Абразивные материалы: свойства, разновидности и применение в промышленности

Любые мероприятия, связанные со строительством, предполагают использование широкого числа инструментов, материалов. В частности, для проведения работ по обработке объектов, например, шлифовании, задействуются специальные абразивные материалы. Последние представляют собой элементы, которые широко используются для:

шлифования;
заточки;
полировки.

Вышеупомянутые мероприятия – не финальный список. Также абразивные материалы применяются и для других механических процессов, предназначенных для взаимодействия с поверхностями.

Примечательными особенностями абразивного процесса является воздействие на обрабатываемую поверхность множественными микрочастицами. В совокупности они шаг за шагом снимают слой, делают поверхность гладкой и наиболее подходящей для дальнейшего проведения строительных работ.

В этой статье мы расскажем, что представляют собой абразивные материалы, покажем виды и типы, а также классификации абразивных материалов.

Что такое абразивные материалы

Абразивы

— это материалы, отличающиеся твердостью, превосходящей прочие типы материалов (даже металлы). Это твердые мелкие частицы, применяемые в свободном либо связанном виде (например, в виде какой-либо формы, зафиксированные на поверхности и пр.).

Абразивы предназначены для механической обработки различных материалов, снимания с них тончайшего слоя острыми выступами своих частиц. По сути, абразивными свойствами располагает любая твердая структура по отношению к менее твердой. Однако в промышленных масштабах используются лишь конкретные виды абразивных материалов.

Абразивная обработка материалов

Из абразивов изготавливаются специальные абразивные инструменты. У них, в отличие от лезвийных (металлических), нет сплошной кромки реза. Данную функцию выполняет цельная зернистая структура, резцом в ней является каждое из зерен. Эти абразивные частицы скреплены друг с другом связующим веществом или же объединены в какое-то изделие (это может быть круг, камень, шлифовальная шкурка, щетка), совокупно воздействуют на рабочую поверхность своими режущими краями, снимая ими тончайшую стружку (данный слой может составлять всего несколько микрон).

Абразивные материалы востребованы для разных типов обработки:

шлифование – бывает круглое, плоское, кругами, лентой, а также бывает предварительное и чистовое;
притирка;
гидроабразивная обработка;
ультразвуковая;
пескоструйная;
полирование (бывает предварительное, зеркальное);
хонингование (это отделочная обработка внутренних цилиндрических деталей, например автомобильных цилиндров);
суперфиниширование (предполагает минимальный съем материала);
галтовка (это очистка мелких деталей от окалины, коррозии, заусенцев и пр.);
прорезка, отрезка;
заточка.

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы отличаются по разным параметрам. Так, они классифицируются по твердости (бывают мягкие, твердые, сверхтвердые), своему химическому составу, размеру зерна (могут быть крупные, средние, тонкие, особо тонкие).

По своему происхождению выделяют абразивы трех типов.

1. Природного (или естественного) происхождения. Это песок, гранат, цирконий и пр.

2. Искусственного (или синтетического, производственного) происхождения. Данные материалы изготавливаются специально для абразивной обработки. Наиболее распространенными являются искусственный алмаз, карбид кремния, бора, электрокорунд, кубический нитрит бора.

3. Абразивы из побочных продуктов производства: с/х остатки, шлаки от выплавки металлов (например, никельшлак), от работы электростанционных котельных. Данные материалы доступны, имеют разнообразные размеры частиц, низкую стоимость.

Естественные абразивные материалы

Рассмотрим некоторые из природных абразивов.

Алмаз является наиболее твердым из природных материалов, состоящим из чистого углерода. В природе он встречается, как правило, в виде россыпи кристаллов. Алмазы бывают ювелирные и технические (именно они применяются в качестве абразивов).

Гранат

— это минерал, состоящий из алюмосиликатов извести, магнезии и других примесей. Он может быть окрашен в разные цвета, за исключением синего. Используется в измельченном виде: частицы наносятся на шкурки для шлифования.

Корунд

состоит из кристаллической окиси алюминия с примесями, отличается окраской от синеватой до коричневой. При этом твердость материала снижается с повышением содержания в нем окиси железа.

Наждак

— смесь корундовых зерен с магнезитом и прочими минералами.

Кварц

представляет собой оксид кремния кристаллической формы. Разновидностью кварца является кремень: он состоит их кремнезема, в природе встречается в виде массивных горных пород.

Пемза

— это пористая структура вулканического происхождения, состоит из кремнезема и глинозема.

Мел

— карбонат кальция, с помощью которого возможны тонкие виды обработки (полирование, притирка).

Искусственные абразивы

Впервые искусственный абразив карборунд синтезировал в 1891 г. ученый-изобретатель Эдвард Ачесон (США). Сегодня же абразивов производственного происхождения очень много, они применяются шире, чем природные. Рассмотрим особенности самых распространенных из них.

Электрокорунд получают посредством восстановительной плавки из боксита в электропечах. Цвет абразива варьируется от серого до красно-бурого. Из материала производят жесткий абразивный инструмент.

Карбид кремния получается с помощью восстановления кремниевой кислоты углеродом. Материал обладает повышенной хрупкостью, применяется в порошковом виде либо как инструмент для обработки стекла, фарфора и прочих хрупких структур.

Карбид бора

— наиболее твердый синтетический абразив, используется как паста для шлифовки очень твердых поверхностей.

Средство из меломана

Еще одним относительно новым абразивным моющим средством являются средства из меламина.

Для эффективного удаления большинства пятен «ластикам» из меламиновой пены требуется только вода. Самое главное, никаких химикатов или мыла не требуется. Единственный недостаток заключается в том, что меламиновые ластики быстро изнашиваются. Аналогичным образом, как и ластики для карандашей.

Для уточнения, в процессе производства меламиновая смола превращается в пену. В результате ее микроструктура становится очень твердой, как стекло. И поэтому она воздействует на пятна, как сверхтонкая наждачная бумага.

Открытая микроструктура меламиновой пены с полостями является его второй сильной стороной. Прежде всего, она способна соскрести пятна с помощью своих чрезвычайно твердых микроволокон.

Абразивные жидкости

Процент содержания твердых частиц в разных абразивных продуктах может значительно различаться. Иногда они включаются в жидкую среду — в этом случае речь идет об абразивной жидкости. Примерами являются чистящие жидкие средства (средства бытовой химии), краски с содержанием кварцевого песка, песочные суспензии, каустизационный шлам, продукты пищевого производства (сахарные суспензии, шоколадные пасты с кусочками орехов), косметологии (скрабы, абразивные зубные пасты) и пр. Конечно, не все они применяются для обработки поверхностей. Тем не менее данные среды обладают абразивными свойствами, что нужно учитывать при подборе оборудования, которое с ними работает.

Подробнее про перекачку абразивных жидкостей

можно почитать тут:
https://www.arkronix.ru/fluid-types/abrazivnye-zhidkosti/

Жидкие очистители

Жидкие очистители представляют собой пасту или суспензию твердых абразивных частиц в загустевшей жидкой матрице. Кроме того, они содержат больше поверхностно-активного вещества и более мягкие абразивы, чем некоторые порошковообразные средства. В результате их абразивное действие обычно более деликатное, чем у порошков.

Свойства абразивных материалов

Абразивы имеют ряд важных характеристик, или свойств. Так, важным их параметром является твердость. Ее определяют сопротивлением материала, поверхность которого подвергается шлифованию. Так, самым твердым абразивным материалом по шкале Мооса (она названа в честь немецкого ученого-минеролога) в является алмаз (10 баллов), карбид бора имеет соответственно 9,5 балла, корунд, карбид кремния и электрокорунд — 9, кварц — 8, гипс — 2, тальк — 1 балл.

Другие свойства абразивов — это прочность, хрупкость, зернистость (это размер и форма шлифовального зерна). Так, форма зерен может быть изометрической (у них высота, ширина, толщина примерно одинаковы), мечевидной, пластинчатой — этот показатель зависит от природы абразивного материала и степени измельчения изначального зерна.

Абразивная способность данных веществ (то есть их эксплуатационные качества) определяется массой удаляемого при шлифовании слоя материала.

Абразивы имеют свойство самозатачиваемости: они сохраняют работоспособность благодаря образованию новых выступов, режущих кромок у зерен в ходе обработки.

Дезинфекция

Во-первых, некоторые чистящие средства дезинфицируют поверхности. В их состав входит противомикробный агент. Поэтому он уменьшает популяцию бактерий, обитающих на загрязненных поверхностях.

В состав таких агентов могут быть включены сосновое масло, соединения четвертичного аммония или гипохлорит натрия.

Применение абразивов

Люди издревле использовали абразивы. Например, индейцы майя в IX в. до н. э. украшали зубы драгоценными камнями, отверстия в них они просверливали трубочками, на которые был нанесен истолченный кварц.

Сегодня же сфера применения абразивных материалов очень широка. Например, они незаменимы в металло- и деревообработке, строительстве. Применяются абразивы и в быту. Так, в каждом доме есть наждачная бумага, пемза, пилки для ногтей (они также покрыты очень мелкими полирующими частицами).
#ФОРМА#

Подушечки для мытья посуды

Подушечки для мытья посуды, как и порошковые чистящие средства, — это изделия с долгой историей использования. В наиболее широко используемых типах чистящее действие обеспечивает шарик из тонкой стальной проволоки.

Для химической очистки и в качестве полировального средства стальную вату можно заполнить очищающей смесью. Конечно, основным ингредиентом которой является мыло.

В частности, на металлических поверхностях мыло и металлическая подушечка могут обеспечить эффективную очистку. А также придать поверхности приятный блеск.

Одни подушечки (губки) для чистки сделаны из нержавеющих материалов. Это могут быть такие материалы, как медная сетка, проволока из нержавеющей стали или нейлон. А другие — из пластика, покрытого мелкими частицами абразива. Поэтому эти подушечки не пропитаны чистящей смесью.

Кроме того, есть некоторые чистящие средства, которые дезинфицируют поверхности. В их состав входит противомикробный агент для уменьшения популяции бактерий. Эти бактерии обитают на загрязненных поверхностях. Такие агенты могут включать сосновое масло, соединения четвертичного аммония или гипохлорит натрия. Кроме того, эти продукты будут иметь маркировку «дезинфицирующее средство» или «убивающее микробы». И чтобы использовать эту маркировку, продукты должны быть одобрены Министерством здравоохранения и Центром Госсанэпиднадзора.

Например, есть губки для мытья посуды, которые состоят из целлюлозной губки с полиуретановой основой. В результате эти накладки значительно уменьшают царапание поверхностей.