных материалов, инструменты представляют собой готовое к выполнению шлифовальных операций приспособление. Наиболее распространенным изделием такого типа являются насадки для шлифовальных и отрезных аппаратов. К таким относят пилы, болгарки, всевозможные резчики и полировочные машинки, в качестве рабочей головки которых используется абразив. Круги, пожалуй, являются самым эффективным обрабатывающим компонентом. Причем их эффективность обуславливается конструкционно наиболее выгодным размещением в составе электроинструмента.
Также популярны в производствах шлифовальные ленты, используемые на станках. С их помощью реализуется поточная обработка типовых изделий – зачастую прямо на конвейере. Теперь стоит рассмотреть бытовые абразивы. Это может быть и тот же напильник с шлифовальной бумагой, или же абразивный камень в форме бруска, которым затачиваются лезвия режущего инструмента.
Свойства абразивов
Качественный абразив характеризуется такими показателями, как износостойкость, твердость, отсутствие взаимодействий с химическими веществами и т. д. При этом твердость и стойкость к износу не всегда свидетельствуют о том, что абразив способен быстро ликвидировать ненужные слои с поверхности. Инструмент может быть прочным и устойчивым к повреждениям, что обуславливается высокой плотностью и содержанием в структуре мелкофракционного зерна. Но слишком твердые шлифовальные абразивы, как правило, дольше обрабатывают целевые заготовки. И, напротив, крупное зерно способствует ускоренному выполнению той же шлифовки, но у него есть два недостатка. Во-первых, крупная фракция подразумевает быстрый износ. Во-вторых, с помощью такого абразива можно рассчитывать только на грубую обработку, исключающую полировочный эффект.
Виды абразивной обработки
Простейшие техники обработки абразивами подразумевают использование немеханизированных ручных материалов. В основном это бруски из горных пород, которые применяются в доработке податливых поверхностей – например, древесины. Более технологичные способы предусматривают работу с ручными электрическими аппаратами. Это небольшие шлифовальные и полировочные машинки, допускающие использование различных по характеристикам насадок. В профессиональных сферах также применяется абразив для пескоструя, который подается через специальное сопло. Оборудование пескоструйного типа работает за счет подачи воздуха под большим давлением. В процессе выполнения операций струя, нагнетаемая компрессором, буквально выдувает на высокой скорости частицы абразива, воздействуя на целевую поверхность. Несущие потоки могут также формироваться и за счет воды, но для ее хранения потребуются дополнительные емкости.
Области применения абразивов
Все абразивы рассчитываются на выполнение, по большому счету, одинаковых задач. Они заключаются в снятии определенного слоя материала с той или иной поверхности. Другое дело, что сама ликвидация ненужного покрытия может преследовать разные цели – придание нужной формы изделию, устранение неровностей, зачистка и т. д. Данные операции могут применяться и в быту, и в мастерских разного рода, а также в строительстве и на производствах. Так, в бытовом хозяйстве нередко требуется регулярное шлифование деревянных напольных покрытий. Для паркета и некоторых видов ламината используется полировочный абразив. Материал в виде песчаных и металлических частиц используют в качестве расходника для пескоструя. Данный высокоэффективный метод нашел применение в работе автомастерских. Например, пневматические аппараты используют для зачистки старых лакокрасочных покрытий. Мощные агрегаты, работающие от компрессоров, с помощью распыления металлической крошки способны удалять застоявшиеся следы коррозийного поражения и даже окалину.
Заключение
Сегодня практически не существует альтернативных по отношению к абразивам способов шлифования и зачистки поверхностей. Можно упомянуть разве что высокоточные способы резки, но их функцию можно заменить грубой обработкой тем же пескоструем. С точки зрения производственных процессов на многих крупных предприятиях абразивы – это и вовсе незаменимый технологический этап, позволяющий придавать изделиям необходимые параметры. И если в строительстве мастера могут иметь дело с трудоемкими, но грубыми по своему характеру способами зачистки и шлифования, то в промышленности реализуются операции точного формования. Причем они выполняются с твердотельными каменными и металлическими структурами, что требует применения уже специальных абразивных машин и станков.
