Что такое абразивные материалы: Абразивные материалы

Содержание

Абразивы, абразивные материалы свойства, характеристики

  1. Главная
  2. Информация
  3. Абразивы, абразивные материалы, абразивное зерно

Человечество с древних времен изучало и использовало абразивные материалы. Об абразивных свойствах многих природных материалов написании в сотнях книгах. Абразивные материалы по праву считаются источником для производства обрабатывающих инструментов. Вспомните каменные наконечники, сделанные с использованием абразивных свойств камня. Природа подарила нам замечательные минералы абразивы, которые и по сей день используются в промышленности и быту. К природным абразивам относят алмаз, гранат, кремень. Человек научился синтезировать абразивные материалы близкие по своим свойствам природным абразивам.

Виды, свойства и особенности применение

Понятие абразивные материалы происходит от французского abrasif,на латыни, abrado, abrasi (лат.) — скоблить. Любой достаточно твердый материал обладает по отношению к менее твердому материалу абразивными свойствами. Твердость абразивных материалов определяется сопротивлением материала, поверхность которого подвергается скоблению (шлифованию). Степень твердости абразивных материалов  определяется по шкале Мооса, названая в честь немецкого минеролога Фридриха Мооса, предложенного им в 1818 году. Данные шкалы выведены на основании наблюдения за тем, насколько легко или трудно один материал может соскоблить другой менее твердый материал. Абразивные материалы по своей природе подразделяются на натуральные и искусственные (синтезированные). Первые искусственные абразивы получены в 1891 году американским ученым изобретателем Эдвардом Ачесоном – это был карборунд.

Абразивные материалы, абразивное зерно для создания абразивных инструментов

Абразивы делятся по твердости (сверхтвердые. твёрдые, мягкие), химическому составу, по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), размер абразивного зерна измеряется в микрометрах или мешах.

Для производства абразивных инструментов используются достаточно распространенные природные и синтетические абразивные материалы, которые в разной степени хорошо поддаются обработке и по-разному воздействуют на обрабатываемую поверхность.

Искусственные абразивы обладают большей твердостью по сравнению с природными, а применение добавок позволяет получить широкий спектр материалов с необходимыми свойствами для различных видов абразивной обработки. Наибольшее распространение для производства абразивных инструментов на гибкой основе получили три типа абразивного зерна.

Оксид алюминия (электрокорунд) — кристаллический оксид алюминия (Al2O3). Сырьем для производства оксида алюминия являются бокситовые глины, содержащие не менее 60% Al2O3. Свое второе название электрокорунд оксид алюминия получил из-за технологического процесса плавления в электродуговых печах с использованием энергии электрической дуги при температуре более 2000 С.

Обычные металлургические печи не способны выделить угольный кокс. Эффект плавления может быть усилен магнитным полем в специализированных индукционных печах. При охлаждении расплава в его верхней части происходит кристаллизация с образованием вещества с содержанием оксида алюминия более 97%. В процессе дальнейшей очистки, дробления и просеивания получается абразивное зерно для производства абразивных инструментов. В зависимости от степени твердости и чистоты оксида алюминия от 94 до 99% получаются разновидности корунда . Электрокорунд особенно подходит для обработки металла и древесины, он составляющей для производства отрезных и шлифовальных кругов и других абразивных инструментов.

Карбид кремния (SiC), получаемый путем синтеза природного кварцевого песка и нефтепродуктов. В электропечи при температуре более 2000 С происходит кристаллизация смеси результатом которого является образование карбида кремния. Зерна карбида кремния, благодаря твердой и кристаллической структуре с высокой режущей способностью подходят для обработки лака, краски, шпаклевки, стекла, керамики, камня, чугуна, титана, резины и различных полимеров.

Зерно карбид кремния применяется для изготовления основы из которой производится шлифовальная лента на бумажной или тканевой основе, водостойкая шлифовальная бумага.

Циркониевый корунд получается в результате высокотемпературного (примерно 1900 С) расплавления смеси из окиси алюминия Al2O3 и двуокиси циркония ZrO2 в специальных наклоняющихся электродуговых печах, методом «на слив» с последующим интенсивным охлаждением расплава, что позволяет получить микрокристаллический материал с размерами первичных кристаллов до 50 мкм. с само затачивающимся эффектом, высокой плотностью и микротвердостью. Циркон корунд обладает высокой вязкостью и высоким коэффициентом шлифования, которые оптимально подходят для обработки нержавеющей стали. Циркон корунд применяется при изготовлении основы, из которой производят шлифовальную ленту, круги лепестковые торцевые, фибровые круги и другие абразивные инструменты.

В последнее время появляются новые модифицированные виды абразивного зерна, обладающие высокими режущими способностями и превосходной стойкостью за счет само затачивания. К таким видам абразивного зерна относится керамический электрокорунд (керамический корунд). Компания 3M производит искусственно созданный абразивный минерал

Cubitron (Кубитрон) превосходящий по своим свойствам традиционные абразивы. Cubitron имеет микрокристаллическую структуру с внутренними изломами кристаллов, что способствует образованию новых острых краев и само затачиванию абразивного зерна во время шлифования. К разновидностям абразивного зерна относятся структурированные абразивы Trizact – пирамидки из микрочастиц абразивного материала, которые по мере износа включают в работу новые абразивные частицы до полного износа.

Абразивные материалы — применение

Абразивные материалы в чистом виде, как рабочий инструмент применяются крайне редко. Свое основное применение абразивы нашли как основная составляющая для производства абразивных инструментов на гибкой основе, армированных отрезных кругов, шлифовальных кругов и на керамической связке.

Технология производства абразивной шкурки является уникальной для каждого производителя и является коммерческой тайной. Идет постоянная борьба за покупателя среди производителей абразивных материалов и инструментов, которые предлагают все новые и новые абразивы для достижения лучших результатов.

Качественные абразивные материалы, связка и основа, всё это компоненты, из которых производятся достойные абразивные инструменты. Подробности применения Вы найдете на страницах сайта Абразив.рф

Абразивные материалы — это… Что такое Абразивные материалы?

        вещества высокой твёрдости для механической обработки металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла, дерева, кожи, резины и др. С конца 19 в. применяются искусственные А. м. (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, монокорунд, синтетический алмаз и др.), ранее использовались только естественные А. м. (кремень, наждак, гранат, пемза, корунд, алмаз).

         Основные характеристики А.

м.: твёрдость, прочность и вязкость; форма абразивного зерна; абразивная способность; зернистость.

         Твёрдость А. м. определяется (Мн/м2) методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала, (например, для кварца 11 000—11 300, электрокорунда 18 000—24 000, алмаза 84 250—100 000). Распространено определение твёрдости в кгс/мм2(1 кгс/мм2 10 Мн/м2). С увеличением прочности А. м. улучшается сопротивляемость усилиям резания. Сопротивление А. м. сжатию в несколько раз больше, чем сопротивление растяжению и изгибу. Прочность А. м. на растяжение и сжатие снижается с повышением температуры шлифования.

         Абразивное зерно — кристаллический осколок (кристаллит), реже монокристалл или агрегат, состоящий из множества мелких кристаллов (поликристалл). Режущая кромка зерна — ребро, образованное любой парой пересекающихся кристаллографических плоскостей. Зерно может иметь приблизительно равные размеры по высоте, ширине и толщине (изометрическая форма) или обладать мечевидной и пластинчатой формой, что определяется родом А. м. и степенью измельчения исходного зерна. Рациональна изометрическая или близкая к ней форма зерна, т. к. каждое зерно является резцом. Наименее выгодная форма — игольчатая. Зерно имеет несколько граней, образующих вершины с углами от 30 до 130° и с радиусами округлений у зёрен от 200 до 4

мкм. У зёрен синтетических алмазов углы и радиусы округлений меньше, чем у природных, поэтому возможно снимать тонкую стружку.

         Абразивная способность характеризуется массой снимаемого при шлифовании материала до затупления зёрен. По абразивной способности А. м. располагаются в следующем порядке: алмаз, кубический нитрид бора, карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень. Абразивная способность зависит от вида шлифуемых материалов, режима работы, вязкости и прочности зёрен. Чем меньше в А. м. примесей, тем выше абразивная способность.

         Зернистость характеризует размер и однородность зёрен А. м.; определяется она классификацией зёрен по линейным размерам методом ситового анализа, осаждением в жидкости или др. Номер зернистости устанавливается в соответствии с линейными размерами зерна основной фракции. Чем однороднее по форме и размеру зёрен А. м., тем выше его эксплуатационные качества. Зернистость А. м. регламентируется стандартом. Обработка с помощью А. м. характеризуется участием в резании одновременно большого числа случайно расположенных режущих граней зёрен. Твёрдость абразивного инструмента (См. Абразивный инструмент) позволяет применять высокие скорости резания, что в соединении с большим числом одновременно работающих лезвий обеспечивает достаточный объём снимаемого материала. С другой стороны, при помощи А. м. достигается наиболее тонкая обработка, например Доводка.

         А. м. используются в виде зёрен, скрепленных связкой в различные по форме и назначению абразивные инструменты, или нанесёнными на гибкую основу (ткань, бумагу и др. ) в виде шлифовальной шкурки, а также в несвязанном состоянии в виде порошков, паст и суспензий.

         Лит.: Каменцев М.В., Искусственные абразивные материалы, М., 1950; Филоненко Н.Е., Лавров И.В., Абразивные инструменты и их эксплуатация, М., 1959.

         Г. М. Ипполитов

Абразивные материалы (абразивы) синтетические алмазы шлифпорошки наждак карбид кремния

Абразивные материалы (абразивы) — твердые горные породы и минералы (природные и искусственные), применяемые для механической обработки металлов, сплавов, горных пород, стекла, драгоценных камней. Естественные абразивные материалы: алмаз, корунд, гранат, кварц; искусственные: электрокорунд, синтетические алмазы, карбид кремния, карбид бора. Рассмотрим основные абразивные материалы, применяемые при обработке стекла.

Абразивный материал (абразив) — это естественный или искусственный материал преимущественно высокой твердости, применяемый для холодной обработки — шлифования, полирования, резания и сверления. Естественные абразивные материалы: пемза, кварцевый песок, алмаз, гранат; искусственные: электрокорунд, карбид кремния, алмаз, карбид бора, крокус (окись железа), полирит.

Основная масса изделий из стекла подвергается обработке абразивными материалами в связанном  и измельченном состояниях.

Кварц — безводная кристаллическая кремниевая кислота SiO2. Содержание кремнезема в кварце 98,5 … 99,5 %. В зависимости от примесей кварц имеет различную окраску: от бесцветного до черного. В качестве абразивного материала для гравирования бытовой посуды используют обогащенный кварцевый песок с содержанием, %: SiO2 не менее 98, Al2O3 не более 2, Fe2O3 не более 0,7.

Наждак содержит до 60 % оксида алюминия и имеет кристаллическое строение, используется для изготовления шлифовальных кругов и шлифовальной шкурки.

Корунд — кристаллический глинозем, в зависимости от содержащихся в нем примесей имеет различный цвет и свойства. Применяемый в промышленности корунд содержит до 95 % Al2O3. Корунд используют в виде порошков и микропорошков для шлифования, доводки и полирования рабочих поверхностей деталей формовых комплектов.

Алмаз представляет собой кристаллический углерод (96 … 99,8 %) с примесями (0,02 … 4,5 %) алюминия, железа, кальция, кремния, марганца, титана, которые придают алмазу различный цвет. Алмазы делятся на природные и синтетические.

Алмазы используют для изготовления алмазных кругов и паст, которые применяют при шлифовании и фацетировании изделий, нанесении алмазной грани на посуду, а также при полировании рабочей поверхности деталей стекольных формовых комплектов.
Сейчас все больше применяют инструменты, изготовленные из алмазов, как природных (обозначаются буквой А), так и синтетических (АС), и нитрида бора. Синтетические и природные алмазы имеют одинаковую кристаллическую решетку, плотность, твердость и другие физико-механические свойства. Отличаются они друг от друга только формой зерен, характером их поверхности, прочностью и хрупкостью. Кубический нитрид бора — новый синтетический сверхтвердый материал, который по твердости приближается к алмазу, но имеет более высокую теплостойкость. Кубический нитрид бора представляет собой химическое соединение двух элементов — бора (43,6%) и азота (56,4%). Он имеет кристаллическую решетку почти с такими же строением и параметрами, как алмаз. В стекольной промышленности используют инструменты, как правило, из синтетических алмазов.

Синтетические алмазы АСО, АСР, АСВ, АСК и АСС выпускают размером от 0,04 до 0,63 мм, микропорошки — АСМ и АСН — размером от 1 до 60 мкм. Зерна алмаза АСО имеют наименьшую прочность, АСС — наибольшую. В зависимости от размера зерен алмазы марки АСС обладают прочностью в 1,3—2 раза большей, чем прочность природных алмазов. Эксплуатационные свойства шлифовальных порошков из синтетических алмазов зависят от формы зерен, характера их поверхности и механической прочности. Наиболее развитую поверхность имеют зерна алмаза марки АСО, наиболее гладкую — АСС.

Синтетические алмазы подвергают дроблению и последующей классификации по размерам на фракции. В зависимости от размера зерен, метода их получения и контроля порошки делятся (ГОСТ 9206—70) на две группы: шлифпорошки и микропорошки.

Размер зерен в каждой фракции шлифпорошков определяется размерами сторон ячеек двух контрольных сит в мкм по ГОСТ 3584—73, из которых через верхнее сито зерна должны проходить, а на нижнем задерживаться. Зернистость шлифпорошка определяется по основной фракции и обозначается дробью, у которой числитель соответствует размеру стороны ячейки верхнего сита, знаменатель — размеру стороны   ячейки   нижнего сита.

Электрокорунд — продукт плавки, основной составляющей частью которого является кристаллический оксид алюминия (81 … 99 %). Выпускается трех разновидностей: нормальный, белый и монокорунд.

Карбид кремния — продукт химического взаимодействия углерода с кремниевой кислотой SiO2, кристаллизуется главным образом в виде тонких шестиугольных пластинок размерами 2 . .. 15 мм. Это не только абразивный материал с хорошими режущими свойствами, но и огнеупорный материал высокой жаростойкости. В стеклоделии используется для обработки формовых комплектов.

Карбид бора — тугоплавкое соединение бора с углеродом, применяется в виде порошков для шлифования и доводки рабочих поверхностей формовых комплектов.

Абразивные материалы и оборудование

Абразивные круги

Абразивные листы

Абразивные рулоны

Абразивные полосы

Скотч-Брайт

Отрезные круги

Сглаживающие круги

Абразивные губки

Абразив на поролоновой основе

Шлифки, бруски

Сопутствующие товары

Абразивная паста

ещё

Абразивные материалы

Что же такое абразивные материалы? Это материалы, которые представляют собой природные или искусственные породы, в основном состоящие из минералов высокой твердости.

Абразив состоит из какой-то подложки: будь то бумага, пленка, ткань, на которую нанесен клеевой состав. На этот состав обычно наносится абразив. Дальше абразив связывается связующим составом и уже поверх связующего состава сверху наносится какое-то верхнее покрытие, которое отвечает за специальные особенности абразива. Например, для грубых абразивов этот состав снижает температуру, для мелких абразивов — это антизабивной состав, антипылевой. Состав этих покрытий достаточно сложен. Производитель, который сэкономил на этом составе, продает свои абразивы дешевле.

Существует четкая зависимость, какой тип подложки вы будете применять и какая риска в итоге получится. Есть большая разница, какие абразивные материалы вы собираетесь купить. Т. е.нужно понимать, чем жестче будет подложка, тем агрессивней будет работать ваш абразив, тем большее количество материала он будет снимать. Чем мягче будет подложка, тем мельче будет риска, тем она будет более равномерней и будет более точный шлиф. Т. е. нужно самому выбрать, какие абразивные материалы купить. Что касается подложки. Если мы будем говорить про зерна, то здесь есть огромное количество нюансов. И тонкостей.

Первоначально разберемся в составе зерен. На сегодняшний день, в основном, главным образом применяется два зерна:

  • оксид алюминия;
  • карбид кремния.

Кроме всего прочего, бывают какие-то улучшения в виде дополнительной керамики, алмазных зерен. Прочность материала четко зависит от твердости. Чем тверже материал, тем он хрупче. Материал, который более прочный, не разрушается под воздействием. Он будет работать дольше. Но с другой стороны, мы должны понимать, что на твердых поверхностях он будет работать хорошо, а на мелких он будет просто-напросто забиваться. Что касается прочных материалов.

Что касается нанесения. Существует два основных способа: открытый и закрытый тип. Закрытый тип чаще всего применяется, например, у бумаги, которая предназначена для работы с водой. Если говорить про открытое нанесение, то оно применяется в удалении шлама, для снижения температуры. И эти абразивы прежде всего применяются для сухой обработки.

С помощью абразивов производится:

  • шлифование;
  • полирование;
  • доводка разнообразных материалов;

Сущность этих видов обработки состоит в снятии с поверхности металла мельчайшей стружки, а значит, это процесс резания. Процесс резания при шлифовании или полировании осуществляется твердыми абразивными зернами, имеющие острые кромки. Абразивные материалы используются не только для наружного или внутреннего шлифования или для заточки инструментов, но и для обтирочных работ, например при очистке отливок в литейном производстве.

Преимущества использования абразивов достаточно велики — точность обработки, при шлифовании доходит до 2-3 тысячных долей миллиметра, тогда как на токарных станках можно достигнуть примерно до 2-3 сотых миллиметра.

Абразивными материалами можно обрабатывать металлы и сплавы и неметаллические материалы любой твердости. Например, закаленную сталь, твердые сплавы, стекло и другие материалы. Также инструменты абразивов легко заменяются, что имеет большое значение в процессе работы.

Все абразивные материалы разделяются на две группы: природные и искусственные. Природными абразивами являются:

  1. алмаз;
  2. корунд;
  3. наждак;
  4. кварц;
  5. кремень и т.д.

Простейшим материалом для изготовления шлифовальных кругов является песчаник, состоящий из зерен кварца, связанных известковыми или глинистыми веществами. Шлифующий материал из песчаника служит только для заточки инструментов и малопригодный для качественного шлифования, вследствие невысокой твердости и посторонних примесей в материале кругов. Из природных абразивов важнейшим является корунд. Это очень твердый минерал, состоящий из окиси алюминия. Для шлифования применяют зернистые массы корунда. Искусственные абразивы включают в себя:

  1. электрокорунд;
  2. карбид кремния;
  3. карбид бора;
  4. оксид циркония;
  5. двуокись титана и т.д.

Абразивы, абразивные материалы — Справочник строительных материалов и терминов (А)

Абразивы, абразивные материалы (в переводе с французского языка означает «шлифовальный», в переводе с латинского языка означает «соскабливать») представляют собой материалы, которые обладают высокой твердостью и применяются для обработки поверхностей разнообразных материалов.

Абразивные материалы применяют в процессах полирования, шлифования, хонингования, разрезания материалов, суперфинишной обработке, а также в заготовительном производстве при окончательной обработке всевозможных неметаллических и металлических материалов.

Инструменты для абразивной обработки

Все абразивные материалы, используемые в промышленности, должны быть закрепленными либо конструктивно изготовленными в виде разных инструментов и составов.

Круги отрезные. Выпускаются различной ширины, высоты, диаметров (до 3500мм), профилей (форм) абразивного (рабочего) слоя, а также способов укрепления этого материала на корпусе круга.

Круги шлифовальные. Разнообразные абразивные материалы в виде дисков, конусов, кругов разных диаметров и профилей.

Бруски. Выпускают металлоабразивные и абразивные различных профилей и размеров (для притирки, хонингования, суперфиниширования).

Лента. Выпускают растительно-тканную и синтетическую ленту различной ширины. На нее с одной либо с обеих сторон приклеены зерна абразивных материалов.

Бумага наждачная. Здесь абразивный материал нанесен на бумажную либо тканевую основу.

Пасты. Это абразивные полировальные и притирочные абразивы, распределенные равномерно в связующем (церезин, парафин, стеарин, масла, кислота олеиновая, керосин и др.).

Зерно свободное. Это абразивные сухие зерна, используемые для ультразвуковой, пескоструйной и гидроабразивной обработки.

Тела галтовочные. Это абразивный инструмент, изготовленный в виде предметов геометрической формы (призма, цилиндр, куб, конус и т.д.), используемые для галтовки.

Материалы абразивные

Размер частиц абразивных материалов колеблется в рамках от 40мкм до 2мм (фракция крупная). Величина частиц обозначается в мешах либо микрометрах.

По твердости абразивные материалы подразделяют на мягкие, твердые и сверхтвердые.

По размеру шлифовального зерна абразивные материалы подразделяют на особо тонкие, тонкие, средние, грубые или крупные.

Степень пригодности абразивных материалов определяется их физическими и кристаллографическими свойствами. Крайне важным является способность данных материалов разламываться при истирании на остроугольные частицы.

В современном мире абразивные материалы не только добываются, но и изготавливаются синтетически. Причем отмечено, что новые синтетические абразивные материалы гораздо эффективнее природных.

Из природных абразивов можно назвать следующие материалы: алмаз, гранат, земля инфузорная, кварц, корунд, мел, железняк красный, наждак (минерал, состоящий из магнетита и корунда), пемза (вулканическое пузыристое стекло), полевой шпат, трепел.

Из синтетических абразивов можно выделить следующие материалы: минеральный шлак (никельшлак, купрошлак), стальная колотая дробь, алмаз искусственный, нитрид кубический бора боразон, карбид бора, карбид кремния, карборунд, нитрид алюминия, нитрид кремния, электрокорунд и др.

Справочник строительных материалов (А)
Справочник строительных материалов и терминов