Абразивные материалы и форма их зерен

Абразивные материалы, которые предлагает магазин 3М официального дистрибьютора INTA, бывают естественные и искусственные. Первые встречаются в свободном виде, вторые с 1891 года синтезируют. К природным относятся наждак, гранат, кварц, алмаз, корунд и некоторые другие. Синтетические — это карбиды бора или кремния (зеленый и черный), алмазы технические, электрокорунды: хромотитанистый, нормальный, циркониевый, белый, титанистый, хромистый, а также сферо- и монокорунд. Здесь же паста ГОИ и техническое стекло. С их помощью заготовки шлифуют, режут, притирают, хонингуют, полируют и т.п.

Для выполнения перечисленных операций на основе абразивов делают инструменты: шлифовальные, полировочные или отрезные круги, пасты, листы, бруски, ленты и прочие. Чтобы сформировать частицы в единое изделие применяется органическая или неорганическая связка: глифталевая, керамическая, силикатная, поливинилформалевая, бакелитовая, эпоксидная, вулканитовая и прочие.

Свойства абразивов

Абразивные материалы оцениваются по их свойствам, среди которых:

• Твердость по Моосу и микротвердость.
• Хрупкость.
• Абразивная способность.
• Механическая стойкость.
• Химическая стойкость.

Также важны температурная устойчивость и способность самозатачиваться.

Форма зерен

Мельчайшая частица материала называется абразивное зерно, которое представляет собой моно- либо поликристалл или их осколки. Размер в диапазоне от 3-5 мкм до 2 мм. По этому параметру они делятся на особо тонкие, тонкие, средние и крупные. По твердости: от весьма мягких до чрезвычайно твердых (всего 8 групп).

На эффективность работы абразива влияет форма зерен, которая может быть:

1. Изометрическая (Кф от 1,0 до 0,7571) — частица развита приблизительно одинаково во всех трех пространственных направлениях.
2. Пластинчатая (Кф меньше 0,5141) — то же, но в двух.
3. Линейная или мечевидная — в одном.

Оптимальным считается первый вариант. Эффективность формы оценивается качественно и количественно. В первом случае образец по некоторым признакам относят к какой-либо группе: изометрический, пластинчатый, осколочный и проч.

Классификация делается быстро, но результаты дают низкую точность. Во втором выводят числовое значение, связанное с формой зерна. Доказано (Коротков А.Н., Баштанов В.Г. Анализ формы абразивных зерен), что из нескольких принятых методик расчета (по Ваксеру Д.Б., которая применяется в ГОСТах, по Короткову А.Н. или по Резникову А.Н.) наиболее точный коэффициент получают в последнем случае. Здесь Кф вычисляют как площадь проекции зерна, деленная на площадь окружности, которая вокруг нее описана.

В процессе исследования коэффициента все его возможные значения (от 0,1902 до 1,0) разбили на 10 интервалов. Рассматривали частицы зернистостью от 40 до 125, по каждому значению брали 100 образцов. Среди полученных результатов хотелось бы выделить следующие:

1. Большая часть зерен имеет промежуточную форму. Их коэффициент находится в диапазоне Кф = 0,7571-0,5141. У остальных она изометрическая (Кф = 1,0-0,7571) или пластинчатая (Кф < 0,5141).
2. Чем крупнее зернистость, тем ближе форма зерен к изометрической. По мере уменьшения данного показателя, наблюдается плавный переход к пластинчатой.
3. После подсчета процентного распределения аналогичных зерен иностранного производства оказалось, что их Кф не совпадает с отечественными.

Таким образом, чем выше значение зернистости и, следовательно, чем меньше линейные размеры зерен, тем больше их форма приближается к оптимальной.