Абразивные материалы и абразивная обработка

Абразивные материалы — это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов.

Применение абразивных материалов и виды абразивной обработки

Абразивные материалы с успехом применяются в следующих видах абразивной обработки:

• Шлифование круглое: обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий,
• Шлифование Плоское: обработка плоскостей и сопряженных плоских поверхностей,
• Шлифование Безцентровое кругами:обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др),
• Шлифование безцентровое лентой: наружные поверхности, в том числе сложные профили,
• Шлифование лентой сложных профилей: например шлифование лопаток турбин,
• Отрезание и разрезание заготовок: заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкций,
• Притирка: абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки),
• Гидроабразивная обработка: струйная и галтование (отливки, паковки, метизы и др),
• Пескоструйная обработка: сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковок,
• Ультразвуковая обработка: пробивка отверстий в твердых сплавах, извлечение сломанного инструмента, штампы,
• Хонингование: обработка отверстий большого диаметра (цилиндры двигателей, насосов и др),
• Полирование: окончательное придание зеркального блеска изделиям (чистота поверхности высокая),
• Суперфиниширование: окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т.д).

Инструменты абразивной обработки

Абразивные материалы для применения в промышленности должны быть закреплены или конструктивно выполнены в виде различных инструментов и составов, основные виды абразивных инструментов и составов:

• Шлифовальные круги: Различные абразивные материалы в виде кругов, дисков, конусов разных профилей и диаметров,
• Бруски: Абразивные и металлоабразивные разных размеров и профилей для хонингования, притирки, суперфиниширования,
• Лента: Синтетическая или Растительнотканная лента разной ширины с приклеенными на ее одной или двух сторонах зернами абразивных материалов,
• Пасты: Абразивные притирочные и полировальные абразивы равномерно распределенные в связующем (парафин, церезин, олеиновая кислота, стеарин, масла, керосин и др).
• Свободное шлифзерно: Сухие абразивные зерна для гидроабразивной, ультразвуковой и пескоструйной обработки.

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвердые, твердые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифзерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах (мк).

Производство абразивных материалов

В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, при чем новые синтетические материалы как правило более эффективны чем природные.

Абразивные материалы бывают двух видов по происхождению:

Природные абразивные материалы

• Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях.
• Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах.
• Гранат: Природный минерал, состоит из:
• Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита - черного магнитного оксида железа Fe₃O₄
• Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов.
• Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки(притирка, полирование).

Синтетические абразивные материалы

• Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов.
• Нитрид бора (боразон): Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, черных металлов.
• Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.
• Карбид бора: обработка твердых сплавов, стекла, черных металлов.
• Карбид кремния: обработка твердых сплавов, цветных металлов и титана.
• Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов.
• Нитрид алюминия: обработка металлов.
• Электрокорунд: обработка черных металлов, изредка камня и стекла.
• Оксид циркония(фианит): обработка черных и цветных металлов.
• Двуокись церия: обработка стекла (полирит).
• Двуокись олова: обработка стекла, полирование металлов.
• Окись хрома: полирование черных и цветных металлов.
• Двуокись титана: полирование цветных металлов.

Новые перспективные абразивные материалы:

• Нитрид углерода:
• Сплав карбид титана-карбид скандия: