Абразивни материали

Абразивна обработка

Видове абразивни материали

Абразивни материали се разделят на твърдост (свръхтвърда, твърда, мека), химичен състав и размер на мелещото зърно (голямо или грубо, средно, тънко, особено фино), размерът на зърната се измерва в микрометри (μ) и отвори (окото), размерът е по-често срещан в света.

Абразиви Използват ли се твърди малки частици в свободна или свързана форма за обработка на продукти. Принципът им на действие е да отстраняват материала от обработената повърхност с остри издатини на абразива. В този случай микроскопичните зърна се отчупват от абразивни частици, които по правило имат кристална структура, образувайки нови работни ръбове. Основните характеристики на абразивните материали са микротвърдост, механична якост, чупливост и размер на зърната.

Материалът за производство на абразиви може да бъде както естествени продукти, така и изкуствено създадени. Изкуствените се използват по-широко, отчасти поради химичния състав и физико-механичните свойства. От голям списък с изкуствени абразиви, синтетични диаманти, бор и силициеви карбиди, кубичен борен нитрид (търговска марка - elbor), широко се използват електрокорундни материали.

От особено значение са свръхтвърдите абразивни материали, които включват диамант и кубичен борен нитрид. Диамантените инструменти са ефективни за обработка на крехки и силно твърди материали, за довършително шлайфане, заточване и притиркане на карбидни режещи инструменти, хонинговане. Има обаче ограничение за диамантените инструменти: при обработката на стомани се получава дифузионно износване на шлифовъчното зърно, тъй като въглеродът се взима от диаманта от стоманата. Следователно стоманата се обработва с елбор, който е инертен за тях. На свой ред елбор влиза в химическа реакция с твърди сплави - тук са необходими диамантени абразиви.

Производство на абразивни материали

Понастоящем абразивите се добиват и произвеждат синтетично, като новите синтетични материали обикновено са по-ефективни от естествените.

Абразивните материали са два вида по произход:

Естествени абразиви

Диамант: Подобна на диамант кубична алотропна форма на елементарен въглерод, добивана в първични (кимберлитови тръби) и наносни отлагания.
Корунд: Кристален алуминиев оксид, същият като сапфира, се добива в россыпи, а понякога и в руди.
Гранат: Натурален минерал:
Емери: Естествен минерал, съставен от: корунд и магнетит - черен магнитен железен оксид Fe3O4
Кварц: Кристален силициев диоксид, един от най-евтините и достъпни абразиви.
Парче креда: Калциев карбонат, за фини абразиви (лапиране, полиране).

Синтетични абразиви

Изкуствен диамант: Синтез под високо налягане, обработка на твърди сплави, камък, стъкло, цветни метали.
Бор нитрид (боразон): Синтез при високо налягане, обработка на твърди сплави, камък, черни метали.
Бор-въглерод-силициева сплав: Сливане на бор с въглерод и силиций в дъгова пещ, обработка на черни и цветни метали, камък, стъкло и др.
Бор карбид: обработка на твърди сплави, стъкло, черни метали.
Силициев карбид: обработка на твърди сплави, цветни метали и титан.
Силициев нитрид: преработка на черни и цветни метали.
Алуминиев нитрид: обработка на метал.
Електрокорунд: обработка на черни метали, понякога камък и стъкло.
Циркониев оксид (кубичен цирконий): обработка на черни и цветни метали.
Цериев диоксид: обработка на стъкло (полирит).
Калаен диоксид: обработка на стъкло, полиране на метал.
Хром оксид: полиране на черни и цветни метали.
Титанов диоксид: полиране на цветни метали.

Нови обещаващи абразивни материали:

Въглероден нитрид
Титанов карбид-скандиев карбид сплав

Използването на абразивни материали и видове абразивна обработка

Абразивните материали се използват успешно и по-долу видове абразивна обработка:

Кръгло шлайфане: обработка на цилиндрични и конусни повърхности на шахти и отвори
Шлайфане плоско: обработващи равнини и чифтосване на равнинни повърхности
Безцентрово шлайфане с дискове:обработка при широкомащабно производство на външни и вътрешни повърхности (шахти, лагерни клетки и др.)
Безцентрово шлайфане на лента: външни повърхности, включително сложни профили
Лентово шлайфане на сложни профили: например шлайфане на лопатки на турбина
Рязане и рязане на детайли: доставка и монтаж, производство, демонтаж на конструкции
Лапиране: абразивно притискане на повърхности (например седалката и иглата на дизелов инжектор)
Обработка с водна струя: струя и тумбинг (отливки, пакети, хардуер и др.)
Пясъкоструене: изглаждане на повърхности и почистване на отливки и изковки
Ултразвуково лечение: пробиване на дупки в твърди сплави, извличане на счупени инструменти, печати
Хонинг: обработка на отвори с голям диаметър (цилиндри на двигатели, помпи и др.)

Полиране: окончателно придаване на огледален блясък на продуктите (чистотата на повърхността е висока)
Супер довършителни работи: окончателно придаване на външни, вътрешни и сложни профили с най-висока точност и чистота на повърхността, включително диамантено довършване (прецизни механизми, инструменти, части от много прецизни инструменти, инструменти, оръжия и др.).

Абразивните инструменти обикновено се разделят на три вида.: гъвкави, твърди и инструменти под формата на свободни абразиви и пасти.

Разхлабен (несвързан) абразив и пастите повдигат най-малко въпроси. Ако сте излизали до езерце на поход, за да почистите опушена тенджера с пясък, сте използвали безплатен абразив. Пастите са смеси от абразивни материали с неабразивни материали с различна плътност, от твърди брикети до напълно течни. Мазнините и маслата се използват като свързващо вещество в пастите, главно олеин, стеарин и вазелин. Характеристиките на пастите са както следва: използван абразивен материал, размер на зърната, състав на неабразивни материали, концентрация, консистенция. За довършителни операции се използват както пасти, така и разхлабени абразиви.

Гъвкави инструменти. Те включват абразиви, ремъци, клапани, мрежести и влакнести дискове, четки от абразивни влакна.

Шкурка (или шкурка) е смачкан абразивен материал, нанесен върху подложка от хартия, плат или синтетичен материал. В зависимост от лепилото те могат или не да са водоустойчиви. Ленти с различна дължина и ширина могат да бъдат отрязани от кожата. Когато краищата са слепени, се получава "безкрайна лента". Също така, кръговете на венчелистчетата се отрязват от кожата, добре обработващи части със сложен профил.

Мрежести дискове се получават чрез нанасяне на абразивен материал върху мрежестата основа и се използват за полиране и почистване на повърхности. Твърдите мрежести дискове, изработени от фибростъкло и лавсан, са подходящи за изрязване на малки парчета скъпи материали.

Ако нанесете абразивен материал върху влакнеста основа (целулоза, импрегнирана с цинков хлорид), получавате влакнест диск за почистване и полиране. За подготовка на повърхността за нанасяне на грунд и боя, например за каросерия, такъв диск е незаменим.

И накрая има четки с различни форми с метални или синтетични "четина". Четките се използват за изчистване на повърхността, почистване на повърхността от котлен камък, ръжда, лак и боя, обработка на заварени шевове, както и за довършване на повърхността: матиране, сатенено довършване, шлайфане. Работният материал на четките варира от стомана и месингова тел до пластмаса със силициев карбид. Структурата на жицата може да бъде плетена, а не плетена и гофрирана.

Твърди инструменти

Инструменти с фиксирана форма - това са колела от всякакъв вид, пръстени, сегменти, шлифовъчни глави, пръти. В допълнение към абразивен материал с определен размер на зърната, този тип инструмент включва органична или керамична връзка и подсилващи елементи. Инструментите за органично свързване са термично ограничени, изискват внимателно използване на охлаждащи течности и са податливи на основи. Но еластичността на органичните вещества прави такъв инструмент незаменим при операции за премахване на големи квоти, например при пилинг.

Предимствата на керамичната връзка са висока огнеупорност, химическа и водоустойчивост. Техните недостатъци включват крехкост и в резултат на това негодност за работа с високо ударно натоварване. В същото време керамичната връзка „държи“ добре формата си, което е важно за високоточното шлайфане, има висока износоустойчивост и може да издържи на високи температури.

Твърдите абразивни инструменти включват също многобройни файлове, рашпили и пили за игла.

Шлайфане

Операциите на шлайфане се разделят на предварително и финално шлайфане.

Пример за първия етап е грубото обработване, тоест премахването на големи квоти, което се извършва с грубозърнести грапави колела върху органична връзка. Грубостта позволява, например, да се изчистят дефектите на отливките.

При завършване на шлайфането се премахва основният припуск, оформя се формата и се постигат крайните размери на детайла. Това се постига чрез използване на различни шлифовъчни колела, избрани в съответствие с повърхността, която ще се обработва.

Специални операции

Хонинг - довършителна (довършителна) обработка на вътрешни цилиндрични повърхности с абразивни финозърнести пръти, фиксирани в специални "държачи" на пръти - "шлайф". Това е довършителна операция, която дава висока точност на обработка: размерът на надбавките за хонинговане не надвишава 0,1 - 0,2 mm. Пръчките най-често се правят от електрокорунд и зелен силициев карбид. Качеството на автомобилните цилиндри зависи от тази операция, защото най-малката грапавина веднага ще повлияе на здравето на „железния кон“.

Супер довършителни работи също се характеризира с много ниско отстраняване на материала, ви позволява напълно да се отървете от вълнообразността на повърхността, да премахнете дефектния метален слой, който се появява по време на предишни операции. След суперфиниша се образува повърхностен слой без структурни промени, което е изключително важно за части, работещи в условия на триене. Суперфиниширащите камъни са направени от същите материали като инструмента за хонинговане. Частите от бронз, месинг и други цветни метали се обработват на два етапа, като се сменят меките пръти с по-твърди. Използването на керамично свързани CBN инструменти дава стабилност на процеса на обработка.

Тъпане - процесът на почистване на повърхността на малките детайли и части от неравности, котлен камък, формовъчна пръст, корозия и за полиране. По този начин голям брой части могат да бъдат обработени едновременно и те могат да бъдат с различни размери и форми. При въртящите се барабани частите се отърват от всички видове дефекти, изброени по-горе. За полиране се използват перфорирани барабани, поставени във водни разтвори. Като абразиви се използват шлифовъчни колела или ротационни тела (конуси, призми, цилиндри), специално изработени от различни материали.

По-точна обработка се получава във вибрационни камери с абразивни пълнители. За разлика от барабаните, тънкостенните и крехки части се обработват тук без повреди. Вибрационно шлайфане за шлайфане на затворени и вътрешни повърхности.

Слотове. Разрез. Заточване

Изрязването и разделянето с отрязани колела е икономично и дава желания разрез, често без да се изисква допълнителна обработка. Отсечете парче метал с абразивно колело, въртящо се с висока скорост, най-лесният начин.

Заточването и отстраняването на грешки на режещите инструменти е за предпочитане на колела с бакелитова връзка, тъй като е по-трайно в две операции. Колелата от elbor правят заточване с най-високо качество, тъй като имат висока способност за рязане, равномерно износване и липса на изгаряне.

Полиране

Операцията може да бъде разделена на два етапа - предварително и огледално полиране. Един от начините за полиране е използването на колела и глави от филц и плат в комбинация с шлифовъчни пасти. Изборът на размера на песъчинките на пастата зависи от необходимото качество. За постигане на максимален блясък е необходимо последователно да се сменят пасти с различни размери на зърната, като се започне с по-груба, в процеса, като не се забравя да се сменят самите полиращи колела.

Части със сложна форма се обработват чрез течно полиране, когато течност се напръска върху повърхността на продукта под определен натиск и ъгъл. В зависимост от материала, който ще се обработва, се използват зърна, прахове или микропрахове от електрокорунд, силициев карбид или гранулиран кварцов пясък. Резултатът е матова повърхност без следи от обработка, изгаряне и микропукнатини, освен това процесът увеличава износоустойчивостта на материала.