Абразив.
Абразив – это очень твердый материал. Имеет форму мелкого зерна или порошка, который наносится на основы различных инструментов. Последние используются для абразивных работ (шлифование, полировка, обработка) по металлическим, деревянным, пластиковым и другим поверхностям, а также для резки материала.
Происхождение абразивов.
По своему происхождению все абразивы делятся на 2 основные группы: природные и искусственные (они же синтетические) минералы.
Природные
Многие естественные минералы отличаются меньшей твёрдостью и в
ходе работ быстрее снижают качество обработки поверхностей, но есть
среди них такие, например, алмаз и сапфир, что никакой синтетикой не
заменить. В естественную группу входят следующие природные
абразивы:
1. алмаз (одна из аллотропических форм углерода);
2. корунд (сапфир);
3. топаз;
4. кварц;
5. гранат;
6. другие минералы.
Искусственные
Искусственно созданные абразивы по твёрдости уступают алмазу, но они более распространены в обиходе, так как более дёшевы. Из наиболее известных можно назвать такие абразивы:
искусственный алмаз создаётся из графита (другая аллотропная форма углерода);
электро- и монокорунд;
карбиды бора и кремния;
оксид алюминия или циркония;
нитрид бора, кремния, или алюминия;
двуокиси церия, олова или титана;
окись хрома.
Из новых перспективных материалов можно назвать нитрид углерода и сплав двух карбидов: титана и скандия.
В целом сегодня создано очень много разных синтетических абразивов под конкретные задачи. Например, карбид кремния хорош для металла, а оксид алюминия для дерева. Практикуется также добавление различных добавок, чтобы абразив не грелся, не было побежалостей на металле и т.д.
Твёрдость абразивов
Все абразивы по твёрдости, но очень-очень условно можно разделить делятся на 3 категории:
1 Сверхтвердые.
2 Твердые.
3 Мягкие.
Более твёрдые абразивы стоят дороже, что объясняется более сложным технологическим процессом их получения и соответственно высокой стоимостью производства. Применяют все группы абразивов при работе с разными материалами. Первые с твёрдыми, например, железом или камнем. Вторые используют при обработке дерева. Мягкие абразивы применяют в работе с оргстеклом, пластиком, кожей, так как они очень бережно воздействуют на поверхность изделий.
Методика оценки абразивов
Качество абразивов оценивается по параметрам, которые считаются наиболее приоритетными для этого материала:
Твёрдость. Считается одним из основных показателей качества. Чем
твёрже абразив, тем выше его способность вдавливаться в исходный
материал и обрабатывать поверхность. Наряду с этим он должен как
можно дольше сохранять остроту своих граней. Качество твёрдости у
каждого абразива своё. Оно присваивается соответственно шкале
Мооса в границах величин от 1 до 10 Первое место принадлежит алмазу,
его твёрдость наиболее максимальна среди всех абразивов и равняется
10;
Хрупкость. Это качество непосредственно связано с твёрдостью абразива. Здесь имеется прямая зависимость, у более твёрдых частиц выше хрупкость, их грани быстрее обламываются при работе и эффект абразивного воздействия на материал снижается. В идеале между показателями твёрдости и хрупкости необходима «золотая середина», хотя здесь следует учитывать, что предстоит шлифовать. Например, карбид кремния, как твердый, но хрупкий материал применяют по металлу. Этот абразив обламывается, по примеру слюды, кусками и образуются новые режущие грани. Абразив самозатачивается. При этом, если карбидом работать по дереву, то будет много рисок от шлифования и упадёт итоговое качество поверхности.
Абразивная способность. Это показатель способности за единицу
времени снять определённое количество верхнего слоя материала.
Зависит от остроты граней и, соответственно, их эффективности
вгрызания в поверхность. Важное значение имеет вид материала и
поставленной цели. Например, эффективность абразива будет разной,
если необходимо снять несколько сантиметров дерева или же
отшлифовать титанового поверхность.
Механическая стойкость. Верхний порог хрупкости, после которого начинается разрушение кристалла. Зная этот показатель, можно рассчитать усилие, с которым можно воздействовать на материал и при этом не разрушать кристаллы абразива. Следует отметить, что фактически этот показатель учитывают только на специализированных станках.
Воздействию кислотно-щелочных жидкостей, воды, других
агрессивных сред. Сюда же относится способность абразива работать во
всех экстремальных условиях. Приоритетным показателем считается
устойчивость к воздействию воды. Традиционно она используется для
охлаждения абразива, поэтому вопрос наиболее актуален. Если говорить
более точно, то вопрос скорее не к самому абразиву (ему ничего не будет
от воды), а как и к чему прикреплен абразив, какая подложка у
материала. Например, есть серия siawat и серия siaone. Первая –
водостойкая, вторая нет. Абразив абсолютно одинаковый. Разная только
подложка и совсем разные методы и специфики работы.
Принцип работы абразивов
Более высокая твёрдость абразивных материалов в сравнении с материалом обрабатываемых поверхностей позволяет им активно воздействовать на последние. В основном мелкозернистые (но не только они) частицы абразивов шлифуют, полируют, режут любые предметы. При этом их острые грани обламываются, а взамен появляются новые. Учтите! Этот процесс работает только на карбидах. Оксид алюминия равномерно стачивается в форму яйца (с острой грани). Процесс длится до полного исчезновения кристаллов. Более мягкие абразивы не крошатся, они в процессе обработки предметов стираются, что делает их менее эффективными по времени. основанием, зерно просто выпадает с подложки. Область применения этого материала очень широка. Начиная с грубой обработки поверхности (резание) до придания ей зеркального блеска(ультратонкое шлифование).
Применение абразивов своими истоками уходит в глубины веков. Так, всемирно известное племя майя ещё в XI веке до новой эры практиковало сверление зубов для вставки в отверстия драгоценных камней. Для этого применялась полые трубки с нанесённым на них кварцем, мелко истолчённым для этой операции. Факт применения этой технологической операции индейским племенем имеет документальное подтверждение. В современное время абразивная обработка используется во всех сферах человеческой жизни. От процедуры чистки зубов до высоких технологий в производстве без абразивов не обойтись, и применение их только растёт.
