Абразивные материалы
Абразивные материалы (абразивы) - твердые горные породы и минералы (природные и искусственные), применяемые для механической обработки металлов, сплавов, горных пород, стекла, драгоценных камней. Естественные абразивные материалы: алмаз, корунд, гранат, кварц; искусственные: электрокорунд, синтетические алмазы, карбид кремния, карбид бора. Рассмотрим основные абразивные материалы, применяемые при обработке стекла.
Абразивный материал (абразив) — это естественный или искусственный материал преимущественно высокой твердости, применяемый для холодной обработки — шлифования, полирования, резания и сверления. Естественные абразивные материалы: пемза, кварцевый песок, алмаз, гранат; искусственные: электрокорунд, карбид кремния, алмаз, карбид бора, крокус (окись железа), полирит.
Основная масса изделий из стекла подвергается обработке абразивными материалами в связанном и измельченном состояниях.
Кварц - безводная кристаллическая кремниевая кислота SiO2. Содержание кремнезема в кварце 98,5 ... 99,5 %. В зависимости от примесей кварц имеет различную окраску: от бесцветного до черного. В качестве абразивного материала для гравирования бытовой посуды используют обогащенный кварцевый песок с содержанием, %: SiO2 не менее 98, Al2O3 не более 2, Fe2O3 не более 0,7.
Наждак содержит до 60 % оксида алюминия и имеет кристаллическое строение, используется для изготовления шлифовальных кругов и шлифовальной шкурки.
Корунд - кристаллический глинозем, в зависимости от содержащихся в нем примесей имеет различный цвет и свойства. Применяемый в промышленности корунд содержит до 95 % Al2O3. Корунд используют в виде порошков и микропорошков для шлифования, доводки и полирования рабочих поверхностей деталей формовых комплектов.
Алмаз представляет собой кристаллический углерод (96 ... 99,8 %) с примесями (0,02 ... 4,5 %) алюминия, железа, кальция, кремния, марганца, титана, которые придают алмазу различный цвет. Алмазы делятся на природные и синтетические.
Алмазы используют для изготовления алмазных кругов и паст, которые применяют при шлифовании и фацетировании изделий, нанесении алмазной грани на посуду, а также при полировании рабочей поверхности деталей стекольных формовых комплектов.
Сейчас все больше применяют инструменты, изготовленные из алмазов, как природных (обозначаются буквой А), так и синтетических (АС), и нитрида бора. Синтетические и природные алмазы имеют одинаковую кристаллическую решетку, плотность, твердость и другие физико-механические свойства. Отличаются они друг от друга только формой зерен, характером их поверхности, прочностью и хрупкостью. Кубический нитрид бора — новый синтетический сверхтвердый материал, который по твердости приближается к алмазу, но имеет более высокую теплостойкость. Кубический нитрид бора представляет собой химическое соединение двух элементов — бора (43,6%) и азота (56,4%). Он имеет кристаллическую решетку почти с такими же строением и параметрами, как алмаз. В стекольной промышленности используют инструменты, как правило, из синтетических алмазов.
Синтетические алмазы АСО, АСР, АСВ, АСК и АСС выпускают размером от 0,04 до 0,63 мм, микропорошки — АСМ и АСН — размером от 1 до 60 мкм. Зерна алмаза АСО имеют наименьшую прочность, АСС — наибольшую. В зависимости от размера зерен алмазы марки АСС обладают прочностью в 1,3—2 раза большей, чем прочность природных алмазов. Эксплуатационные свойства шлифовальных порошков из синтетических алмазов зависят от формы зерен, характера их поверхности и механической прочности. Наиболее развитую поверхность имеют зерна алмаза марки АСО, наиболее гладкую — АСС.
Синтетические алмазы подвергают дроблению и последующей классификации по размерам на фракции. В зависимости от размера зерен, метода их получения и контроля порошки делятся (ГОСТ 9206—70) на две группы: шлифпорошки и микропорошки.
Размер зерен в каждой фракции шлифпорошков определяется размерами сторон ячеек двух контрольных сит в мкм по ГОСТ 3584—73, из которых через верхнее сито зерна должны проходить, а на нижнем задерживаться. Зернистость шлифпорошка определяется по основной фракции и обозначается дробью, у которой числитель соответствует размеру стороны ячейки верхнего сита, знаменатель — размеру стороны ячейки нижнего сита.
Электрокорунд - продукт плавки, основной составляющей частью которого является кристаллический оксид алюминия (81 ... 99 %). Выпускается трех разновидностей: нормальный, белый и монокорунд.
Карбид кремния - продукт химического взаимодействия углерода с кремниевой кислотой SiO2, кристаллизуется главным образом в виде тонких шестиугольных пластинок размерами 2 ... 15 мм. Это не только абразивный материал с хорошими режущими свойствами, но и огнеупорный материал высокой жаростойкости. В стеклоделии используется для обработки формовых комплектов.
Карбид бора — тугоплавкое соединение бора с углеродом, применяется в виде порошков для шлифования и доводки рабочих поверхностей формовых комплектов.