Ваше сообщение успешно отправлено!

Оставить заявку

Заказать звонок

+7 (495) 132-63-50

Описание абразивов



Промышленность производит разнообразные шлифовальные материалы в зерне и порошках, которые отличаются строением материала, его прочностью, содержанием и характером примесей. В зависимости от решаемых задач применяются естественные (природные) и искусственные абразивы: электрокорунд, гранатовый песок, нержавеющая дробь, речной песок, карбонат кальция, стеклошарики.

Основным параметром абразивного материала является его твердость, которая количественно оценивается по десятибальной шкале Мооса. Абразивные материалы, имеющие твердость по шкале Мооса свыше 7, считаются материалами высокой твердости, 5...7 — средней твердости, менее 5 — низкой твердости.

Поскольку при гидроабразивной очистке суспензия циркулирует по замкнутому циклу, экономически оправдано использовать абразив высокой твердости, входящий в состав суспензии, обеспечивающий высокую производительность обработки при более длительной стойкости абразивного материала.

Твердость абразивных материалов, их строение и прочность объединяют обобщенной характеристикой работоспособности, которую называют абразивной способностью. Абразивная способность зерен, определяемая как величина суммарного съема материала до полной потери работоспособности абразивной частицы, во многом зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала и условий изнашивания.

Важным параметром, влияющим на стабильность технологических показателей струйной ГАО, является зернистость абразивного материала и процентное содержание различных фракций.

В соответствии с ГОСТ 3647—80 абразивные материалы, подразделяются на группы; каждой группе соответствуют свои номера зернистости.

Классификацию шлифзерен и шлифпорошков осуществляют ситовым методом, а микрошлифпорошков - гидроклассификацией.

Каждый номер зернистости характеризуется следующими фракциями: предельной, крупной основной, комплексной и мелкой. Комплексная фракция для шлифзерен и шлифпорошков, в свою очередь, состоит из трех фракций: крупной, основной и смежной; для микрошлифпорошков — из двух фракций: основной и смежной.

Определяющей характеристикой зернистости абразивного материала является его основная фракция.

Крупность основной фракции абразивного материала определяется размерами двух смежных сеток, через первую из которых все зерна основной фракции проходят и задерживаются на второй. За зернистость принимают номинальный размер стороны ячейки сетки в свету, на которой задерживается частица абразивного материала. Например, для шлифпорошка основной фракции 125...100 мкм зернистость равна 10. Номер зернистости микрошлифпорошков определяют по верхнему пределу зерен основной фракции.

Для каждого номера зернистости абразивного материала устанавливаются не только размерные параметры отдельных фракций, но и их содержание. Содержание основной фракции может быть различным. В зависимости от ее процентного отношения к номеру зернистости может добавляться буквенный индекс. При этом содержание отдельных фракций в абразивном материале изменяется в зависимости от его зернистости и способа классификации.

Оптимальными фракциями абразива при гидроабразивной очистке (обработке) считаются микрошлифпорошки 20-80мкм., абразивы 100-300мкм. Получаемая шероховатость Ra 3,5- Ra 0,2.

В процессе струйной ГАО большое значение имеет масса абразивных зерен, находящихся в объеме суспензии. Этот показатель зависит не только от физико-механических свойств абразивного материала, но и от размеров абразивных зерен (зернистости). С уменьшением размеров абразивных зерен изменяется насыпная масса.

При струйной ГАО большое значение имеют не только физико-механические свойства абразивного материала, но и форма абразивных зерен, а также состояние их режущих кромок. Основными геомерическими параметрами, определяющими режущие способности абразивного зерна, являются форма зерен, число вершин (режущих кромок) зерна, углы при вершинах и радиусы скругления вершин.        Работоспособность, абразивного зерна во многом определяется его формой. Зёрна игольчатые, пластинчатые быстро разрушаются, так как имеют недостаточную прочность. Зерна неправильной формы, обычно являющиеся соединениями двух и более зерен, также имеют малую прочность и быстро разрушаются при работе. Наиболее оптимальны зерна формы типа октаэдр, кубическая.


Электрокорунд

Искусственный абразивный материал, состоящий из корунда (содержит 92...95 % кристаллической окиси алюминия Аl2Оз) получаемый в электрических печах из высокоглиноземного сырья. Зерна электрокорунда обладают высокой прочностью и острыми кромками. Удельный вес 4 г/см3. Модуль упругости 7,6.1011Н/м2, твердость 9ед. по шкале Мооса. Электрокорунд безопасен для здоровья. При его применении нет опасности заболевания силикозом. Не действует концерогенно и токсично. 


Гранатовый песок

Является твердым и тяжелым абразивом с удельным весом  4,1 - 4,3 г/см³., твердость 7,5ед. по шкале Мооса. Твердость абразивного граната связана с кристаллическим строением и обеспечивает высокое сопротивление к разрушению. Благодаря этой способности гранатовый абразив является очень устойчивым к разрушению. Таким образом, получается высокая производительность очистки с шероховатостью в зависимости от размера зерна и других необходимых параметров гидроабразивной струи. Гранатовый песок – естественный абразивный материал, состоящий в основном из альмандина красного цвета. Это самая твердая и одна из самых распространенных разновидностей гранатов, обычно встречается в виде изометричных кристаллов. Из-за высокого сопротивления к разрушению (прочности), гранатный песок все более и более востребован, с одной стороны, как многократное не металлическое абразивное вещество для шлифовки, и с другой стороны как продукт для гидроабразивной резки различного рода материалов под высоким давлением. Гранатовый песок безопасен для здоровья человека. Его использование не связано с опасностью заболевания силикозом. Песок не является канцерогенным и не токсичен. Это химически неактивный, гомогенный, неметаллический природный минерал, который не загрязняет ни окружающую среду, ни рабочее место.

Стеклянные микрошарики

Микропорошок с гранулами шарообразной формы, белого цвета, удельным весом 2,4 – 2,6 г/см³, твердость 5ед. по шкале Мооса, производятся по плазменной технологии из стекла. Применяются для финишной отделки (сатинирования) нержавеющей стали, алюминиевых сплавов.

Абразивные  частицы в процессе ударного взаимодействия с обрабатываемой поверхностью изнашиваются, их рабочие грани скругляются, что   приводит   с   течением   времени   к   снижению   общей   абразивной способности, к тому же если раздробленные частицы абразивного материала длительное время не удалять из суспензии, то эффективность струйной гидроабразивной обработки снижается.

Хотя разрушение абразивных частиц  при струйной гидроабразивной обработке протекает в десятки раз медленнее, чем при пескоструйной обработке, что объясняется демпфирующим действием рабочей жидкости, срок службы суспензии имеет определенные пределы. Суспензию эксплуатируют до тех пор, пока в отстоявшейся пробе разрушенные абразивные частицы не превысят 10 %  общего объема суспензии, в противном случае суспензию заменяют, либо изготавливают установки с непрерывной очисткой годного абразива от шлама.

При сухой струйной абразивной обработке на поверхности остаются абразивные частицы, которые острыми гранями внедряются в ее поверхностный слой и задерживаются в нем (шаржируются). Это явление в большей степени проявляется при повышенной пластичности обрабатываемых материалов и больших скоростях движения абразивной смеси, что вызывает повышенный износ обработанных таким способом деталей при их эксплуатации. Кроме того на обработанной поверхности остается абразивная пыль негативно влияющая на дальнейшее покрытие.

В случае гидроабразивной очистки шаржируемости абразивных частиц в обрабатываемую поверхность не наблюдается, образование пыли не происходит, приповерхностные слои не испорчены, наклеп и соответственно коробление тонкостенных деталей, существенно меньше, чем при сухом способе, адгезия с покрытием увеличивается в разы, качество очищенной поверхности соответствует степени Sa3.




В зависимости от особенностей содержания оксида алюминия и технологии изготовления различают следующие разновидности электрокорунда. 

Нормальный

марки: 16А, 15А, 14А, 13А, содержащий 93—96 % Al2O3 и выплавляемый восстановительной плавкой из бокситов.

Благодаря высокому содержанию оксидов алюминия и незначительным числом примесей в корунде, его кристаллы крупнее. Имеет повышенную вязкость, поэтому используется при изготовлении абразивного инструмента для шлифования вязких материалов с большим сопротивлением разрыву, для абразивной обработки с переменными нагрузками, а также для тяжелых обдирочных работ и для пескоструйного шлифования.

В зависимости от количества и состава примесей изменяется цвет электрокорунда (от светлого до темно-коричневого цвета). Размеры кристаллов выплавляемого корунда составляют 0,6—0,8 мм. Например, для изготовления обдирочных кругов используют нормальный поликристаллический электрокорунд с размерами кристаллов примерно 50 мкм.

Белый

Белый электрокорунд — марки: 25А, 24А, 23А, с содержанием Al2O3 не более 99 %.

Получают из глинозема, абразива высшего сорта (25А), он обладает высокой твердостью, прочностью, термостойкостью, высокой хрупкостью и высокой режущей способностью, он имеет незначительное число примесей и более однороден по составу. Он больше подходит для шлифшкурки и прочих изделий с абразивным покрытием, для изготовления инструмента, который применяется для обработки закаленных твердых сталей, также применяется для пескоструйного шлифования.

Так как это абразивный материал, такие его свойства, как прочность, твердость, хрупкость и термостойкость, могут регулироваться в процессе его получения. Введением в расплав различных химических элементов, образующих с ним твердые растворы, получают абразивные материалы с заданными свойствами, например, хромистый, титанистый электрокорунд и др.

Хромистый (розовый)

Хромистый электрокорунд получают при введении оксида хрома в расплав глинозема. Имеет окраску рубина. Интенсивность окраски зависит от количества оксида хрома, растворенного в корунде. При введении оксида хрома до 2 % повышается абразивная способность зерна хромистого электрокорунда и его механическая прочность.

Титанистый

Титанистый электрокорунд выплавляют из глинозема с полуторным оксидом титана Ti2O3. Окраска титанистого электрокорунда имеет серо-синий оттенок. Наличие твердого раствора титана в корунде значительно повышает абразивную способность зерна по сравнению с зерном белого электрокорунда. Инструмент из него используют для шлифования с высокими нагрузками закаленных сталей.

Хромотитанистый

Хромотитанистый электрокорунд (марки: 95А, 94А) производят плавкой в электрической дуговой печи глинозема с добавлением легирующих компонентов (оксидов хрома и титана).

Легирование двумя компонентами дает возможность улучшить абразивные свойства материала. Шлифовальные материалы из хромотитанистого электрокорунда благодаря своим высоким абразивным свойствам и механической прочностью вытеснили на ряде ответственных операций абразивной обработки шлифовальные материалы из хромистого электрокорунда, который, в настоящее время не производится. Область применения — производство абразивного инструмента, шлифовальные шкурки, обработка свободными абразивными зернами.

Циркониевый

Циркониевый электрокорунд (марка: 38А) представляет собой разновидность электрокорунда, получаемого при плавке в электрической дуговой печи шихты, в состав которой входит сырье, содержащее глинозем и оксид циркония. Плотность циркониевого электрокорунда 4,05—4,15 г/см³, микротвердость 22,6—23,5 ГПа.

Монокорунд

Монокорунд — искусственный абразивный материал, разновидность электрокорунда с содержанием в зерне 97—98 % Al2O3.

Монокорунд состоит из плоскогранных изометричных зерен монокристаллического корунда с небольшим содержанием примесей (2—3 %). Монокорунд выплавляют из боксита с сернистым железом и восстановителем с последующим выделением монокристаллического корунда. Абразивные инструменты из монокорунда используются для шлифования труднообрабатываемых жаропрочных, конструкционных и кислотоупорных легированных сталей и сплавов.

Таблица:

Рисунок1.jpg

 Средний размер зерна, МКМ  Япония,
ЛS R6001-87
МЕШ 
США,
ANSI B74-12, B74-10
 Германия,
FEPA 32GB, 33GB
 Россия,
ГОСТ 9206-81 (алмазы)
 Россия,
ГОСТ 3647-80
 Назначение  Популярные марки импортных заточных брусков
     2500-2000              
     2000-1600              
     1600-1250              
     1250-1000              
     1000-800              
     800-630              
     630-500              
     500-400              
     400-315              
 315-250              
 250-200              
 200-160              
 160-125              
 125-100              
 100-80              
 80-63              
 63-50              
 50-40              
 40-28              
 28-20              
 20-14              
 14-10              
 10-7              
 7-5              
 5-3              
 менее 1