Что вы знаете про шлифовальные круги для обработки металла? Шлифовальные абразивные материалы

Абразивные материалы. Основные свойства, параметры и рекомендации по применению.

Для любого абразивного инструмента основной составляющей является абразивный материал от свойств которого , в первую очередь, зависит эффективность абразивной обработки. Стандартные показатели абразивных материалов не отражают их основных свойств и не позволяют определить область их применения в составе абразивного инструмента.

Классификация абразивных материалов является понятной информацией, предусматривающей два класса: искусственные (синтетические) и естественные. К искусственным абразивам отнесены электрокорунды (нормальный, белый, легированные, монокорунд, спеченные корунды (формокорунды), SG -абразивы; карбиды кремния зеленый и черный. Карбид бора, синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора (эльбор, гексанит, кубонит и другие марки) выделяются в самостоятельную группу сверхтвердых материалов. К естественным абразивным материалам относятся природные алмазы, природный корунд, гранат, кремень и др., которые не имеют решающего промышленного значения.

На все приведенные абразивные материалы имеются стандарты, регламентирующие их свойства (хим. состав, насыпной вес, разрушаемость…) и назначение. Но стандартные показатели конкретного абразива отражают узкий спектр свойств без сравнения с другими подобными материалами.

Основным свойством абразивных материалов является их высокая твердость, по сравнению с другими материалами, так как именно это свойство дает способность одному телу обрабатывать поверхность другого, менее твердого.

Наиболее распространенным методом определения твердости материалов является метод царапания, основанный на том, что острием одного тела с определенной силой проводят по поверхности другого и более твердое тело при этом оставляет на поверхности более мягкого царапину, глубина которой зависит от свойств испытуемого тела. На основании этого принципа была составлена шкала твердости Мооса , согласно которой по нарастанию твердости материалы имеют следующие баллы:

1 — тальк; 2 — гипс; 3 — известковый шпат; 4 — плавиковый шпат; 5 — апатит; 6 — полевой шпат; 7 — кварц; 8 —топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз.

Указанная шкала была расширена Риджвеем, Баллардом и Биллеем, предложившими 15-ти бальную шкалу для определения твердости материала:

1 —тальк; 2 —гипс, алюминий; 3—известковый шпат, медь, латунь; 4—плавиковый шпат, никель; 5 — апатит, мягкая сталь; 6 — полевой шпат, легированная сталь; 7 — стекло; 8 —кварц, кремень, стеллит; 9 — топаз, высокоуглеродистая закаленная сталь; 10 — гранат; 11 — цирконий, твердый сплав на основе карбида тантала; 12 — электрокорунд, твердый сплав на основе карбида вольфрама; 13—карбид кремния; 14 — карбид бора; 15 — алмаз.

Указанные шкалы являются относительными и дают грубое относительное сравнение твердости различных материалов.

О твёрдости абразивных материалов, определяющей их абразивные свойства, наиболее объективен показатель микротвёрдости, полученный на приборе ПМТ-3 (методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала при постоянной нагрузке 1,96 H ). Стандартный показатель разрушаемости (хрупкости), определяемый на приборе ПХЗ, определяет способность к самозатачиванию в процессе шлифования. Разрушаемость определяют посредством измельчения шлифовального материала определённых зернистостей (3) с помощью мелющих тел (2) на приборе, работающем по принципу лабораторной шаровой мельницы (1).

Критерием разрушаемости испытуемого шлифзерна является процентное содержание в продуктах его измельчения фракций зерна, прошедших через контрольные сита номером ниже испытуемых зернистостей.

Режущие свойства инструмента, производительность процесса шлифования и качество шлифованной поверхности так же зависят от сопротивляемости абразивных зерен механическому истиранию (износостойкости). Износостойкость абразивных материалов определяется на стандартном приборе типа АСЗ-4.

Эти показатели, приведенные в таблице1, достаточно наглядно показывают основные свойства абразивных материалов в сравнении:

Таблица 1

Для оценки прочностных характеристик абразивных материалов применяется метод, предусматривающий объемное сжатие навески зерен. Пресс-форму с испытуемой массой зерна 10 г устанавливают на пресс и подвергают давлению 1,55 ГПа. Механическая прочность абразивных материалов характеризуется количеством зерен основной фракции, сохранивших исходный размер после приложения давления, и определяется как процентное отношение массы неразрушенного остатка фракции испытуемой зернистости на сите после рассева к массе основной фракции испытуемой пробы. Механическая прочность абразивных материалов отдельных марок приведена в таблице 2.

Таблица 2

Следующий показатель - абразивная способность, отражает способность разных абразивных материалов обрабатывать тот или иной материал. Величину абразивной способности определяют на специальном приборе, типа «Шлиф». За критерий абразивной способности любого абразивного материала принимается масса сошлифованного материала определенным количеством абразивных зерен, расположенных между двумя вращающимися (1 и 3, см. рисунок) в разных направлениях дисками, с которых сошлифовывается материал. В качестве стандартного материала для дисков применяют стекло, поэтому при шлифовании металлических материалов нет сопоставимых результатов.

Характеристика абразивной способности различных абразивных материалов зернистостью F 60 приведена в табл.3.

Таблица 3

Из табл. 3 видно, что относительная абразивная способность зависит от твердости минералов, однако при изменении обрабатываемого материала этот порядок может меняться: так, при обработке стали абразивная способность эльбора выше, чем алмаза, и электрокорундовых материалов выше, чем карбидокремниевых. Таким образом, показатель абразивной способности не характеризует полностью эксплуатационных свойств материала.

На приведенные показатели в значительной степени влияют макромеханические свойства абразивных материалов, приведенные в таблице 4 в сравнении с типовыми обрабатываемыми материалами.

Таблица 4

В дополнение к приведенным характеристикам очень важно иметь понимание о термостойкости абразивных материалов. Наибольшей термостойкостью обладают материалы электрокорунда (1700—1900 0 C ), наименьшей (700—800 0 C ) алмаз и карбид бора. Термостойкость абразивного материала влияет на технологию изготовления абразивного инструмента, на выбор режимов шлифования и необходимость использования охлаждающей жидкости, т.к. с повышением температуры твердость материалов снижается. Например, при нагреве электрокорунда от 20 до 1000° С его микротвердость снижается более чем в 3 раза, у карбида кремния до 4-х раз.

Важнейшим показателем, определяющим выбор абразивного материала, является степень химического взаимодействия. Она определяет область применения абразивных материалов для обработки тех или иных материалов и зависит от химической устойчивости материалов и взаимодействия их с обрабатываемым материалом (табл.5):

Таблица 5

Основываясь на вышеприведенных данных, сложно ошибиться с выбором типа абразивного материала. Во всех случаях без исключения, электрокорундовые материалы предназначены для шлифования стальных заготовок, а твёрдый сплав, минералокерамику электрокорунд просто не шлифует, т.к. микротвёрдость у него ниже. Карбид кремния (чёрный, зелёный) подходит для шлифования твёрдых сплавов, неметаллических заготовок, но для стальных заготовок не приемлем.

Если при выборе конкретных марок абразивных материалов учесть такой показатель, как обрабатываемость материала шлифованием, то результат будет гарантирован. В каждую группу входят материалы, которые создают при обработке один тип нагрузки на режущее зерно и тем самым определяют один и тот же тип износа абразивного зерна (табл.6).

Таблица 6

Такая градация принята не случайно. Химический состав металла, существенно влияет на качество резания, степень окисления стружки и качество разрезаемой поверхности. Например, алюминий, кремний, никель и др. способны образовывать химически устойчивую пленку, увеличивая стойкость сплавов к окислению. Наоборот, повышение содержания углерода снижает устойчивость сплавов против окисления и тем самым способствует процессу образования стружки и облегчает ее удаление с поверхности круга. Таким образом, повышение степени окисления облегчает процесс резания, а понижение затрудняет. Поэтому углеродные стали, например, лучше режутся, чем легированные конструкционные и инструментальные. Легирующие присадки способствуют образованию в сталях карбидных соединений, повышают их твердость и температуру плавления. Это увеличивает степень «затупления» абразивных зерен, понижает стойкость шлифовальных кругов.

Немаловажное значение для процесса шлифования имеют и физико-механические свойства шлифуемого материала - теплопроводность и теплостойкость, прочность и вязкость. Так, обработка сплавов с низкой теплопроводностью происходит при высоких температурах, что делает их труднообрабатываемыми. Высокая прочность в сочетании с большой вязкостью так же затрудняет процессы шлифования. Например, серый чугун шлифуется и режется кругами значительно легче, чем отбеленный или легированный.

Все это можно обобщить конкретными рекомендациями, которые позволят точно подобрать тип абразивного материала под определённые материалы и операции шлифования (табл.7):

Табл.7

Использование приведенных рекомендаций позволит эффективно подбирать характеристику шлифовальных кругов, естественно с учётом других общепринятых параметров, таких как твёрдость, структура, тип связки, класс точности и т.д.

totflex.ru

Абразивные материалы - это... Что такое Абразивные материалы?

biograf.academic.ru

Абразивные материалы и абразивная обработка — википедия фото

Абразивные материалы (фр. abrasif — шлифовальный, от лат. abradere — соскабливать) — это материалы, обладающие высокой твердостью и используемые для обработки поверхности различных материалов: металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла, кожи, резины и других[1]. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов.

С давних пор использовались естественные абразивные материалы (наждак, пемза, корунд, алмаз, кварц), с конца XIX века применяются искусственные (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, монокорунд, синтетический алмаз и другие)[1].

Твердость (Мн/м²) определяется методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала (например, для кварца 11000—11300, электрокорунда 18000—24000, алмаза 84250-100000). Абразивная способность характеризуется массой снимаемого при шлифовании материала в следующем порядке: алмаз, нитрид бора, карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень. Из абразивных материалов изготавливают жесткие и гибкие абразивные инструменты, которые широко применяются во всех отраслях машиностроения, особенно при изготовлении подшипников[1].

Абразивные материалы классифицируются по твердости (сверхтвёрдые, твёрдые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах или мешах.

Зерном абразива называют отдельный кристалл, сростки кристаллов или их осколки при отношении их наибольшего размера к наименьшему не более 3:1.

Пригодность абразивных материалов зависит от физических и кристаллографических свойств; особенно важное значение имеет их способность при истирании разламываться на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное. Выбор абразивного материала зависит от физических свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также от стадии обработки (грубая обдирка, шлифовка и полировка), причём твёрдость абразивного материала должна быть выше твёрдости обрабатываемого (за исключением алмаза, который обрабатывается алмазом).

Абразивные материалы характеризуются твёрдостью, хрупкостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью.

Твёрдость — способность материала сопротивляться вдавливанию в него другого материала. Твёрдость абразивных материалов характеризуется по минерологической шкале твёрдости Мооса 10 классами, включающей в качестве эталонов: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 — кальцит, 4 — флюорит, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.

Абразивная способность характеризуется количеством материала, сошлифованного за единицу времени.

Механическая стойкость — способность абразивного материала выдерживать механические нагрузки, не разрушаясь при резке, шлифовке и полировке. Она характеризуется пределом прочности при сжатии, который определяют, раздавливая зерно абразивного материала, фиксируя нагрузку в момент его разрушения. Предел прочности абразивных материалов при повышении температуры снижается.

Химическая стойкость — способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств, будучи во взаимодействии с растворами щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях.

Абразивные материалы, применяемые для механической шлифовки и полировки полупроводниковых материалов, отличаются между собой размером (крупностью) зёрен, имеющих номера 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25,20, 16, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5 и подразделяются на четыре группы:

• шлифзерно (от № 200 до 15),
• шлифпорошки (от № 12 до 3),
• микропорошки (от М63 до М14) и
• тонкие микропорошки (от М10 до М5).

Классификацию абразивных материалов по номерам зернистости проводят рассеиванием на специальных ситах, номер которого характеризует размер зерна. Номер зернистости абразивных материалов характеризуется фракцией: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой. Процентное содержание основной фракции обозначают индексами В, П, Н и Д.

В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причём новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные. Ниже приведены списки известных абразивных материалов.

Природные абразивы

• Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях. Наиболее ценный по своим абразионным свойствам материал. Лучшим считается его чёрная разновидность — карбонадо (карбонат), добываемая в Бразилии и на острове Борнео. Второе место занимает борт — радиально-лучистая разновидность алмаза. На рынке под именем борта продаётся всякий непригодный для огранки алмаз. Из общего количества 20 % карбонадо, 20 % настоящий борт, остальное — алмазный порошок и осколки. Применяется при обработке твердого камня, а также для шлифовки и полировки самого алмаза.
• Гранат: Природный минерал, состоит из: R2+3 R3+2 [SiO4]3, где R2+ — Mg, Fe, Mn, Ca; R3+ — Al, Fe, Cr.
• Инфузорная земля: осадочная горная порода, состоящая преимущественно из останков диатомовых водорослей. Химически кизельгур на 96 % состоит из водного кремнезёма (опала). Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.
• Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов. В сухом виде вызывает силикоз. Использование только совместно с подачей воды. Кварц и кремень с раковистым изломом при раскалывании дают остроугольные частицы. Применяются в порошке для обработки мягких камней (мрамор), в пескоструйных аппаратах для обработки металла, для очистки камней в строительном деле и для изготовления шлифовальных шкурок. Из кремневых конкреций изготавливали шары для шаровых мельниц.
• Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах. Добытая корундовая руда измельчается, обогащается и сортируется по величине зерна. Применяется в порошке и для изготовления из него искусственных кругов, брусков и шкурок.
• Красный железняк: широко распространённый минерал железа Fe2O3. В особо чистых разновидностях применяется для полирования железа и стекла.
• Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки (притирка, полирование).
• Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита — чёрного магнитного оксида железа Fe3O4
• Пемза: пузыристое вулканическое стекло. Для шлифовки пригодна пемза с тонкими пластинками стекла, образующими перегородки между ячейками. Самая лучшая пемза — с острова Липари, близ Сицилии. Применяется для шлифовки дерева, мягких камней и металлов.
• Полевой шпат: группа породообразующих минералов из класса силикатов. Большинство полевых шпатов — представители твёрдых растворов тройной системы изоморфного ряда К[АlSi3O8] — Na[АlSi3O8] — Са[Аl2Si2O8], конечные члены которой соответственно — альбит (Ab), ортоклаз (Or), анортит (An). В размолотом виде, наклеенный на полотно или бумагу, применяется в тех случаях, когда требуется мягкий шлифовальный материал.
• Трепел: рыхлая или слабо сцементированная, тонкопористая опаловая осадочная порода. Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.

Синтетические абразивы

• Минеральный шлак (купрошлак или никельшлак): применяются для наружной очистки металлических, каменных, бетонных, кирпичных, деревянных поверхностей.
• Колотая стальная дробь: Применяется для удаления плотной окалины и обработки мягкого камня.
• 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 (B4C): тугоплавкое соединение, по твёрдости уступает лишь алмазу. Применяется для обработки твердых сплавов, стекла, черных металлов.
• Карбид кремния (SiC) или Карборунд: Химическое соединение кремния с углеродом. Впервые получен в электрической печи в 1891 году. Лучшим считается американский — Carborundum С°, Norton; немецкий из-за примесей хуже. Чем меньше размеры его зёрен, тем больше их прочность. Применяется в порошке для изготовления искусственных кругов и шкурок для обработки твёрдых сплавов, цветных металлов и титана.
• Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов.
• Нитрид алюминия: обработка металлов.
• Электрокорунд (Al2O3): кристаллическая окись алюминия. Применяется при обработке 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.
• Двуокись титана: полирование цветных металлов.
• Крокус красный (железный) получается прокаливанием щавелевокислого железа; полировальный порошок для металла и стекла.
• Крокус зеленый (окись хрома): для полировки твёрдых камней (кварц, агат, нефрит), черных и цветных металлов.

Разрабатываются новые перспективные абразивные материалы:

• Нитрид углерода C3N4
• Сплав карбида титана (TiC) и карбида скандия (Sc4C3)

Отдельно следует выделить метод магнитоабразивной обработки и материалов для её осуществления. Суть метода заключается в использовании материалов с высокими абразивными и магнитными свойствами, что позволяет производить так называемую мягкую обработку и выполнять полирование на более высоком уровне.

org-wikipediya.ru

Абразивы

Наждачные бумаги, шлифовальные круги, бруски, сетки, а также, прочие абразивные изделия являются важными расходными материалами, применяемыми как для оснастки инструмента, так и для ручных работ. С помощью абразивов выполняются операции по устранению мелких дефектов и финишному выравниванию поверхностей, известные под общим названием — шлифование. Также, абразивы, очень часто, применяются для выполнения демонтажных работ (удаления красок, лаков и прочих подобных покрытий), а также — для резки материалов (камень, металл, стекло и керамика).

Виды абразивов и их применение

Производство абразивов

Абразивные кристаллы (зерна) с помощью специальной технологии тонким слоем фиксируются на поверхности основы — бумажном листе или отрезке ткани. Компоненты могут наноситься, также, на другие типы основ, к примеру — на блок из полиуретана, при изготовлении шлифовальных губок. Шлифовальные и отрезные материалы, также, могут целиком изготавливаться из спрессованных абразивных частиц (абразивные круги, бруски и т.д.), связанных особыми компонентами. Наиболее распространенными типами абразивов являются:

• Электрокорунды. Самый распространенный и недорогой тип абразивного материала широкого применения. Используется для шлифования дерева, пластика и не слишком твердого металла;
• Карбид кремния. Имеет большую абразивную способность и твердость, вследствие чего — часто используется для обработки твердых материалов — металла, стекла, камня и керамики;
• Эльбор и алмаз. Наиболее твердые типы абразивов. Применяются для промышленной обработки констукционных сплавов, а также — для заточки и разрезания твердых материалов. Абразивные изделия на их основе, чаще всего, выполняются в виде дисков.

Принцип абразивного воздействия

Из-за высокой твердости, абразивные частицы, при механическом воздействии на более мягкий обрабатываемый материал, разрушают его верхние слои, выравнивая поверхность и устраняя все дефекты, либо, разрезают его.

Основные типы абразивных материалов

По своему применению абразивные материалы можно разделить на несколько типов:

1. Материалы на основе шлифовальной бумаги, которые, в свою очередь делятся на:

• универсальные абразивы — рулонные и листовые шлифовальные листы;
• элементы оснастки шлифовальных машин — круги, кольца, диски, ленты и листы;

2. Материалы из связанных абразивных частиц, к которым относятся:

• абразивы для оснастки электроинструмента — круги, шарошки, отрезные диски;
• абразивы для ручных работ — бруски, напильники, надфили, губки;

3. Абразивные смеси, среди которых:

• абразивные пасты, применяющиеся для шлифования и полировки;
• абразивные порошки — используются для пескоструйной и гидроабразивной обработки.

Шлифовальные материалы на основе наждачной бумаги

Наждачная бумага является наиболее универсальным и распространенным абразивным материалом. Ее первые образцы использовались в древним Китае, Египте и Месопотамии при выполнении инженерных и художественных работ. Для шлифования применялись натуральные абразивы: просеянный песок, высушенные семена и измельченные морские раковины. Наиболее популярным и эффективным материалом являлась шкура акулы, широко применяемая ремесленниками Китая, Японии и Древней Греции. Даже сегодня, шлифовальные листы, все еще, очень часто, называют «шкуркой».

Современная наждачная бумага позволяет выполнять эффективное шлифование как необработанных, так и наиболее деликатных поверхностей. Хотя, устоявшееся наименование и связывает шлифовальные листы с бумажной основой, слой абразива, довольно часто, наносится на тканевую основу.

Классификация наждачных бумаг

Шлифовальная бумага может быть классифицирована по нескольким важным признакам:

По материалу основы

• Бумага — абразивный слой наносится на прочную бумажную основу. Шлифовальный лист не обладает высокой прочностью и не устойчив к влаге. Однако, бумажные абразивы самые недорогие, так как на гладкие листы бумаги можно наносить кристаллы самого малого размера — становится возможным шлифование наиболее деликатных поверхностей и, даже, полирование;
• Ткань — слой кристаллов фиксируется на прочной тканевой основе. Такие листы гораздо прочнее и долговечнее, достаточно устойчивы к влаге, что позволяет производить их быструю очистку, существуют модификации для мокрого шлифования.

По степени зернистости

Зернистость является основной характеристикой наждачной бумаги, отражающей количество кристаллов на единице площади, а также — размер зерна. Именно, зернистость является ключевым параметром для выбора шлифовальных листов в соответствии с конкретной ремонтно-отделочной задачей. На оборотную сторону абразивного листа наносится маркировка, обозначающая степень его зернистости.

Наибольшее практическое значение имеют два элемента маркировки — буквенное и числовое обозначения.  Буквенное характеризует тип определяемого показателя, а также его принадлежность к системе стандартов. Числовое — определяет его значение. В качестве показателя зернистости шлифовального листа может использоваться:

• Количество частиц абразива на один дюйм площади. Обозначается буквой Р и используется в международной системе стандартов FEPA P (paper), принятой, также, и в РФ. Чем больше число — тем более тонким (мелкозернистым) является абразив;
• Размер частиц в десятках микрон, обозначаемый буквой Н, и в микронах (буква М). Данный тип маркировки используется системой ГОСТ на территории РФ. Меньшее число обозначает более мелкозернистый абразив.

Универсальные абразивы (шлифовальные листы)

Шлифовальные листы, чаще всего, поставляются в двух форматах:

• универсальный лист — прямоугольные отрезки шлифовальной бумаги. Используются для ручного шлифования, для фиксации на шлифовальных терках и брусках а также — в качестве оснастки для вибрационных шлифмашин;

• рулон — большие рулоны наждачной бумаги используются для оптовых поставок, листы впоследствии раскраивают до необходимого формата;

• лента — удобный формат, применяемый для выполнения профессионального шлифования в больших объемах.

Элементы оснастки электроинструмента

Для повышения эффективности и качества шлифования, наждачные бумаги, очень часто, применяются для изготовления оснастки электроинструмента. Элементы оснастки можно условно разделить на несколько типов:

1. Шлифовальные круги. Выполняются из наждачной бумаги и используются для выполнения широко спектра производственных, строительных и отделочных задач: шлифования базовых штукатурных слоев, снятия старых покрытий, обработки металла, камня и пластика. Из-за своей низкой стоимости и универсальности — являются одним из наиболее распространенных типов оснастки. Недостатком является невозможность обработки угловых зон, а также — сильный вибрационный эффект. Шлифовальные круги могут иметь два исполнения:

• Круги для оснастки эксцентриковых шлифовальных машин. Представляют собой наждачную бумагу различной степени зернистости, основа которой имеет фиксирующий слой — липучку, позволяющую фиксировать круг на рабочей части инструмента (подошве). Имеют отверстия для отведения пыли.

• Круги для оснастки УШМ и электродрелей. Фиксируются на специальных опорных тарелках, предназначенных для установки в угловые шлифовальные машины или электродрели. Конструкционно аналогичны кругам, описанные выше, однако, не имеют отверстий для отведения пыли;

2. Лепестковые круги. Круги, рабочая часть которых состоит из отдельных фрагментов наждачной бумаги, зафиксированных на основе по типу лепестков. Используются для выполнения демонтажных работ (быстрое снятие декоративных покрытий, красок и ржавчины), а также для шлифования торцевых частей металлических элементов и сварных швов. Лепестковые круги фиксируются на инструментах с помощью опорной шайбы;

2. Фибровые диски. Слой абразива нанесен на достаточно толстый слой фибровой основы. Для фиксации диска используется специальный опорный диск, устанавливаемый на УШМ. Фибровые диски способны компенсировать вибрацию, что позволяет избежать задиров. Также, они обеспечивают более плотный контакт абразива с поверхностью, повышая эффективность шлифования. Чаще всего, применяются для обработки металлов;

3. Треугольные листы. Отрезки наждачной бумаги в форме треугольника. Фмксируются с помощью липучки, а также — имеют несколько отверстий для отведения пыли. Применяются в качестве оснастки для дельтавидных шлифовальных машин. Удобны при обработке поверхностей со сложной геометрией, а также — для работы в угловых зонах;

4. Шлифовальные кольца. Фиксируются на специальном барабане, который устанавливается в УШМ определенной модели. Используются для шлифования металлических профилей различного типа;

5. Прямоугольные листы. Листы наждачной бумаги в формате прямоугольника с липучкой на основании, имеют несколько отверстий для отведения пыли. Применяются с вибрационными (плоскошлифовальными) шлифмашинами, обеспечивая наиболее ровную и качественную обработку ровных поверхностей;

6. Лента. Отрезок наждачной бумаги в виде замкнутой ленты. Применяется для оснастки ленточных шлифовальных машин. Позволяет выполнять быстрое шлифование поверхностей и профильных изделий из металла и древесины.

Маркировка всех вышеуказанных абразивов соответствует стандартам, применяемым для шлифовальных бумаг (см. выше).

Материалы на основе связанных абразивов

Маркировка абразивных материалов выполняется по международной системе стандартов FEPA F, отраженной в современном ГОСТ, и, несколько, отличается от маркировочной системы наждачных бумаг (FEPA P).

Оснастка на основе связанных абразивов

1. Абразивные круги. Полностью выполнены из абразивного материала сцементированного специальным связующим, чаще на основе керамики. Имеют различные размеры и толщину. Применяются для устранения значительных дефектов металлических поверхностей (шлифование сварных швов), а также — в обработке металлов (заточка). Не следует путать абразивные круги с отрезными дисками, не предназначенными для шлифования;

2. Шарошки. Абразивные насадки для прямошлифовальных машин. Используются для обработки изделий из камня и металла;

3. Отрезные диски. Используются, как оснастка для УШМ и отрезных машин. Состоят из абразивного материала (чаще всего — оксида алюминия) спрессованного и сцементированного связующими компонентами. Для повышения прочности применяется многослойное армирование диска полиамидными сетками. Отрезные круги используются для быстрой прямолинейной резки металлических элементов. Фиксируются с помощью опорной шайбы;

4. Алмазные диски. Наиболее прочные и твердые абразивы. Применяются для разрезания бетона, кирпича, тротуарной плитки, бордюров и камня. Используются как для сухого реза, так и для работы с охлаждающей жидкостью. Как правило, имеют несколько компенсационных отверстий и строго установленное направление вращения. Алмазные диски, очень часто, используют для выполнения качественного реза керамической и керамогранитной плитки, так как, сверхпрочный диск, практически, не дает сколов. Диски для сухого реза бетона значительной толщины могут иметь сегментированное исполнение — с дополнительными компенсационными прорезями. Фиксация диска в УШМ выполняется при помощи опорной шайбы. Алмазные диски, также, применяются в отрезных машинах и станках (плиткорезах).

5. Полировальные диски (черепашки). Применяются для полирования (см.оснастка для полирования).

Ручной абразивный инструмент

Шлифовальные сетки

Представляют собой тонкую стекловолоконную сетку, покрытую абразивным материалом. Для маркировки шлифовальных сеток применяются те же стандарты, что и для наждачных бумаг. Сетка не приспособлена для ручного шлифования и, чаще всего, фиксируется на шлифовальных терках с помощью зажимов, также используется в качестве оснастки с вибрационными шлифмашинами. С помощью сеток выполняется затирка и шлифование штукатурных слоев при выполнении базовой отделки, а также шлифование шпаклевочных слоев, при выполнении финишных работ. Абразивные сетки забиваются частицами материала гораздо медленнее, нежели обычная шлифовальная бумага. Эффективность отведения пыли через ячейки сетки, также существенно выше;

Абразивные бруски

По своему составу аналогичны абразивным кругам. Эффективны при выполнении деликатного ручного шлифования металлических элементов. Основное назначение брусков — заточка профессионального и бытового инструмента;

Напильники и надфили

Ручные инструменты, рабочая часть которых (чаще всего металлическая) покрыта слоем абразива. Позволяют выполнять самую быструю и грубую ручную обработку твердых материалов: металла, дерева, керамики и пластика. Из-за особенностей конструкции, применяются для шлифования, преимущественно, торцевых частей и граней. Часто используются для обработки краев после выполнения запилов при установке дверных коробов, наличников, плинтусов, подоконников, порожков, укладке плитки, паркетной доски, а также, для обработки и корректировки установочных ниш и отверстий — при выполнении монтажа дверных ручек и замков. Напильники предназначены для работы с крупными деталями и элементами, надфили — с более мелкими.

Абразивные губки

Представляют собой полиуретановую губку, на поверхность которой нанесен слой абразивного материала. Как правило, имеют форму прямоугольного блока или трапеции.

Абразив может покрывать всю поверхность губки, либо несколько ее сторон. Из-за высокой эластичности, абразивные губки, очень часто, применяются для выполнения деликатного шлифования (за счет компенсации прикладываемого усилия), а также — для шлифования поверхностей сложной конфигурации (имеющих грани, выступы, и т.д.), к примеру, их можно применять для быстрого и эффективного шлифования внутренних и внешних углов.

Губки устойчивы к воздействию влаги, что позволяет применять их, также, и для мокрого шлифования, а также, легко очищать губку от загрязнений. Абразивная губка очень эффективна при выполнении быстрой очистки инструментов от ржавчины и загрязнений.

Абразивные смеси

Пасты для полирования

Представляют собой смесь мельчайших абразивных кристаллов со связующим. Используются для тонкой полировки деталей из металла, камня, стекла и пластика, к примеру: холодного оружия, автомобильных фар и стекол, а также, ювелирных украшений (см.полирование).

Абразивные порошки

Абразивные частицы в виде сухого порошка. Применяются при пескоструйной и гидроабразивной обработке. Под действием воздуха (или жидкости) частицы абразивного материала воздействуют на обрабатываемый материал, разрушая его поверхностный слой. Абразивная обработка очень эффективна при выполнении демонтажных работ — она позволяет удалять любые типы покрытий и загрязнений, формирую ровную поверхность. Используется для очистки кирпича от остаточного раствора, удаления следов коррозии и краски с металлических элементов, а также — для снятия старых покрытий с дерева, пластика и базовой штукатурки. Кроме того, данный метод применяется при выполнении подготовки поверхностей к окрашиванию и для создания декоративных фактур (матирование и эффект шероховатости).

interyerum.ru

Абразивные материалы

Абразивные материалы

Абразивные материалы делятся на естественные и искусственные. К естественным относятся кварц, наждак, коруид и алмаз, а к искусственным— электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, кубический нитрид бора и синтетические алмазы.

Естественные материалы. Кварц (П)—минерал, состоящий в основном из кристаллического кремнезема (98,5—99,5% Si02). Применяется для изготовления шлифовальных шкурок на бумажной и тканевой основах н в виде шлифовальных зерен в свободном состоянии.

Наждак (Н) — мелкокристаллическая окись алюминия (25— 60% А1203) с примесью окиси железа и силикатов; цвет темно-серый и черный. Применяется для изготовления наждачного полотна и брусков.

Корунд (Еи ЕСБ) — минерал, состоящий в основном из кристаллической окиси алюминия (80—95% А1203) и незначительного количества других минералов, в том числе химически связанных с А1203. Зерна корунда тверды, при разрушении образуют раковистый излом с острыми гранями. Цвет корунда может быть розовым, бурым, синим, серым.

Естественный корунд имеет ограниченное применение и используется главным образом в виде порошков и паст для доводочных операций.

Алмаз (А) — минерал, представляющий собой чистый углерод, имеет наиболее высокую твердость из всех известных в природе веществ. Встречается в виде небольших кристаллов различной формы. Из кристаллов и их осколков изготовляют однолезвийные режущие инструменты и алмазометаллические карандаши для правки шлифовальных кругов.

Искусственные материалы. Наибольшее применение в промышленности находят искусственные абразивные материалы. Благодаря высокой твердости, большей однородности состава и свойств они являются основными полуфабрикатами для изготовления различных видов абразивных инструментов.

Электрокорунд нормальный (Э). Получают плавкой из шихты, составленной из естественных пород. В зависимости от содержания кристаллической окиси алюминия электрокорунд нормальный выпускается марок Э91, Э93 и Э95 (цифра показывает содержание А1203).

Легирование абразивного зерна окислами титана (ЭБТ) и хрома (ЭБХ) повышает режущую способность абразивного инструмента.

Электрокорунд белый (ЭБ) получают при плавке технического глинозема в электрических печах. В зависимости от содержания А1303 электрокорунд выпускают двух марок: электрокорунд белый ЭБ99 (обозначение ЭБ9), содержащий в зерне № 40 не менее 98,5% А1203 и не более 0,15% Fe203, электрокорунд белый ЭБ97 (обозначение ЭБ8), содержащий в зерне № 40 не менее 96,5% А12О3 и не более 0,5% Fe203.

Монокорунд (М) — одна из разновидностей электрокорунда (содержит до 97% кристаллической окиси алюминия А12О3) и отличается высокой прочностью.

Карбид кремния — химическое соединение кремния с углеродом (SiC) обладает большей твердостью и хрупкостью, чем электрокорунд. Наиболее известны две марки карбида кремния: зеленый (КЗ) имеющий цвет от светло-зеленого до темно-зеленого и черный (КЧ) — черного или темно-синего цвета.

Карбид кремния выпускают следующих марок: карбид кремния зеленый — шлифзерно К39 и К38, шлифпорошки К37 и К36, микропорошки К36; карбид кремния черный — шлифзерно КЧ8 и КЧ7, шлифпорошки КЧ7 и КЧ5.

Цифры в маркировке означают содержание SiC в процентах (не более). Например, К39 означает карбид кремния зеленый с содержанием SiC около 99%, К38 — с содержанием SiC около 98%.

Карбид бора — химическое соединение бора с углеродом, получаемое из технической борной кислоты и нефтяного кокса в электрической печи. Он состоит из кристаллического бора, карбида бора, примесей бора, графита и др. Карбид бора применяется в порошках и пастах для доводки твердых материалов.

Кубический нитрид бора (КНБ) — новый твердый материал, представляющий соединение бора, кремния и углерода. По физико-механическим свойствам ие уступает алмазам, но обладает более высокой температурной устойчивостью. Применяют для изготовления шлифовальных кругов, для шлифования и доводки инструментов из быстрорежущих (высокованадиевой и кобальтовой) сталей.

Таблица 14

Обозначение зернистости абразивных материалов

Искусственный (синтетический) алмаз (АС) имеет то же строение, что и естественный. Физико-механические свойства хороших сортов синтетических алмазов тождественны свойствам природных алмазов.

Выпускаются три марки: АСО — алмаз синтетический обычной прочности, предназначенный для изготовления инструментов на органической связке, а также для паст и порошков; АСП — повышенной прочности для изготовления инструментов на металлической и керамической связках; АСВ — высокой прочности для изготовления инструментов на металлической связке, работающих при высоких удельных нагрузках.

Качество абразивных материалов определяется формой и величиной зерен, твердостью и другими физико-механическими свойствами.

Форма зерен. Зернами называют частицы абразива, у которых размеры в поперечном сечении не превышают 5 мм. Форма абразивных зерен характеризуется соотношением между их длиной l, высотой к и шириной b. Абразивные зерна, у которых все три измерения близки к равенству или равны, называют изотермическими или нормальными. Такие зерна обладают наибольшей прочностью. Если длина l превышает высоту h, зерна называются пластинчатыми, при большом превышении длины l над высотой h —- мечевидными.

Абразивные зерна имеют закругленные вершины с радиусом округления от 3 до 30 мкм.

Зернистость характеризует крупность зерен, их линейный размер.

В табл. 14 приведены обозначения зернистости абразивных порошков по ГОСТу 9206—59 и природных алмазных порошков по ГОСТу 3647—59.

Таблица 15

Обозначение зернистости порошков из синтетических алмазов

Цифры, следующие за буквой А (табл. 14), означают размер основной фракции. Верхний предел размера зерна соответствует размеру ячейки сита в микронах, сквозь которое зерно основной фракции проходит, а нижний предел — соответствует ячейке сита, на котором зерно основной фракции задерживается.

В табл. 15 приведены обозначения зернистости порошков из синтетических алмазов по МРТУ 2—037—04—65.

Твердость. Абразивные материалы должны иметь более высокую твердость, чем обрабатываемый материал.

Определить твердость абразивного материала можно методом вдавливания в него алмазной пирамиды с углом 136°. В этом случае определяют мbкротвердость на приборе ПМТ-3.

Величина микротвердости (кГ/мм2) некоторых абразивных материалов приведена ниже:

Таблица 16

Физико-механические свойства абразивных материалов

Физико-механические свойства абразивных материалов приведены в табл. 16.

Смотрите также

spravochnik-tehnologa.ru

Шлифовальные круги по металлу виды и характеристики

Привет друзья! И так мы подошли к теме абразивные шлифовальные круги по металлу их свойства и связка. Все мы знаем, что шлифовальный инструмент применяется для обработки наиболее точных поверхностей для достижения наилучшего результата по качеству поверхности

Шлифовальные круги по металлу для ручной шлифовальной машинки.

Вообще если говорить про материал из которого состоит шлифовальный круг или сегмент то это мелкие абразивные похожие на камешки кусочки их еще называют зернами.  Эти зерна связаны между собой специальным веществом, они (зерна) спекаются между собой. В зависимости от связки, количества пор и размера зерен определяются характеристики абразивных кругов. Вообще как правило для изготовления шлифовальных кругов используют оксид алюминия, такие круги применяют для шлифования  углеродистых сталей, бронзы чугуна и др.

Вообще существует много видов абразивных материалов изготавливаемых из оксида углерода и всегда они имеют обозначение из цифр и букв. Так же существует совместное применение таких абразивных материалов как оксид алюминия и оксид циркония данный сплав очень прочный и  имеет большое сопротивление износу в процессе шлифования.

Материал изготовления режущей части шлифовальных кругов по металлу.

И так для изготовления абразивных кругов применяются следующие натуральные и искусственные абразивные материалы:

1. Электрокорунд. Состоит он предпочтительно из корунда, который производится (изготавливается) в электрических печах с применением высокоглиноземистого сырья.
2. Нормальный электрокорунд. Данный вид изготавливают из такого материала как боксит.
3. Электрокорунд белый. Изготавливают его из глинозема.
4. Циркониевый электрокорунд. Он производится из смеси глиноземосодержащего и цирконийсодержащего сырья.
5. Монокорунд. Он представлен в виде монокристаллов электрокорунда. Для его изготовления применяется глиноземосодержащее и серосодержащее сырье.
6. Легированный электрокорунд. Он изготавливается из глиноземосодержащего сырья в который добавляют различные легирующие элементы. Они создают совместно с корундом достаточно твердый раствор.
7. Карбид кремния. Состоит из смеси кварцевого и углеродистого сырья.
8. Карбид бора. Он содержит борсодержащее и углеродистое сырье.
9. Кубический нитрид бора и синтетические алмазы. Данные материалы изготавливаются полностью путем синтезирования.
10. Шлифовальный материал с покрытием. Это когда все частицы (зерна) в ходящие в абразивный шлифовальный круг покрыты каким либо другим материалом.
11. Формокорунд. Зерна данного шлифовального материала имею форму цилиндра или призмы.
12. Сферокорунд. Как понятно из названия зерна этого абразивного материала имею форму сферы.

Вообще о качестве материала режущей части абразивного круга можно судить по его физико-механических свойствах, размерах зерен, зернового состава и его режущей способности.

Шлифовальные круги по металлу. Виды и связки абразива.

Стоит отметить, что при изготовлении абразивных шлифовальных кругов большую роль играет то какая связка использовалась для соединения абразивного материала. Существует  два основных вида связки: неорганическая (минеральная) и органическая связка к которой относятся такие как бакелитовая связка, вулканитовая, а также глифталевая, эпоксидная и поливинилформалевая связка.

В зависимости от материала который вы хотите обработать с помощью абразивного круга вы должны будете подобрать именно такой инструмент и его связку которая подходит именно для вашего конкретного случая.

Ну вот пожалуй и все, что я вам сегодня хотел рассказать про абразивные шлифовальные круги их состав и связку. Конечно пост получился не очень большим но как вы помните основной целью моего блога инженера-технолога   является именно простота подачи материала для аудитории своих любимых читателе. Основная информация про шлифовальные абразивные круги и их состав тут есть, а конкретно по каждому моменту вы сможете найти море информации на просторах великого интернета 🙂 . ВСЕГО ВАМ НАИЛУЧШЕГО!

ДО ВСТРЕЧИ!!!

С вами был Андрей!

mextexnologii.ru

Выбор абразивных кругов для шлифования

Материалом для изготовления современного абразивного инструмента чаще всего служат самые твердые, полученные искусственным путем, минералы: электрокорунд, карбид кремния, карбид бора и некоторые минералы естественного происхождения - наждак, корунд и кварцевый песок. Как видно из фиг. 49, твердость абразивных материалов намного превосходит твердость обрабатываемый деталей и значительно выше твердости таких материалов, как металлокерамические твердые сплавы. Наиболее твердым материалом является карбид бора.

Абразивные материалы

Что же представляют собой абразивные материалы.

Наждак

Наждак - материал, получаемый из особой горной породы, состоящей из смеси корунда и магнезита (железной руды). Для изготовления абразивных кругов и брусков наждак в последнее время почти не применяют. Его используют, главным образом, в виде порошка для изготовления шлифовальной шкурки. Наждак условно обозначается буквой Н.

Фиг. 49. Твердость абразивных и обрабатываемых материалов

Корунд

Корунд - это окись алюминия. В чистом виде он встречается редко. Вязкость его обоих разновидностей (корунда сероватого и желтоватого цвета) незначительна и поэтому корундовые инструменты используются только для работ, при которых их зернам не приходится выдерживать больших усилий. Естественный корунд обозначают буквой Е.

Кварцевый песок

Кварцевый песок, представляющий собой кристаллизованную кремневую кислоту, используется для изготовления ведущих кругов для бесцентровошлифовальных станков. Обозначается буквой П.

Важно отметить, что в настоящее время природные абразивные материалы почти вышли из упротребления как материалы для изготовления шлифовальных кругов, уступив место более качественные искусственным материалам. К искусственным материалам относятся: электрокорунд, монокорунд, карбид кремния, карбид бора.

Электрокорунд

Электрокорунд, или искусственный корунд, представляет продукт плавки глины в электрических печах и имеет три разновидности.

Нормальный электрокорунд, содержащий 86-91 % окиси алюминия и окрашенный в светлые и темнокоричневые тона Его зерна, имеющие значительную вязкость, вполне пригодны для обработки твердых и прочных материалов: углеродистых сталей, закаленных и незакаленных и даже высоколегированных сталей. Электрокорунд условно обозначают буквой Э.

Белый и розовый электрокорунды были ранее известны под названием корракса. Они изготовляются из высококачественного сырья - глинозема, представляющего чистую окись алюминия. Такие материалы содержат 96-99% чистой окиси алюминия и служат для изготовления высококачественного абразивного инструмента, производящего чистовую обработку закаленной углеродистой инструментальной стали, низколегированной быстро режущей стали и выполняющего резьбошлифование. Зерна белого злектрокорунда обладают высокой твердостью, но несколько меньшей вязкостью по сравнению с зернами нормального электрокорунда и поэтому применяются для работы с меньшей глубиной шлифования (для отделочных работ) или для шлифования весьма твердых поверхностей (азотированной поверхности, поверхности сормайта и др.). Абразивный инструмент из белого электрокорунда маркируется буквами ЭБ.

Монокорунд

Монокорунд является новым абразивным материалом и содержит не менее 97% чистой окиси алюминия. По своей твердости, прочности и режущей способности превосходит электрокорунд нормальный и белый. Он является неплохим материалом для скоростного шлифования' закаленных сталей. Условно маркируется буквой М.

Карбид кремния, или карборунд, представляет собой химическое соединение углерода и кремния. Существует две его разновидности: черный карбид кремния, окрашенный в черные или темно-синие тона, и зеленый (карборунд «экстра») - блестящий материал различных зеленых оттенков. Черный карбид кремния менее чист по химическому составу, чем зеленый, однако они оба незначительно отличаются друг от друга по их свойствам. Зерна этих абразивных материалов отличаются особенно острыми режущими кромками, высокой твердостью, но малой вязкостью и, следовательно, большой хрупкостью. По этой причине карбид кремния применяется для обработки материалов не высокой прочности (алюминия, меди, латуни, чугуна, бронзы). Хорошие результаты дает обработка инструментами из черного карбида кремния неметаллических материалов: мрамора, фарфора, фибры, резины, стекла. Зеленый же карбид кремния применяется, главным образом, при обработке металлокерамических твердых сплавов. Черный карбид кремния маркируется буквами КЧ, а зеленый КЗ.

Карбид бора

Карбид бора - самый твердый из искусственных абразивных материалов. Его получают в электрических печах из борной кислоты и нефтяного кокса. Для изготовления абразивного инструмента карбид бора пока не используется и применяется только для доводки твердых сплавов

Открытие способов производства искусственных абразивных материалов позволило создать современный абразивный инструмент, способный обрабатывать самые твердые инструментальные и машиностроительные материалы. Наибольшее распространение получил абразивный инструмент, изготовляемый в виде абразивных кругов и абразивных брусков.

Абразивный круг представляет собой пористое тело, состоящее из твердых зерен абразивных материалов, связанных друг с другом цементирующим веществом.

Абразивный камень

Еще и сейчас абразивный круг иногда называют «камнем».

Это название сохранилось от тех далеких времен, когда для шлифования пользовались естественными горными породами, выделывая из них точила. Теперь же абразивный круг или брусок представляет собой совершенные, сложные и удивительные инструменты. Слесари издавна мечтали об инструменте, который не нужно было бы перетачивать, заправлять, чтобы он работал долгое время как новый. Мечта о таком инструменте казалась несбыточной. Но вот перед на1ми абразивный круг и абразивный брусок- самозатачивающиеся инструменты. Они обладают способностью в течение долгого времени сохранять режущие свойства.

Абразивный круг, как мы уже сказали, состоит из твердых абразивных зерен. Эти зерна служат резцами, при помощи которых снимается стружка с обрабатываемой поверхности металла. При этом абразивные зерна постепенно затупляются и в результате давление на них обрабатываемого металла все более возрастает. Когда эти усилия достигают предельной величины, абразивные зерна выкрашиваются, близлежащие участки связки разрушаются, и на поверхности круга появляются новые абразивные зерна. Данный процесс принято называть самозатачиванием круга.

Похожие материалы

www.metalcutting.ru

• 
  Преимущество перед другими участниками движения имеет водитель автомобиля
• 
  Муфта это что
• 
  Строительная лебедка
• 
  Виды экскаваторов
• 
  Двигатель уд
• 
  Транспортирование или транспортировка как правильно
• 
  Грузоподъемная техника
• 
  Муфта что это
• 
  Длина автобуса
• 
  Фольксваген транспортер грузоподъемность
• 
  Бесконтактное зажигание на уаз