Искусственные абразивные материалы

Искусственными абразивными материалами называют вещества, имеющие высокую твердость, что позволяет использовать их при обработке различных поверхностей – металлических, стеклянных, пластмассовых, деревянных и др. Их свойства делают их эффективным средством для шлифовки, полировки, заточки, резания изделий. Выделяют природные и синтетические абразивы. Натуральные абразивные материалы – те, которые встречаются в естественной среде. К ним в первую очередь относятся алмазы, являющиеся самым прочным минералом на нашей планете, а также кремень, корунд, пемза, кварц, наждак и др. Однако, сегодня в большом количестве изготавливаются синтетические абразивные вещества, которые доступнее своих природных аналогов.

Искусственные абразивы

Искусственные абразивные материалы принято делить на три основные группы, в соответствии с механизмом их изготовления: электрокорундовые, карбонитридные и спеченные. В целом, искусственные абразивы имеют ряд характерных общих свойств:

  • они имеют более однородную структуру, чем природные аналоги;
  • отличаются высокой твердостью, поэтому сегодня используются для массового производства шлифовального и полировочного инструмента;
  • могут быть использованы как для грубых, так и для финальных декоративных работ по шлифованию;
  • изготавливаются в печах под воздействием высоких температур;
  • стали применяться в конце ХІХ века ввиду растущих потребностей в качественных абразивах.

Электрокорундовые материалы

Электрокорундовые абразивы – это группа материалов, в основе которых лежит кристаллическая окись алюминия (Al2O3), получаемая посредством обработки глинозема в рудотермических электропечах. Используются породы с содержанием глинозема. Боксит содержит в своем составе около пятидесяти процентов чистого глинозема, который под влиянием высокой температуры отделяется от остальных элементов.

Электрокорунд делится на нормальный, белый и монокорунд в зависимости от процента содержания в нем окиси алюминия. В нормальном корунде содержится около 87-ми процентов Al2O3, в белом – до 97-ми процентов. Монокорунд – это наиболее прочный абразивный материал, в  структуре которого Al2O3 занимает практически 100 процентов.

Сферокорунд – это электрокорунд, частицы которого имеют форму сферы. Получают его при раздувании сплава в печи при помощи сжатого воздуха. В результате мы получаем сферические частицы с высокой степенью зернистости. Производимые из сферокорунда абразивные приспособления нашли применение при обработке мягких элементов, к которым относятся резиновые, пластмассовые, кожаные, алюминиевые, медные изделия.

Электрокорунд отличается высокой термоустойчивостью и выдерживает нагревание до 2000 градусов по шкале Цельсия. Он характеризуется наличием высокопрочных острых режущих граней, что делает его незаменимым и самым популярным искусственным абразивным материалом.

Карбонитридные материалы

К числу карбонитрдиных абразивов относят карборунд, карбид бора и вольфрама и другие вещества, которые получены из графита, карбида, нитрида путем их синтезирования в печах под большим давлением.

Карборунд являет собой химическое соединение карбида кремния и углерода, получаемое путем расплавления в печи смеси коксового угля и кварцевого песка. Имеет вид бесцветных кристаллов, которые характеризуются высокой прочностью. Чистый карборунд содержит в себе до 95-ти процентов карбидо-кремниевой смеси с углеродом, а вот для зеленого карборунда этот показатель превышает  97 процентов.

Еще одним карбонитридным искусственным абразивным материалом является карбид бора и вольфрама, который представляет из себя соединение этих элементов с углеродом, что позволяет им иметь уровень прочности, сравнимый с прочностью алмаза. Карбид бора содержит в себе примеси бора, графита и другие элементы.

К числу карбонитридных абразивов также относят синтетические алмазы. Получают их путем синтезирования графита под большим давлением и при температуре свыше 1500 градусов по Цельсию. В результате к сегодняшнему моменту синтетические алмазы по прочности и твердости ничем не уступают натуральным аналогам, а стоимость их производства значительно ниже.

Отдельно следует сказать об эльборе. Этот современный абразив представляет собой кубический нитрид бора, который имеет вид теплоустойчивого порошка, из зерен которого в дальнейшем изготавливают эффективные полировальные инструменты.

Спеченные абразивные материалы

Их получают путем сплавления в печах различных искусственных абразивных материалов из числа тех, что уже были описаны выше. В результате получают высокопрочный шлифовальный порошок.

Применение искусственных абразивов

Благодаря своим свойствам, искусственным абразивным материалам сегодня находится применение в широком спектре полировальных и шлифовальных работ. Так, электрокорунд применяют при шлифовке твердосплавных металлических изделий на начальном этапе их обработки. Карборунд является основным структурным элементом, входящим в состав шлифовальных инструментов, используемых стоматологами. Инструменты с содержанием карборунда отвечают всем современным требованиям стоматологических клиник. Его абразивные зерна имеют нечеткую форму и острые грани, что обеспечивает высокий уровень режущих свойств.

Карбид бора и вольфрама нашли свое применение при обработке инструментов из твердых сплавов. С его помощью можно достичь идеальной остроты сверлящих приспособлений – боров, алмазных дисков и другого. Использование бора и вольфрама в массовом производстве ограничено дорогостоящего изготовления.

Что касается синтетических алмазов, их активно применяют для изготовления абразивного инструмента с различными типами связки. Класс этого материала и комплекс свойств делает его незаменимым при выполнении важнейших операций по механической обработке металла, стекла, керамических изделий и гранита. Порошок из синтетического алмаза используется при изготовлении паст для доводочных и притирочных работ.

При помощи искусственных абразивных материалов можно работать как с цветными мягкими металлами, так и твердыми сплавами (сталью). Широкая вариативность позволяет использовать их при начальной черновой обработке металлических поверхностей. Шлифовальные инструменты, изготовленные с их применением, будут эффективны при декоративной полировке изделий из металла, доведения их до идеального презентабельного вида.

Посмотрите также: