Производство абразивных материалов
На сегодняшний день абразивные материалы являются настолько востребованными, их используют практически во всех сферах деятельности начиная от строительной и заканчивая производственными. Абразивными материалами являются отрезные круги, всевозможный материал для ошкуривания и многое другое, и в этой статье речь пойдет о производстве абразивных материалов.
По сути абразивы представляют собой достаточно мелкие, твердые, острые крупицы, которые используются как отдельно в несвязанном виде, так и в связанном виде для обработки механическим образом. Конкретно абразивный материал используется для таких функций как придание формы, обдирка, шлифовка поверхности, а так же ее полировка разнообразных материалов и изделий из них. Также бывают как естественными, так и изготовленные искусственным образом.
Оборудование для производства абразивных материалов
Основной функцией абразива является снятие с обрабатываемой поверхности небольшой части материала.
Производство абразивных материалов в России поставлено на широкую ногу, они требуются повсеместно, поэтому многие предприятия оснащены специальным оборудованием и линиями для производства такого типа материалов. Основным оборудованием для производства абразивов является мельничное оборудование, или специальные дробилки, которые соответственно дробят материал для последующего использования для изготовления специального изделия.
Однако не все типы абразивов поддаются воздействию в подобном оборудовании. Например, предварительная обработка алмазного сырья производится посредством устройств, которые раскалывают алмазы, а такими устройствами являются специальные станки, выполненные по другим конструктивным параметрам. Обработка алмазного абразива во время изготовления инструментария однокристального типа, производится на специальных станках, предназначенных для граночных работ, в данном оборудовании установлен диск из высоколегированного чугуна, который шаржирован порошком из алмазной крошки. То есть алмаз режет алмаз.
Технология производства абразивных материалов
Поскольку абразивный материал, а точнее сама крошка должны быть каким-то образом скреплены между собой, для достижения однородной поверхности, то существует специальная линия, для производства абразивных материалов.
Изготовление смеси на вулканитовой основе производится на смесительных и прокатных вальцах. Формирование самого абразивного инструмента на основе керамического и бакелитового типа производится на прессах механического и гидравлического принципа действия и на агрегатах для формовки. Данные агрегаты имеют все самые важные средства для дозировки и укладки смеси для формовки, а также для снятия готового круга или его части и его последующей выкладке на вагонетку. После снятия изделия его отправляют в специальную сушильную камеру, или так называемый бакелизатор, где заготовка так скажем «дозревает».
Абразивный материал на основе керамической связки после просушивания подвергается обжигу в туннельных печах длиной до ста метров или в печах щелевого типа. Другие абразивные материалы просушиваются и подвергаются термической обработке в печах камерного типа. Алмазные и эльборные абразивы и материалы из них, термически обрабатываются в бакелизаторах камерного либо щелевого типа или в печах.
Производство абразивного инструмента — Применение абразивных и огнеупорных материалов
1.Инструменты на керамической связке
Их получают при смешивании талька, борного стекла, полевого шпата, глины и других минеральных материалов. Материал после прохождения смесительной машины пропускают через определенные сетки разрыхлительных машин, устраняя тем самым посторонние частицы и комки. Только после этого масса переходит к созданным на базе механических или же гидравлических формовочным агрегатам.
Заготовки кругов, пройдя этапы дозировки, укладки и прессования, подаются в сушильные камеры на металлических плитах. После сушки, которая осуществляется при температуре 100°C, заготовки кругов перемещают на огнеупорные плиты, для прохождения финишной термообработки при температуре t=1220-1280°С.
Термообработка происходит в туннельных печах.
После прохождения обжига почти все круги механически обрабатывают, особое внимание уделяя наружному диаметру, торцевым поверхностям и отверстию. Затем готовые изделия проходят тщательный контроль на соответствие нормативно-технической документации.
При изготовлении инструментов на керамической связке используют электрокорунд белый марки 25А.
2. Инструменты на бакелитовой связке
Бекелитовую связку получают из смеси бекелита (фенолформальдегидная смола в жидком виде), пульвербакелита (фенолформальдегидная смола в порошкообразном виде) и наполнителей – гипс, криолит, антимонит, пирит и другие.
Абразивная масса производится из тщательно подобранных по рецептуре вышеупомянутых веществ в смесительных машинах. Затем массу пропускают через сита протирочной машины.
Смесь прессуют формовочными агрегатами на базе гидравлических прессов. Бекелизация (термообработка) кругов проходит в туннельных или камерных печах, имеющих также название «бекелизаторы».
Термообработка осуществляется при температуре 180-00°С и длится от 6 до 36 часов.
После завершения термообработки и последующего охлаждения готового изделия, абразивные круги проходят проверку на соответствие нормативно-технической документации.
Инструменты на бекелитовых связках производят из нормального электрокорунда марки 14А.
3. Инструменты на вулканитовой связке
Вулканитовые связки получают из синтетических каучуков. Абразивная масса и связки производятся на смесительных машинах и вальцах, идентичных тем, которые применяют в резиновой промышленности.
Формование кругов производится 2 способами:
1. Прокаткой смеси на вальцах и последующей штамповкой.
2. Прессованием абразивных кругов в пресс-формах из порошкообразной массы.
Заготовки кругов проходят термообработку (вулканизацию) от 6 до 16 часов в туннельных или камерных вулканизаторах. Конечная температура колеблется в диапазоне 160-180°С.
Затем круги механически обрабатываются и подвергаются тщательной проверке на соответствие нормативно-технической документации.
Для изготовления инструментов на вулканитовой связке применяют электрокорунд нормальный марки 14А.
4.Инструменты на глифталевой связке
Глифталевую связку получают, благодаря взаимодействию флалевого аггидрида (в порошкообразном виде) с глицерином и с добавлением жидкого бекелита, который выступает в роли увлажнителя.
Технология производства инструмента на глифталевой связке идентична технологии производства инструмента на бакелитовой связке.
Для их изготовления используется нормальный электрокорунд марки 14А.
5.Поропластовые инструменты (на основе вспененного поливинилформаля)
Инструменты изготавливают путём механического вспенивания абразивного зерна, водного раствора поливинилового спирта, формалина, кислого катализатора и других вспенивающих добавок и агентов. Затем вспененную массу разливают по формам.
Смесь термически обрабатывают от 5 до 8 часов при температуре 50-80°С. Затвердевшие изделия отмывают и сушат до приобретения постоянного веса.
Только после этого заготовки подвергают механической обработке и резке.
6. Шлифовальная шкурка
Шлифовальную шкурку изготавливают из шлифзерна, микропорошков и порошков на бумажной или тканевой основе.
Неводостойкая шлифовальная шкурка изготавливается с применением в качестве клеящего вещества мездрового клея; водостойкая — с применением синтетических смол и лаков. Рулон аппретированной ткани устанавливают в размоточное устройство, затем на ее рабочую сторону наносят клеевой слой. Затем на проклеенную основу наносят шлифующий материал. Это происходит в электростатической или гравитационной машине.
Ткань с покрытием из абразивного материала подсушивают в специальной сушильной машине, называемой «гирляндный сушил». После этого наносится закрепляющий слой клея. Финишная сушка шкурки проходит в другом гирляндном сушиле. Температура сушки для неводостойкой шкурки — 30-40°С, а для водостойкой — 90-130°С. Затем полотно подается на намоточный станок, где она и получает свои стандартные размеры.
Контроль качества шлифшкурки и ее соответствие нормативно-технической документации производят в процессе ее изготовления.
Для покрытия шлифовальной шкурки применяется белый электрокорунд марки 24А.
7. Фибровые диски
Фибролитовые круги вырубают из фибролитовой основы с абразивным покрытием. Технология производства этой ленты схожа с технологией изготовления шлифовальной шкурки. Отличительная особенность состоит в том, что вторая сушка не является финишной. После ее прохождения из ленты вырубают фибровые диски, и только потом уже производится окончательная сушка.
Для их изготовления используется циркониевый электрокорунд марки 38А.
абразив | материал | Британика
Угловая шлифовальная машина
См. все материалы
- Похожие темы:
- Кнуп твердость сопротивление истиранию заточка притирочный абразив наждачная бумага
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
абразив , острый, твердый материал, используемый для стирания поверхности более мягких и менее прочных материалов.
В этот термин входят как натуральные, так и синтетические вещества, начиная от относительно мягких частиц, используемых в бытовых чистящих средствах и ювелирных полиролях, и заканчивая самым твердым из известных материалов — алмазом. Абразивы незаменимы в производстве почти каждого продукта, производимого сегодня.
Абразивы используются в виде шлифовальных кругов, наждачной бумаги, шлифовальных брусков, полиролей, отрезных кругов, галтовочных и вибрационных средств для отделки масс, пескоструйной обработки, пульповых камней, шаровых мельниц и других инструментов и изделий. Только с помощью абразивов промышленность способна производить высокоточные детали и сверхгладкие поверхности, необходимые при производстве автомобилей, самолетов и космических аппаратов, механических и электрических приборов, станков.
В этой статье рассматриваются основные материалы, используемые в абразивах, свойства этих материалов и их переработка в промышленные продукты. Большинство абразивных изделий изготавливается из керамики, в состав которой входят одни из самых твердых известных материалов.
Происхождение твердости (и других свойств) керамических материалов описано в статье Состав и свойства керамики.
История
Использование абразивов восходит к трению человеком одного твердого камня о другой для придания формы оружию или инструменту. В Библии упоминается камень под названием shamir , который, скорее всего, был наждаком, природным абразивом, используемым до сих пор. Древние египетские рисунки показывают, что абразивы использовались для полировки ювелирных изделий и ваз. Статуя скифского раба под названием «Точильщик» в галерее Уффици во Флоренции изображает природный точильный камень неправильной формы, используемый для точения ножей.
Викторина «Британника»
Строительные блоки предметов повседневного обихода
Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.
Песок и кусочки гибкой шкуры были наждачной бумагой раннего человека.
Позже мастера попытались прикрепить абразивные зерна к гибким подложкам с помощью грубых клеев. Китайский документ 13-го века описывает использование натуральных камедей для прикрепления кусочков морской раковины к пергаменту. Примерно два столетия спустя швейцарцы начали наносить дробленое стекло на бумажную основу.
Ранним абразивам из песка и стекла не хватало остроты, и к 19 веку ранние абразивные продукты, такие как природный песчаник, из которого был сформирован «шлифовальный круг», больше не удовлетворяли потребности развивающейся промышленности. В 1873 году Свен Пулсон, работавший в компании Norton and Hancock Pottery Company, Вустер, штат Массачусетс, США, выиграл кувшин пива, поспорив, что сможет сделать шлифовальный круг, смешав наждак с гончарной глиной и обжигая их в печи. Пулсону это удалось с третьей попытки; этот инцидент положил конец неудовлетворительным продуктам на клеевой и силикатной связке и рождению шлифовального круга на керамической основе.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас
Незадолго до начала 20-го века, когда естественные абразивы, наждак, корунд и гранат, не удовлетворяли потребности промышленности, американский изобретатель Эдвард Г. Ачесон открыл способ получения карбида кремния в электрических печах, а ученые из Университета Ампера Электрохимическая компания в Ампере, штат Нью-Джерси, США, разработала глинозем. В 1955 году компании General Electric удалось получить синтетические алмазы. Как и другие искусственные абразивы, синтетический алмаз во многих случаях превосходит натуральный продукт, который использовался в шлифовальных кругах с 19 века.30.
Когда-то абразивы использовались только тогда, когда требовалась точная точность размеров и гладкие поверхности, но они стали широко применяемым промышленным инструментом. Роль шлифовальных кругов с более высокими скоростями, более мощные шлифовальные машины и улучшенные абразивы неуклонно возрастали.
Абразивные материалы: их состав и свойства
Материалы, используемые для изготовления абразивов, можно разделить на натуральные или синтетические.
Природные абразивы включают алмаз, корунд и наждак; они встречаются в природных месторождениях и могут быть добыты и переработаны для использования с небольшими изменениями. Синтетические абразивы, с другой стороны, являются продуктом значительной обработки сырья или химических прекурсоров; они включают карбид кремния, синтетический алмаз и оксид алюминия (синтетическая форма корунда). Большинство природных абразивов были заменены синтетическими материалами, потому что почти все промышленные применения требуют стабильных свойств. За исключением природного алмаза, большинство природных абразивов слишком изменчивы по своим свойствам.
Одним из наиболее важных свойств, необходимых для абразивного материала, является твердость. Проще говоря, абразив должен быть тверже материала, который необходимо шлифовать, полировать или удалять. Твердость различных абразивных материалов может быть измерена по ряду шкал, включая тест на твердость по Моосу, тест на твердость по Кнупу и тест на твердость по Виккерсу.
Характеристики вязкости или прочности тела также важны для абразивной функции. В идеале одна абразивная частица перетачивается за счет разрушения ее тупой режущей или рабочей кромки, что обнажает другую режущую кромку внутри той же частицы. В синтетических абразивах можно достичь некоторой степени контроля над этим свойством, изменяя форму зерна во время операции дробления или калибровки, изменяя чистоту абразива, добавляя абразивы в сплавы и контролируя кристаллическую структуру внутри абразивных зерен. Таким образом, абразивы могут быть разработаны для удовлетворения рабочих условий, встречающихся в различных областях применения.
Взаимодействие между абразивом и измельчаемым материалом не позволяет использовать один абразив в качестве универсальной среды. Например, при использовании карбида кремния на стали или глинозема на стекле происходит некоторая реакция, которую еще предстоит четко определить, но которая приводит к быстрому затуплению и неэффективному абразивному действию. Сопротивление истиранию — название, данное этому третьему, очень важному свойству.
В таблице перечислены известные природные и синтетические абразивные материалы. В таблице приведены ссылки на дополнительную информацию о материалах и шкалах твердости.
| абразивные материалы | твердость | |||
|---|---|---|---|---|
| шкала Мооса | шкала Виккерса | Шкала Кнупа | ||
| природные абразивы | промышленный алмаз | 10 | 10 000 | 8000 |
| корунд | 9 | 2200 | 1600–2100 | |
| Эмери | 7–9 | 1600 | 800–1800 | |
| гранат | 7–8 | 1100–1300 | 1300–1350 | |
| кремень | 7 | 900–1100 | 700–800 | |
| кварц | 7 | 1100 | 700–800 | |
| пемза | 5–6 | — | 430–560 | |
| тальк | 1 | — | — | |
| синтетические абразивы | синтетический алмаз | 10 | 10 000 | 8 000–10 000 |
| нитрид бора (куб. ) | 10 | 7 300–10 000 | 4700–10 000 | |
| карбид бора | 9–10 | 3300–4300 | 2 200–5 100 | |
| Карбид кремния | 9 | 2800–3300 | 2000–3700 | |
| глинозем | 9 | 2200 | 2000–2600 | |
абразив | материал | Британика
Угловая шлифовальная машина
См. все материалы
- Похожие темы:
- Кнуп твердость сопротивление истиранию заточка притирочный абразив наждачная бумага
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
абразив , острый, твердый материал, используемый для стирания поверхности более мягких и менее прочных материалов. В этот термин входят как натуральные, так и синтетические вещества, начиная от относительно мягких частиц, используемых в бытовых чистящих средствах и ювелирных полиролях, и заканчивая самым твердым из известных материалов — алмазом. Абразивы незаменимы в производстве почти каждого продукта, производимого сегодня.
Абразивы используются в виде шлифовальных кругов, наждачной бумаги, шлифовальных брусков, полиролей, отрезных кругов, галтовочных и вибрационных средств для отделки масс, пескоструйной обработки, пульповых камней, шаровых мельниц и других инструментов и изделий. Только с помощью абразивов промышленность способна производить высокоточные детали и сверхгладкие поверхности, необходимые при производстве автомобилей, самолетов и космических аппаратов, механических и электрических приборов, станков.
В этой статье рассматриваются основные материалы, используемые в абразивах, свойства этих материалов и их переработка в промышленные продукты. Большинство абразивных изделий изготавливается из керамики, в состав которой входят одни из самых твердых известных материалов. Происхождение твердости (и других свойств) керамических материалов описано в статье Состав и свойства керамики.
История
Использование абразивов восходит к трению человеком одного твердого камня о другой для придания формы оружию или инструменту. В Библии упоминается камень под названием shamir , который, скорее всего, был наждаком, природным абразивом, используемым до сих пор. Древние египетские рисунки показывают, что абразивы использовались для полировки ювелирных изделий и ваз. Статуя скифского раба под названием «Точильщик» в галерее Уффици во Флоренции изображает природный точильный камень неправильной формы, используемый для точения ножей.
Викторина «Британника»
Строительные блоки предметов повседневного обихода
Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.
Песок и кусочки гибкой шкуры были наждачной бумагой раннего человека. Позже мастера попытались прикрепить абразивные зерна к гибким подложкам с помощью грубых клеев. Китайский документ 13-го века описывает использование натуральных камедей для прикрепления кусочков морской раковины к пергаменту. Примерно два столетия спустя швейцарцы начали наносить дробленое стекло на бумажную основу.
Ранним абразивам из песка и стекла не хватало остроты, и к 19 веку ранние абразивные продукты, такие как природный песчаник, из которого был сформирован «шлифовальный круг», больше не удовлетворяли потребности развивающейся промышленности. В 1873 году Свен Пулсон, работавший в компании Norton and Hancock Pottery Company, Вустер, штат Массачусетс, США, выиграл кувшин пива, поспорив, что сможет сделать шлифовальный круг, смешав наждак с гончарной глиной и обжигая их в печи. Пулсону это удалось с третьей попытки; этот инцидент положил конец неудовлетворительным продуктам на клеевой и силикатной связке и рождению шлифовального круга на керамической основе.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Незадолго до начала 20-го века, когда естественные абразивы, наждак, корунд и гранат, не удовлетворяли потребности промышленности, американский изобретатель Эдвард Г. Ачесон открыл способ получения карбида кремния в электрических печах, а ученые из Университета Ампера Электрохимическая компания в Ампере, штат Нью-Джерси, США, разработала глинозем. В 1955 году компании General Electric удалось получить синтетические алмазы. Как и другие искусственные абразивы, синтетический алмаз во многих случаях превосходит натуральный продукт, который использовался в шлифовальных кругах с 19 века. 30.
Когда-то абразивы использовались только тогда, когда требовалась точная точность размеров и гладкие поверхности, но они стали широко применяемым промышленным инструментом. Роль шлифовальных кругов с более высокими скоростями, более мощные шлифовальные машины и улучшенные абразивы неуклонно возрастали.
Абразивные материалы: их состав и свойства
Материалы, используемые для изготовления абразивов, можно разделить на натуральные или синтетические. Природные абразивы включают алмаз, корунд и наждак; они встречаются в природных месторождениях и могут быть добыты и переработаны для использования с небольшими изменениями. Синтетические абразивы, с другой стороны, являются продуктом значительной обработки сырья или химических прекурсоров; они включают карбид кремния, синтетический алмаз и оксид алюминия (синтетическая форма корунда). Большинство природных абразивов были заменены синтетическими материалами, потому что почти все промышленные применения требуют стабильных свойств. За исключением природного алмаза, большинство природных абразивов слишком изменчивы по своим свойствам.
Одним из наиболее важных свойств, необходимых для абразивного материала, является твердость. Проще говоря, абразив должен быть тверже материала, который необходимо шлифовать, полировать или удалять. Твердость различных абразивных материалов может быть измерена по ряду шкал, включая тест на твердость по Моосу, тест на твердость по Кнупу и тест на твердость по Виккерсу. Шкала Мооса, впервые описанная в 1812 году, измеряет устойчивость к вдавливанию, судя по тому, какой материал царапает другой. Эта шкала, присваивающая номера природным минералам, получила широкое признание и используется минералогами. В тестах на твердость по Кнупу и Виккерсу используются устройства для вдавливания алмазов в форме пирамиды, и они измеряют вдавливание, сделанное алмазами в заданном испытуемом материале. Тест Виккерса был разработан в первую очередь для металлов. Однако с помощью теста Кнупа можно измерить твердость чрезвычайно хрупких материалов, включая стекло и даже алмазы, не повреждая ни индентор, ни испытуемый образец.
Характеристики вязкости или прочности тела также важны для абразивной функции. В идеале одна абразивная частица перетачивается за счет разрушения ее тупой режущей или рабочей кромки, что обнажает другую режущую кромку внутри той же частицы. В синтетических абразивах можно достичь некоторой степени контроля над этим свойством, изменяя форму зерна во время операции дробления или калибровки, изменяя чистоту абразива, добавляя абразивы в сплавы и контролируя кристаллическую структуру внутри абразивных зерен. Таким образом, абразивы могут быть разработаны для удовлетворения рабочих условий, встречающихся в различных областях применения.
Взаимодействие между абразивом и измельчаемым материалом не позволяет использовать один абразив в качестве универсальной среды. Например, при использовании карбида кремния на стали или глинозема на стекле происходит некоторая реакция, которую еще предстоит четко определить, но которая приводит к быстрому затуплению и неэффективному абразивному действию. Сопротивление истиранию — название, данное этому третьему, очень важному свойству.
В таблице перечислены известные природные и синтетические абразивные материалы. В таблице приведены ссылки на дополнительную информацию о материалах и шкалах твердости.