🪨 Карбид Кремния

1. Общая информация

Карбид кремния (SiC) - это абразивный порошок, предназначенный для грубой притирки и выравнивания точильных камней. Его получают синтетическим путём по технологии Ачесона.

Производство выглядит так - смесь чистого кремнезема (кварцевого песка) и углерода (кокса или антрацита) помещают в специальные электрические печи. В условиях экстремально высоких температур (свыше 2000 °C) и отсутствия кислорода происходит химическая реакция, в результате которой образуются кристаллы карбида кремния. Полученный материал затем охлаждают, измельчают и фракционируют, разделяя на частицы нужного размера.

История

Промышленное производство карбида кремния началось после 1893 года (разработан патент Эдвардом Гудричем Ачесоном).

С конца XIX века карбид кремния используется как универсальный абразив. Более крупные фракции, такие как F60-200, нашли применение в машиностроении, шлифовке металлов, литье и абразивной обработке твёрдых поверхностей.

В XX веке карбид кремния стал популярен и в заточной практике, где использовался для притирки и выравнивания точильных камней. Он быстро, ровно и безопасно снимает верхний слой камня, не повреждая связку.

Классификация

Выделяют разные фракции карбида кремния с размером зерна от 3 до 250 микрон (F60 – F1200). Также существует фракция F2000 (средний размер зерна 1-2 микрона) - используется для самой тонкой работы.

Также карбит кремния различается по цвету.

Черный (серый) карбид кремния:
- содержит больше примесей (доля SiC около 90-97%)
- имеет цвет от темно-серого до черного из-за примесей железа и углерода
- немного мягче (8.8-9.0 по Моосу), но прочнее (менее хрупок)
- используется для крупных абразивов (F60-320)

Зеленый карбид кремния:
- получается при использовании более чистого сырья и строгом контроле процесса (доля SiC около 97-99%).
- зеленый цвет обусловлен минимальным количеством примесей
- обладает максимальной твердостью (9.2 по Моосу), но при этом более хрупкий
- кристаллы имеют более острую форму
- из него делают порошки зернистостью F400-2000

У зерен карбида кремния бывает разная форма. От этого зависят аббразивные свойства порошка.

Основные разновидности форм:

• Изометричная - округлая, симметричная.
• Пластинчатая - уплощённая, чешуйчатая.
• Мечевидная - игольчатая, заострённая.

2. Фото с приближением 150х

Ниже галерея фотографий карбида кремния F60, F220, F400 и F1200 (картинки можно листать).

В микроскоп карбид кремния F120 и F220 похожи друг на друга, и с виду напоминают осколки стекла. Но на самом деле карбид кремния в 5 раз тверже стекла и имеет кристаллическую решётку, как алмаз.

Карбид кремния F400 имеет совсем мелкое зерно и выглядит иначе. F1200 - ультра мелкий и по размеру зерна сопоставим с финишным камнем.

3. Поверхность с приближением 300х

Ниже галерея фотографий карбида кремния F60, F220, F400 и F1200 (картинки можно листать).

F60 в микроскоп не получился - там одна гранула на всю матрицу...

4. Использование

Для эффективной притирки точильных камней с карбидом кремния нужна твёрдая, износостойкая и идеально плоская база. Далее возможные варианты:

Стекло или зеркало (желательно не менее 6-8 мм) остаётся самым распространённым выбором для тонких фракций от F400 до F2000. Оно идеально гладкое, не впитывает суспензию и не реагирует с абразивами, а также недорого стоит. Минус стекла в том, что оно быстро истирается и требует периодической смены или доводки.

Гранитная плита (например, габбро-диабаз) - это твёрдый и долговечный материал, но важно использовать именно поверочную плиту, а не строительно-отделочную. У меня есть обычная гранитная плита, и она оставляет неровности, которые видны при тонкой притирке на зерне F600 и выше.

Чугунные притиры - исторически применялись в мастерских и на заводах. Чугун тяжёлый, жёсткий, хорошо удерживает абразивную суспензию и особенно эффективен на фракциях F60–F220. Однако его поверхность менее гладкая, чем у стекла, и чугун подвержен ржавчине, поэтому после работы его нужно тщательно очищать и смазывать. К тому же это очень дорогое удовольствие.

Природные камни - можно использовать в качестве базы, если они твёрже выравниваемого камня и имеют идеально ровную поверхность. Я иногда использую Яшму, как притир.

Наждачная бумага (например, P1000, P2000 или даже P2500). Чтобы сохранить рабочую поверхность стекла или другого притира на долгое время, можно использовать лист влагостойкой наждачной бумаги, которая приклеивается на рабочую поверхность. В данном подходе наждачная бумага выступает расходником, а поверхность притира остается невредимой. После притирки бумагу споласкивают под проточной водой, дают ей высохнуть и можно работать дальше.

Выбор нужной фракции:

F60 - агрессивный съем поверхности, устранение «седла» на камне.

F120 - грубая притирка для сильно изношенных камней.

F220 - базовое выравнивание, восстановления геометрии.

F400 - пред-финишная шлифовка, убирает царапины от F120-F220 и готовит камень к доводке и финишу, также подходит для «взбадривания» и грубой чистки камня от металла и засаливания.

F600-F800 - подготовка камня к доводке.

F1200 - окончательная финишная доводка поверхности.

F2000 - я не использую, на мой взгляд - это слишком мелкое зерно, чтобы можно было оценить эффект от его работы.

⚠️ Меры предосторожности:

Порошок очень мелкий, легко поднимается в воздух. Нужно использовать защитную маску и, возможно, даже очки при работе.