Типи, характеристики та застосування абразивних матеріалів

Визначення та застосування

Абразиви — це тверді подрібнені частинки (зерна), призначені для механічної обробки предметів, зроблених з різноманітних матеріалів. Вони більш жорсткі, ніж ці матеріали, тому їхні гострі ребра стирають верхній шар деталі. Вживаються у вільному стані у вигляді паст чи порошків, або у зчепленому, коли зерна фіксують на металевій, фібровій, тканинній та ін. основі. В другому випадку це вже абразивний інструмент, на якому частинки являють собою робочу поверхню. Застосовуються на етапах підготовки, різання та фінішної обробки.

Абразивні інструменти

Серед найпоширеніших абразивних інструментів насамперед варто назвати круг (диск) відрізний, зачисний, шліфувальний, полірувальний або універсальний, пелюстковий круг-щітку, шліфувальну стрічку, губку або шкурку (аркуш) з тримачем, наждачний папір, полірувальну пасту, очисну абразивну або полірувальну неабразивну глину. Для нанесення матеріалів у вільному стані та видалення їхніх залишків застосовують мікрофіброві серветки.

Типи абразивної обробки

За допомогою абразивних інструментів виконують різні операції: видалення іржі або старої фарби, обдирка для надання форми, шліфування, різання та вирізання пазів, вирівнювання поверхні, притирання деталей, що працюють в парі, загострювання, зачищення зварювальних швів, полірування, хонінгування, остаточна фінішна обробка для досягнення високого ступеня точності розмірів та чистоти поверхні тощо.

Як вибрати?

Абразивні матеріали можуть бути природними та штучними. До перших належать:

• Алмаз (мікротвердість 8000 – 10 600 кгс/кв. мм., термостійкість 700 – 900℃). Має кристалічну решітку з чистого вуглецю.
• Гранат (1400 – 1500 кгс/кв. мм.) — складається переважно з окислів алюмінію та кремнію.
• Корунд (2000 – 2600 кгс/кв. мм.) — гірська порода, окис алюмінію з домішками. Що менше заліза, то твердіший.
• Наждак — суміш корундового порошку з магнезитом та іншими елементами.
• Кварц (1000 – 1100 кгс/кв.мм.) — мінерал з оксиду кремнію.

Серед синтетичних вирізняються електрокорунд (2200 – 2600 кгс/кв.мм., 1300℃), ельбор (8000 – 10 000 кгс/кв.мм., 1300 – 1500℃), карбід кремнію (2840 – 3300 кгс/кв.мм, 1200 – 1300℃).

Параметри

• Зернистість. Цей параметр вказує на розмір абразивних часточок. В системі маркування FEPA позначається у вигляді числа з літерою F. Що менше значення, то більші зерна. Наприклад, у круга F10 основна фракція буде завбільшки від 2400 до 2000 мкм, а у F80 — від 212 до 180 мкм. Зернистість F16-24 вважається великою, F30-60 — середньою, F70-220 — дрібною.
• Зв’язка. Для з’єднання зерна застосовують різні сполуки. Керамічна складається з подрібнених глини та польового шпату, що перемішані в певній пропорції. Завдяки цьому абразивне покриття стійке проти нагріву, жорстке та має оптимальну крихкість. Бакелітова більш пружна та еластична, зроблена з штучної смоли. Можуть бути домішки графіту та зміцнювальних компонентів. Вулканітова — з синтетичного каучуку, досить міцна та еластична і добре витримує нагрівання, але дорожча.
• Твердість абразиву. Показує на здатність зерен опиратися фізичному впливу іншого матеріалу. Вимірюється за 10-бальною шкалою Мооса. Згідно з нею, найтвердішим матеріалом є алмаз (10), далі йде карбід бору (9,5), за ним корунд, карбід кремнію та електрокорунд (по 9), кварц (8).
• Твердість круга показує, до якої міри робоча насадка може протистояти навантаженню. Залежить від зернистості та зв’язки. Серед найбільш уживаних: м’яка, середня, тверда та дуже тверда. Вибираючи інструмент, треба враховувати матеріал оброблюваної деталі та особливості технологічного процесу. В іншому разі на ній можуть з’явитися кольори мінливості або тріщини.