Slipmedel och slipmedelsbearbetning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 maj 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Slipande material ( franska  abrasif  - slipning, av latin  abradere  - scrape) är material med hög hårdhet och används för ytbehandling av olika material: metaller, keramiska material, stenar, mineraler, glas, läder, gummi och andra [1] . I enlighet med GOST 21445-84 är ett slipmaterial ett naturligt eller konstgjort material som kan slipa bearbetning.

Slipande material används i processerna för slipning , polering , honing , superfinishing , skärmaterial och används i stor utsträckning vid tillverkning av ämnen och efterbehandling av olika metall- och icke-metallmaterial.

Under lång tid har naturliga slipmaterial använts (smargel, pimpsten, korund, diamant, kvarts), sedan slutet av 1800-talet har konstgjorda använts (elektrokorund, kiselkarbid, borkarbid, monokorund, syntetisk diamant, och andra) [1] .

Hårdhet (MN/m²) bestäms genom att trycka in en diamantpyramid i ytan på materialet som testas (till exempel för kvarts 11000-11300, elektrokorund 18000-24000, diamant 84250-100000). Slipförmågan kännetecknas av massan av materialet som avlägsnas under slipningen i följande ordning: diamant, bornitrid, kiselkarbid, monokorund, elektrokorund, smärgel, flinta. Styva och flexibla slipverktyg är gjorda av slipande material, som används allmänt inom alla grenar av ingenjörskonst, särskilt vid tillverkning av lager [1] .

Typer av slipande bearbetning

Det finns följande typer av slipande bearbetning:

• rundslipning - bearbetning av cylindriska och koniska ytor av axlar och hål;
• platt slipning - bearbetning av plan och matchande plana ytor;
• centrumlös slipning - bearbetning i storskalig produktion av yttre och inre ytor (axlar, lagerhållare , etc.);
• centrumlös bandslipning - yttre ytor, inklusive komplexa profiler;
• bandslipning av komplexa profiler - till exempel slipning av turbinblad ;
• skärning och skärning av ämnen - upphandling och monteringsproduktion, demontering av strukturer;
• lappning  - slipande lappning av ytor (till exempel en sadel och en dieselmunstycksnål ) ;
• hydroabrasiv bearbetning  - jet och tumling (gjutgods, smide, hårdvara , etc.);
• ultraljudsbearbetning  - stansa hål i hårda legeringar, ta bort trasiga verktyg, göra formar;
• magnetisk-slipande bearbetning  - bearbetning med magnetiskt-slipande pulver i ett magnetfält;
• honing  - bearbetning av hål (cylindrar av motorer, pumpar, etc.);
• polering  - ger ytan en liten grovhet och en spegelfinish;
• superfinishing  är det slutliga erbjudandet till externa, interna och komplexa profiler med högsta noggrannhet och ytrenhet, inklusive diamant superfinishing (precisionsmekanismer, verktyg, delar av mycket exakta enheter, verktyg, vapen, etc.).

Slipverktyg

Slipande material för användning inom industrin måste fixeras eller strukturellt tillverkas i form av olika verktyg och sammansättningar.

De viktigaste typerna av slipverktyg och kompositioner:

• Skärhjul: olika diametrar (upp till 3500 mm), bredd, höjd och former (profiler) av det arbetande (slipande) lagret och metoder för att fixera det på hjulkroppen.
• Slipskivor: olika slipmaterial i form av cirklar, skivor, koner med olika profiler och diametrar.
• Stenar: slipmedel och metallslipmedel i olika storlekar och profiler för honing, lapping, superfinishing.
• Tejp: syntetiskt eller vegetabiliskt vävt band av olika bredder med slipkorn limmade på en eller två sidor.
• Sandpapper : slipande material som appliceras på ett tyg eller pappersbas.
• Pastor : slipande lappande och polerande slipmedel jämnt fördelade i bindemedlet (paraffin, ceresin, oljesyra, stearin, oljor, fotogen, etc.).
• Löst korn: torrt slipkorn för vattenstråle, ultraljud och sandblästring.
• Stålull : ett slipande verktyg för slipning och polering.
• Tumlande kroppar : ett slipverktyg i form av geometriska produkter (cylinder, prisma, kon, kub, etc.) utformat för tumling .

Slipmedel

Slipande material klassificeras efter hårdhet ( superhård , hård, mjuk) och kemisk sammansättning, och efter storleken på slipkornen (stor eller grov, medium, fin, extra fin), kornstorleken mäts i mikrometer eller maskor .

Slipkorn - En partikel av slipmaterial i form av en enkristall, polykristall eller deras fragment. [3]

Lämpligheten av slipande material beror på de fysikaliska och kristallografiska egenskaperna; av särskild vikt är deras förmåga att bryta upp i skarpvinklade partiklar vid nötning. Diamant har den högsta egenskapen. Valet av slipmaterial beror på de fysiska egenskaperna hos det bearbetade och bearbetade materialet, såväl som på bearbetningsstadiet (grovslipning, slipning och polering ), och hårdheten hos det slipande materialet måste vara högre än hårdheten hos det bearbetade materialet. material (med undantag för diamant, som bearbetas med diamant).

Slipande material kännetecknas av hårdhet , sprödhet , nötningsförmåga , mekanisk och kemisk beständighet .

• Hårdhet är förmågan hos ett material att motstå att pressas in i det av ett annat material. Hårdhet (MN/m²) bestäms genom att trycka in en diamantpyramid i ytan på materialet som testas (till exempel för kvarts 11000-11300, elektrokorund 18000-24000, diamant 84250-100000).

• Slipförmåga kännetecknas av mängden material som mals av per tidsenhet.

• Mekanisk motstånd - förmågan hos ett abrasivt material att motstå mekaniska belastningar utan att gå sönder under skärning, slipning och polering. Det kännetecknas av tryckhållfasthet, som bestäms genom att krossa kornen av det slipande materialet, fixera belastningen i ögonblicket för dess förstörelse. Draghållfastheten hos abrasiva material minskar med ökande temperatur.

• Kemisk beständighet - förmågan hos slipande material att inte ändra sina mekaniska egenskaper, i samverkan med lösningar av alkalier , syror , såväl som i vatten och organiska lösningsmedel.

Slipmaterial som används för mekanisk slipning och polering av halvledarmaterial skiljer sig i storlek (finhet) på korn med siffrorna 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25.20, 16, 10, 8 , 5, 4, 3, M40, M28, M20, M14, M10, M7 och M5 och är indelade i fyra grupper:

• malning av spannmål (från nr 200 till 15),
• slippulver (från nr 12 till 3),
• mikroslippulver (från M63 till M14),
• fina mikropulver (från M10 till M5).

Klassificeringen av slipmaterial enligt granularitetsnumren utförs genom spridning på speciella siktar, vars antal kännetecknar kornstorleken. Korntalet av slipmaterial kännetecknas av en bråkdel: begränsande, grovt, basiskt, komplext och fint. Procentandelen av huvudfraktionen anges med index B, P, N och D.

För närvarande bryts och produceras slipmaterial syntetiskt, och nya syntetiska material är vanligtvis mer effektiva än naturliga. Nedan finns listor över kända slipmaterial.

Naturliga slipmedel

• Diamant : Diamantliknande kubisk allotrop form av elementärt kol, utvunnet i berggrunden ( kimberlitrör ) och alluvialavlagringar. Det mest värdefulla materialet när det gäller dess nötande egenskaper. Dess svarta sort anses vara den bästa - carbonado (karbonat), utvunnen i Brasilien och på ön Borneo . Den andra platsen upptas av en pärla  - en radiellt strålande diamantvariant. På marknaden, under namnet på brädet, säljs varje diamant som är olämplig för skärning. Av totalt 20% carbonado, 20% riktig pärla, resten är diamantpulver och fragment. Den används vid bearbetning av hård sten, såväl som för slipning och polering av själva diamanten.
• Granatäpple : Naturligt mineral, består av: R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO 4 ] 3 , där R 2+  är Mg, Fe, Mn, Ca; R3 +  - Al, Fe, Cr.
• Kiselgur : En sedimentär bergart som huvudsakligen består av rester av kiselalger . Kemiskt är kiselgur 96 % vattenhaltig kiseldioxid ( opal ). Det används som ett fint pulver för att polera sten och metall.
• Kvarts : Kristallin kiseldioxid, ett av de billigaste slipmedlen som finns. När det är torrt orsakar det silikos . Använd endast i samband med vattenförsörjning. Kvarts och flinta med konchoidal fraktur ger vid splittring spetsvinklade partiklar. De används i pulver för bearbetning av mjuka stenar ( marmor ), i sandblästringsmaskiner för metallbearbetning, för rengöring av stenar i byggindustrin och för tillverkning av slipskinn. Flintknölar användes för att göra kulor till kulkvarnar.
• Korund : Kristallin aluminiumoxid, samma som safir , bryts i ställen och ibland i malmer. Den utvunna korundmalmen krossas , anrikas och sorteras efter kornstorlek. Det används i pulver och för tillverkning av konstgjorda cirklar, barer och skinn från det.
• Röd järnsten : ett utbrett järnmineral Fe 2 O 3 . I särskilt rena varianter används den för att polera järn och glas.
• Krita : Kalciumkarbonat , för fina slipmedel (lappning, polering ).
• Emery : Naturligt mineral, består av: korund och magnetit - svart magnetisk järnoxid Fe 3 O 4
• Pimpsten : bubbel vulkaniskt glas. Lämplig för slipning av pimpsten med tunna glasplattor som bildar skiljeväggar mellan cellerna. Den bästa pimpstenen kommer från ön Lipari , nära Sicilien . Den används för slipning av trä, mjuka stenar och metaller.
• Fältspat : En grupp bergbildande mineraler från silikatklassen . De flesta fältspatar är representanter för fasta lösningar av det ternära systemet i den isomorfa serien K[AlSi 3 O 8 ] - Na[AlSi 3 O 8 ] - Ca[Al 2 Si 2 O 8 ], vars änddelar är respektive är albit (Ab), ortoklas (Or ), anortit (An). I mald form, klistrad på en duk eller papper, används den i de fall där ett mjukt slipmaterial krävs.
• Tripol : lös eller svagt cementerad, finporös opal sedimentär bergart . Det används som ett fint pulver för att polera sten och metall.

Syntetiska slipmedel

Nedan är en lista över slipande material fixerade i GOST 21445-84. Det är vanligt att hänvisa till slipmaterial endast de material som överensstämmer med GOST. Det finns en standardiserad term för varje begrepp. Det är förbjudet att använda synonyma termer för den standardiserade termen. [3]

• Syntetisk diamant är en diamant tillverkad på konstgjord väg. Syntes vid högt tryck, bearbetning av hårda legeringar, sten, glas, icke-järnmetaller.
• Kubisk bornitrid borazon (I Ryssland är kubisk bornitrid känd som elbor ): Syntes vid högt tryck, används vid slipning av delar från olika stål och legeringar.
• Borkarbid (B 4 C): eldfast förening, näst efter diamant i hårdhet. Det används för bearbetning av hårda legeringar, glas, järnmetaller.
• Kiselkarbid (SiC) eller Carborundum : En kemisk förening av kisel med kol. Erhölls först i en elektrisk ugn 1891. Amerikanska anses vara den bästa - Carborundum C °, Norton; Tyska är värre på grund av orenheter. Ju mindre storleken på dess korn är, desto större är deras styrka. Det används i pulver för tillverkning av konstgjorda hjul och skinn för bearbetning av hårda legeringar, icke-järnmetaller och titan.
• Elektrokorund (Al 2 O 3 ): kristallin aluminiumoxid. Det används vid bearbetning av järnmetaller, ibland sten och glas.

• Normal elektrokorund - Elektrokorund tillverkad av bauxit.

• Vit elektrokorund - Elektrokorund tillverkad av aluminiumoxid.

• Monokorund - Elektrokorund i form av enkristaller, tillverkad av aluminiumoxidhaltiga och svavelhaltiga råmaterial genom nedbrytning av oxisulfidslagg.
• Zirkoniumelektrokorund - Elektrokorund, tillverkat av aluminiumoxidinnehållande och zirkoniuminnehållande råmaterial, kännetecknat av den eutektiska strukturen av korund-baddeleyit.
• Legerad elektrokorund - Elektrokorund tillverkad av aluminiumoxidhaltiga råmaterial med tillsats av legeringselement som bildar en fast lösning med korund.
• Coated Abrasive - Slipande material där ytan på slipkornen är belagd med ett lager av ett annat material. Beroende på beläggningsmaterialet skiljer man mellan metalliskt belagda slipmedel och icke-metalliskt belagda slipmedel.

Nya lovande slipmaterial utvecklas:

• Kolnitrid C 3 N 4
• Legering av titankarbid (TiC) och skandiumkarbid (Sc 4 C 3 )

Separat är det nödvändigt att lyfta fram metoden för magnetisk-slipande bearbetning och material för dess genomförande. Kärnan i metoden ligger i användningen av material med höga abrasiva och magnetiska egenskaper, vilket möjliggör den så kallade mjuka bearbetningen och poleringen på en högre nivå.

Litteratur

• Kremen Z.I., Yuriev V.G., Baboshkin A.F. Slipteknik inom maskinteknik.
• Elbor i maskinteknik / Ed. V.S. Lisanov. - L . : Mashinostroenie, 1978.
• Blasting: A Guide to High Efficiency Abrasive Blasting / Kozlov D.Yu - Ekaterinburg: Origami ID LLC, 2007. - 216 sid. - 1000 exemplar.  - ISBN 978-5-9901098-1-0 .
• Teknisk uppslagsverk / Kap. ed. Martens L.K. - Moscow: Electronic and Traditional Dictionaries, 2005. - ISBN 5-86460-132-2 .
• Riktlinjer för utbildning av inspektörer för visuell och mätande kvalitetskontroll av måleriarbeten / Kap. ed. Pirogov V. D .. - Jekaterinburg: LLC Publishing House "Origami", 2009. - 202 sid. - ISBN 978-5-9901098-1-5 .
• GOST R 52381-2005 (ISO 8486-1:1996, ISO 6344-2:1998, ISO 9138:1993, ISO 9284:1992) Slipande material. Kornstorlek och kornsammansättning av malpulver. Spannmålskontroll.
• GOST 21445-84 (ST SEV 4403-83) Slipande material och verktyg. Termer och definitioner.

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 Slipande material // Kazakstan. Nationalencyklopedin . - Almaty: Kazakh encyclopedias , 2004. - T. I. - ISBN 9965-9389-9-7 .  (ryska) (CC BY SA 3.0)
2. ↑ Federation of European Producers of Abrasives. Federation of European Abrasive Manufacturers.
3. ↑ 1 2 GOST 21445-84 (ST SEV 4403-83) Slipande material och verktyg. Termer och definitioner.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor ryss runt världen Britannica (online) Universalis