Наждачная бумага

Источник: Википедия.

Шлифовальная шкурка

Шлифовальная шкурка. разг Наждачная (шлифовальная) бумага — гибкий абразивный материал, состоящий из тканевой или бумажной основы с нанесенным на нее слоем абразивного зерна (порошка). Предназначен для ручной и машинной обработки поверхностей различных материалов (металл, дерево, стекло, пластик) — удаления старой краски, подготовки поверхности для грунтовки и окраски, шлифование окрашенных поверхностей и пр.

История[править | править код]

Первое упоминание о наждачной бумаге относится к 13-му веку, когда в Китае она изготовлялась из размолотых раковин, семян и песка насеянных на пергамент с помощью натурального клея. У некоторых народов в качестве наждачной бумаги использовалась кожа акулы.

Считается, что изобретателем современной шлифовальной бумаги является Джон Оукей (John Oakey) (1813 г. — 10 января 1887 г.) — английский изобретатель и основатель компании «Джон Оукей и сыновья», производителя наждачной бумаги и других шлифовальных материалов.

Будучи подмастерьем в мастерской по изготовлению музыкальных инструментов, он начал изготавливать свою первую продукцию, приклеивая песок и размолотое стекло на бумагу. Усовершенствовав технологию для массового производства, он в 1833 г.основал бизнес в Валворте (Лондон), а затем перенес его на Вестминстер Бридж Роуд, где, на месте бывшего приюта построил фабрику, здание которой в те годы называлось Веллингтон Миллс (Wellington Mills). До настоящего времени не сохранилось.

Оукей последовательно разработал бумагу для сухого и влажного шлифования и целый ряд шлифовальных материалов, включая средства для полирования обуви, средства для чистки посуды, полироль для мебели, и средство для полирования ножей (запатентованное Wellington Knife Polish).

Джон Оукей умер в 1887 году и похоронен на кладбище Вест Норвуд (West Norwood Cemetery). Его бизнес перешел к сыновьям Джозефу и Джону.

Абразивы, применяемые для производства наждачной бумаги[править | править код]

Строго говоря, натуральный наждак, природный материал, представляющий собой смесь корунда и магнетита, в производстве современных шлифовальных материалов почти не применяется. Наиболее часто для изготовления шлифовальных материалов на бумажной или тканевой основе используют искусственно получаемые оксид алюминия (электрокорунд) или карбид кремния (карборунд), реже применяются другие абразивы — гранат, синтетический алмаз, эльбор (боразон).

Электрокорунд[править | править код]

Самый широко применяемый абразив. Получают электрокорунд восстановительной плавкой в дуговых печах шихты, состоящей из бокситового агломерата, малозольного углеродистого материала и железной стружки. Выдерживает сильное давление, обладает отличной режущей способностью. Представляет собой твердые кристаллы с острыми гранями на изломе. Часто при плавке в шихту добавляют легирующие добавки, улучшающие его свойства, например добавление оксида хрома увеличивает абразивную способность и прочность электрокорунда (такой электрокорунд можно узнать по рубиновой окраске).

Карбид кремния[править | править код]

Получают спеканием кремнезема с графитом в электропечи Ачесона. Блестящие кристаллы нерегулярной формы с очень острыми краями. Карбид кремния по твердости превосходит оксид алюминия, но более хрупок. Под давлением во время работы кристаллы раскалываются с образованием новых режущих граней. Это свойство карбида кремния сохраняет рабочие свойства шлифовальных материалов долгое время и предотвращает засорение абразивной поверхности. Шлифматериалы с карбидом кремния рекомендуются для обработки стекла, пластика, чистовой обработки металла.

Гранат[править | править код]

Довольно мягкий минерал (твердость по Моосу 6,5-7,5), поэтому применяется для шлифовки мягких материалов (в основном, дерева). Такая бумага быстрее изнашивается, но при одинаковой зернистости дает более гладкую поверхность, чем бумага с другим абразивом.

Алмаз, Эльбор[править | править код]

Алмаз обладает самой высокой твердостью из известных веществ, эльбор незначительно ему уступает по твердости (значительно превосходя, однако, другие абразивы: втрое карбид кремния и почти вчетверо корунд), но превосходит алмаз по температурной устойчивости. Из-за высокой стоимости, для производства наждачной бумаги применяются редко.

Классификация шлифовальной бумаги по показателю зернистости[править | править код]

Зернистость — важнейшая характеристика наждачной бумаги. В зависимости от назначения наждачной бумаги (грубая предварительная обработка, шлифовка, полировка) размер зерна может колебаться от 1 мм и более (наиболее грубые работы) до 3-5 мкм (самая тонкая полировка). В мире наиболее распространен стандарт FEPA, он же ISO 6344, тот же стандарт в 2005 принят и в России (ГОСТ Р 52381-2005). По этому стандарту зернистость наждачной бумаги обозначается буквой P и числом от 12 до 2500 (например, P40, P180), причем чем выше число тем меньше размер зерна (число обозначает число проволок сита на дюйм). На территории бывшего СССР также до сих пор применяются обозначения еще старого, советского ГОСТа 3647-80, по которому цифра обозначает минимальный размер зерна в десятках микрон, после чего добавляется -Н (например 10-Н, 5-Н). Для самой мелкой наждачной бумаги цифра обозначает размер зерна в микронах, перед ней ставится цифра М (сокращение от микро) (например М40, такую наждачку часто называют "нулёвка"). В некоторых странах встречается и другая маркировка, например ANSI (American National Standards Institute) — США, Канада, JIS (Japanese Industrial Standard) — Япония, GB2478 — Китай.

Назначение наждачной бумаги, маркировка и зернистость ^[1] ^[2].
Назначение	Маркировка по ГОСТ 3647-80	Маркировка по ISO-6344	Размер зерна, мкм
Крупнозернистые
Очень грубые работы	80-Н	P22	800-1000
	63-Н	P24	630-800
	50-Н	P36	500-630
Грубые работы
	40-Н	P40	400-500
	32-Н	P46	315-400
	25-Н	P60	250-315
Первичная шлифовка	20-Н	P80	200-250
	16-Н	P90	160-200
	12-Н	P100	125-160
	10-Н	P120	100-125
Окончательная шлифовка мягких пород дерева, старой краски под покраску	8-Н	P150	80-100
	6-Н	P180	63-80
Мелкозернистые
Окончательная шлифовка твердых пород дерева, шлифовка между покрытиями	5-Н,М63	P240	50-63
	4-Н,М50	P280	40-50
Полировка финальных покрытий, шлифовка между покрасками, мокрая шлифовка	М40\Н-3	P400	28-40
	М28\Н-2	P600	20-28
Шлифовка металла, пластиков, керамики, мокрая шлифовка	М20\Н-1	P1000	14-20
Еще более тонкая шлифовка, полировка	М14	P1200	10-14
	М10/Н-0	P1500	7-10
	М7\Н-01	P2000	5-7
	М5\Н-00	P2500	3-5

Маркировка по ГОСТу. Наносится на оборотную сторону краской

Л1Э620×50П215А25-НМА ГОСТ 6456-82 622

где:

Л — листовая
- для рулонной букву не ставят
1 — тип бумаги. Варианты:
- 1 — для шлифования материалов низкой твёрдости
- 2 — для шлифования металлов
Э — абразив нанесён электростатическим способом
620×50 — размер, ширина, мм х длина, мм. Варианты:
- размер, ширина, мм х длина, мм для листов
- размер, ширина, мм х длина, м для рулонов
П2 — основание — бумага 0-200. Варианты:
- Л1, Л2, М — влагопрочная бумага
- П1,… П11 — невлагопрочная бумага
- С1, С1Г, С2Г, У1, У2, У1Г, У2Г — ткань саржа
- П — ткань полудвунитка
15А — марка нормального электрокорунда. Варианты:
- 15А — нормальный электрокорунд
- 24А, 25А — белый электрокорунд
- 43А, 45А — монокорунд
- 53С, 54С, 55С — карбид кремния чёрный
- 62С, 63С — карбид кремния зелёный
- 71Ст — стекло
- 81Кр — кремень
25 — размер основной фракции абразива, мкм. Вариант:
- М63 … М3 — микрошлифпорошки, размер в мкм
-Н — содержание основной фракции абразива. Варианты:
- В — ≥ 60 %
- П — ≥ 55 %
- Н — ≥ 45 %
- Д — ≥ 41 %
М — абразив приклеен мездровым клеем. Варианты:
- М — мездровый клей
- С — синтетический клей
- К — комбинированная связка (М + С)
- СФК — фенолформальдегидная смола
- ЯН-15 — янтарный лак
А — показатель износостойкости по классу (наличие дефектов). Варианты:
- А — ≤ 0,5 %
- Б — ≤ 2 %
- В — ≤ 3 %
ГОСТ 6456-82 — стандарт. Варианты:
- ГОСТ 13344-79 — водостойкая тканевая
- ГОСТ 6456-82 — неводостойкая
622 — заводской номер партии (иногда отсутствует)

Маркировка

Абразивы на бумажной основе

Бумага для основы должна быть очень прочной, чтобы выдерживать механические воздействия. Ее классифицируют в зависимости от плотности (г/м2) и маркируют цветными буквами. Принята такая классификация (согласно FEPA).

Бумага может быть как водостойкой, так и обычной. Обращайте внимание на маркировку производителя. Водостойкость шлифовальной бумаги также определяется типом связующего.

Преимущества бумажной основы:

— низкая стоимость;

— не происходит удлинения основы при работе;

— поверхность позволяет наносить самые мелкие фракции шлифматериала.

Недостатки:

— невысокая прочность и износостойкость;

— неводостойкость (водостойкая бумажная основа используется, как правило, только при ручной обработке).

Абразивы на тканевой основе

Чаще всего в качестве основы для абразивных материалов используют хлопок и полиэстер. Ткани пропитываются полиэфирной смолой для придания им большей прочности и водостойкости. Основными характеристиками тканей являются эластичность и прочность на разрыв.

Ткань класса J применяется для чистового шлифования края и профиля. Ткань Х обычно используется для грязной тяжелой работы. Ткани типов W и Y применяют, когда требуется повышенная прочность ленты — при промышленном шлифовании панелей. Выбирая ленту на тканевой основе, брать всегда нужно тип настолько жесткий, насколько это позволяют операция шлифования и форма обрабатываемой поверхности. Жесткость основы чаще всего напрямую коррелирует со сроком службы ленты.

Преимущества тканевой основы:

— высокая прочность и износостойкость;

— водостойкость.

Недостатки:

— относительно высокая стоимость;

— удлинение при работе (зависит от типа ткани и характера обработки).

Для производства некоторых абразивных материалов используются комбинированные основы (ткань, склеенная с бумагой) с различными свойствами.

Фибровая основа — специальный вид основы, предназначенный для изготовления фибровых дисков. Фибру получают путем обработки целлюлозы хлористым цинком, в результате получается абсолютно новый, твердый и плотный продукт. Основа неводостойкая, активно впитывает влагу.

Классификация шлифовальной бумаги по типу нанесения абразива (насыпке).

Открытая и полуоткрытая насыпка: зерна покрывают от 40 до 60 % поверхности основы. Такая бумага подходит для обработки рыхлых, мягких материалов — мягкие, смолистые породы дерева, шпатлеванные поверхности и пр. Открытый тип засыпки исключает забивание промежутков между зернами отходами шлифования и образование комков на абразивной поверхности.

Закрытая или сплошная насыпка: зерна абразива покрывают поверхность основы полностью. Шлифовальные материалы со сплошной засыпкой более эффективны при шлифовании твердых материалов (металлы, твердые породы дерева).

Технология производства наждачной бумаги. Нанесение абразива[править | править код]

В производстве наждачной бумаги применяются следующие способы нанесения абразива.

Механический. Абразивные зерна под действием силы тяжести падают на основной связующий слой несущего материала, располагаясь хаотично. Абразивные материалы, при производстве которых используется механический способ нанесения зерна, менее агрессивны.

Нанесение зерна в электростатическом поле. Отрицательно заряженные абразивные зерна в электростатическом поле притягиваются к основному связующему слою несущей основы. Под действием электростатического поля зерна вдавливаются в клеевую основу, располагаясь вертикально, острием вниз. Абразивные материалы, при производстве которых используется способ нанесения зерна в электростатическом поле, более агрессивны и позволяют снимать больше материала при одинаковых усилиях.

Связующие

Для изготовления наждачной бумаги применяют связующие различных типов и марок. Вид связки имеет определяющие значение для прочности и режимов работы абразивного инструмента. Задача связующего — удержание абразивного зерна на основе и отведение тепла с зерна в процессе работы. При этом прочность закрепления зерна в связующем должна превышать прочность абразивного зерна. Кроме того, от типа связующего в большой мере зависит жесткость или эластичность наждачной бумаги и ее водостойкость. В композиции связующего могут добавлять и специальные компоненты придающие наждачной бумаге определенные свойства, как например антистатические или антизасаливающие.

Некоторые типы синтетических связующих: — фенолоформальдегидные и карбамидоформальдегидные смолы — на основе лака — на основе эпоксидных смол

Из натуральных связующих наибольшее применение имеет мездровый клей. Наждачная бумага с его использованием не обладает водостойкими свойствами и не подходит для влажного шлифования.

Особенности применения[править | править код]

При обработке поверхности следует придерживаться общего правила: начинать работу с применением более грубой шлифовальной бумаги, постепенно сменяя ее на бумагу с более тонким зерном (большим показателем зернистости). Грубое и очень грубое зерно применяется для чернового шлифования дерева, снятия старой краски, ржавчины с металлических поверхностей. Тонкое и очень тонкое зерно — для разных стадий чистового шлифования, шлифования полирования окрашенных поверхностей, шлифования металла. Для пластика с успехом применяется шлифовальная бумага с напылением из карбида кремния.
Для влажного шлифования обычно используется водостойкая шлифовальная бумага с зернистостью P400-P600. Использование воды при шлифовании позволяет достичь более гладкой поверхности, исключает образование пыли. Мокрое шлифование, как правило, производится вручную для тщательного контроля прилагаемого усилия.
В настоящее время для ручного и машинного шлифования доступны не только традиционные шлифовальные листы на бумажной и тканевой основе, но и приспособления, наиболее подходящие для некоторых специфических нужд и облегчающих обработку сложных поверхностей или рыхлых сыпучих материалов.

Медные ламели коллекторов электродвигателей рекомендуют очищать от нагара только стеклянной наждачкой, всякая другая оставит свои зёрна на поверхности меди и вызовет быстрое стачивание угольных или графитовых щёток. Народный способ — использовать для этого «чиркательную» поверхность (тёрку) спичечного коробка, содержащую стеклянную пыль.
Для ручного шлифования больших криволинейных поверхностей удобно наждачную бумагу закрепить на толстом (около 1 см) куске мягкой резины.
Для удобства работы с наждачной бумагой её оборачивают вокруг бруска (из любого материала — древесина, пластик, пенопласт) с прикреплённым (прибитым, приклеенным) к нему куском войлока или пористой резины.

качество ручной работы с контролем нажима сочетается с увеличением производительности труда

В качестве тонкой наждачной бумаги для пластмасс можно использовать грубую (обёрточную или газетную без текста) бумагу.

Шлифовальные губки[править | править код]

Основой для губок является вспененный полиуретан. Используются они для ручного шлифования поверхностей сложной формы, с углублениями, пазами, округлых деталей. Жесткие грани губки отлично шлифуют внутренние углы. Лучше всего подходят для шлифовки изделий из дерева, МДФ. Грубо- и среднезернистыми губками готовят поверхности под грунтовку. Губками тонкой зернистости шлифуют грунты, используют для промежуточной шлифовки лакированных поверхностей.

По виду нанесения абразивного материала губки могут быть односторонними, двусторонними и четырехсторонними.

По сравнению с шлифовальной бумагой губка более долговечна, поскольку ее можно промыть от продуктов шлифования и использовать снова.

Абразивная сетка[править | править код]

Представляет собой сетку из стекловолокна с абразивом, нанесенным с обеих сторон. В качестве абразива чаще всего используется карбид кремния.

На обратной стороне сетки и на упаковке указана зернистость. Зернистость шлифовальной сетки совпадает с зернистостью шлифовальной бумаги.

Для достижения наилучшего результата и чтобы сберечь руки, шлифовальную бумагу закрепляют на шлифовальной колодке. Можно использовать ручные шлифовальщики (терки для шлифования) с фиксаторами или с держателем для телескопического стержня.

Такая терка снабжена прокладкой из вспененного материала, которая обеспечивает плотное прилегание бумаги к обрабатываемой поверхности и более равномерное шлифование.

Машинное использование[править | править код]

Шлифовальная бумага служит оснасткой для следующих инструментов:

вибрационные шлифовальные машины (листы прямоугольной формы крепятся на зажимах или на липучке, могут иметь отверстия для пылеотвода)
дельташлифмашины (листы треугольной формы крепятся на липучке, имеют отверстия для пылеотвода)
эксцентриковые (орбитальные) шлифовальные машины (листы круглой формы крепятся на липучке, имеют отверстия для пылеотвода)
ленточные шлифовальные машины (ленты натягиваются на ведущем вале и ролике шлифмашины, не имеют отверстия для пылеотвода)
УШМ, дрели с использование дополнительной оснастки - опорной тарелки, имеющей липучую поверхность или зажимную шайбу (листы круглой формы крепятся, соответственно, на липучке или имеют посередине отверстие, такие листы не имеют отверстия для пылеотвода)
вибрационные машины с использование дополнительной оснастки - опорной тарелки, имеющей липучую поверхность (листы треугольной формы крепятся на липучке, не имеют отверстия для пылеотвода)