Hioma-aineet ja hiomakäsittely

Hiomamateriaalit ( ranska  abrasifi  - hionta, latinasta  abradere  - scrape) ovat materiaaleja, joilla on korkea kovuus ja joita käytetään erilaisten materiaalien pintakäsittelyyn: metallit, keraamiset materiaalit, kivet, mineraalit, lasi, nahka, kumi ja muut [1] . GOST 21445-84:n mukaan hiomamateriaali on luonnollinen tai keinotekoinen materiaali, joka pystyy hiomaan.

Hiomamateriaaleja käytetään hionta- , kiillotus- , hionta- , superviimeistely- ja leikkausmateriaalien prosesseissa, ja niitä käytetään laajasti erilaisten metallien ja ei-metallisten materiaalien aihioiden valmistuksessa ja viimeistelyssä.

Luonnollisia hiomamateriaaleja on käytetty pitkään (smirgeli, hohkakivi, korundi, timantti, kvartsi), 1800-luvun lopusta lähtien keinotekoisia (sähkökorundi, piikarbidi, boorikarbidi, monokorundi, synteettinen timantti, ja muut) [1] .

Kovuus (MN/m²) määritetään puristamalla timanttipyramidi testattavan materiaalin pintaan (esimerkiksi kvartsille 11000-11300, elektrokorundille 18000-24000, timantille 84250-100000). Hiontakyvylle on tunnusomaista hionnan aikana poistetun materiaalin massa seuraavassa järjestyksessä: timantti, boorinitridi, piikarbidi, monokorundi, elektrokorundi, hioma, piikivi. Jäykät ja joustavat hiomatyökalut valmistetaan hiomamateriaaleista, joita käytetään laajalti kaikilla tekniikan aloilla, erityisesti laakereiden valmistuksessa [1] .

Hiomakäsittelyn tyypit

On olemassa seuraavat hiomakäsittelytyypit:

• pyöreä hionta - akselien ja reikien sylinterimäisten ja kartiomaisten pintojen käsittely;
• litteä hionta - tasojen ja tasaisten pintojen yhdistäminen;
• keskitön hionta - käsittely laajamittaisessa ulko- ja sisäpintojen tuotannossa (akselit, laakerihäkit jne.);
• keskitön hihnahionta - ulkopinnat, mukaan lukien monimutkaiset profiilit;
• monimutkaisten profiilien nauhahionta - esimerkiksi turbiinien siipien hionta ;
• aihioiden leikkaus ja leikkaus - hankinta- ja kokoonpanotuotanto, rakenteiden purkaminen;
• läppäily  - pintojen hankaava läppäily (esimerkiksi satula ja dieselsuuttimen neula );
• vesihiontakäsittely  - suihku ja rumpu (valut, takeet, laitteistot jne.);
• ultraäänikäsittely  - reikien tekeminen koviin seoksiin, rikkoutuneiden työkalujen poistaminen, meistien valmistus;
• magneetti-hankaava käsittely  - käsittely magneettisella hiomajauheella magneettikentässä;
• hionta  - reikien käsittely (moottoreiden sylinterit, pumput jne.);
• kiillotus  - antaa pinnalle pienen karheuden ja peilipinnan;
• superviimeistely  on viimeinen antaminen ulkoisille, sisäisille ja monimutkaisille profiileille, joilla on korkein tarkkuus ja pintapuhtaus, mukaan lukien timantti superviimeistely (tarkkuusmekanismit, työkalut, erittäin tarkkojen laitteiden osat, työkalut, aseet jne.).

Hiomatyökalut

Teollisuudessa käytettävät hiomamateriaalit on kiinnitettävä tai rakennettava erilaisilla työkaluilla ja koostumuksilla.

Hiomatyökalujen ja koostumusten päätyypit:

• Leikkauslaikat: eri halkaisijat (3500 mm asti), työkerroksen (hioma-) kerroksen leveys, korkeus ja muodot (profiilit) ja kiinnitystavat pyörän runkoon.
• Hiomalaikat: erilaisia ​​hiomamateriaaleja ympyröiden, kiekkojen, kartioiden ja eri profiilien ja halkaisijoiden muodossa.
• Kivet: hioma- ja metallihioma-aineet eri kokoisina ja eri profiileina hiontaan, läppäukseen, superviimeistelyyn.
• Teippi: erileveä synteettinen tai kasviskudottu teippi, jonka yhdeltä tai kahdelta puolelta on liimattu hiomarakeita.
• Hiomapaperi: kankaalle tai paperipohjalle levitetty hankausmateriaali .
• Tahnat : hioma- ja kiillotushionta-aineet tasaisesti jakautuneet sideaineeseen (parafiini, seresiini, öljyhappo, steariini, öljyt, kerosiini jne.).
• Irtonainen hiekka: kuiva hiomahioma vesisuihku-, ultraääni- ja hiekkapuhallukseen.
• Teräsvilla : hankaava työkalu hiontaan ja kiillotukseen.
• Pyörimiskappaleet : geometristen tuotteiden (sylinteri, prisma, kartio, kuutio jne.) muodossa oleva hiomatyökalu, joka on suunniteltu kierrettäväksi .

Hiomaaineet

Hiomamateriaalit luokitellaan kovuuden ( superkova , kova, pehmeä) ja kemiallisen koostumuksen mukaan, ja jauhatusraekoon mukaan (suuri tai karkea, keskikokoinen, hieno, erittäin hieno), raekoko mitataan mikrometreinä tai silmänä .

Hiomarae - Hiomamateriaalin hiukkanen yksikiteisen, monikiteisen tai niiden fragmentin muodossa. [3]

Hiomamateriaalien soveltuvuus riippuu fysikaalisista ja kristallografisista ominaisuuksista; erityisen tärkeää on niiden kyky murtautua teräväkulmaisiksi hiukkasiksi hankauksen yhteydessä. Timantilla on korkein omaisuus. Hiomamateriaalin valinta riippuu käsitellyn ja käsitellyn materiaalin fysikaalisista ominaisuuksista sekä käsittelyvaiheesta (karkea hionta, hionta ja kiillotus ), ja hiomamateriaalin kovuuden on oltava korkeampi kuin käsitellyn materiaalin kovuus. materiaalia (lukuun ottamatta timanttia, joka on käsitelty timantilla).

Hiomamateriaaleille on ominaista kovuus , hauraus , hankauskyky , mekaaninen ja kemiallinen kestävyys .

• Kovuus on materiaalin kykyä vastustaa toisen materiaalin painamista siihen. Kovuus (MN/m²) määritetään puristamalla timanttipyramidi testattavan materiaalin pintaan (esimerkiksi kvartsille 11000-11300, elektrokorundille 18000-24000, timantille 84250-100000).

• Hankauskyvylle on tunnusomaista jauhetun materiaalin määrä aikayksikköä kohti.

• Mekaaninen kestävyys - hankaavan materiaalin kyky kestää mekaanisia kuormituksia hajoamatta leikkaamisen, hionnan ja kiillotuksen aikana. Sille on ominaista puristuslujuus, joka määritetään murskaamalla hiomamateriaalin rakeet, kiinnittämällä kuorma sen tuhoutumishetkellä. Hiomamateriaalien vetolujuus heikkenee lämpötilan noustessa.

• Kemiallinen kestävyys - hankaavien materiaalien kyky olla muuttamatta mekaanisia ominaisuuksiaan, kun ne ovat vuorovaikutuksessa emästen , happojen sekä veden ja orgaanisten liuottimien liuosten kanssa.

Puolijohdemateriaalien mekaaniseen hiontaan ja kiillotukseen käytetyt hiomamateriaalit eroavat rakeiden koon (hienouden) suhteen numeroilla 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25.20, 16, 10, 8 , 6, 5, 4, 3, M40, M28, M20, M14, M10, M7 ja M5, ja ne on jaettu neljään ryhmään:

• jauhata viljaa (nro 200 - 15),
• hiomajauhe (nro 12 - 3),
• mikrohiomajauhe (M63 - M14),
• hienoja mikrojauheita (M10 - M5).

Hiomamateriaalien luokitus rakeisuuslukujen mukaan suoritetaan sirottamalla erikoisseuloja, joiden lukumäärä kuvaa raekokoa. Hiomamateriaalien karkeusluku on tunnusomaista: rajoittava, karkea, emäksinen, monimutkainen ja hieno. Pääfraktion prosenttiosuus on merkitty indekseillä B, P, N ja D.

Tällä hetkellä hiomamateriaaleja louhitaan ja valmistetaan synteettisesti, ja uudet synteettiset materiaalit ovat yleensä tehokkaampia kuin luonnolliset. Alla on luettelo tunnetuista hankaavista materiaaleista.

Luonnolliset hioma-aineet

• Timantti : Alkuainehiilen timanttimainen kuutiomainen allotrooppinen muoto, louhitaan kallioperästä ( kimberliittiputkista ) ja tulvaesiintymistä. Kulutusominaisuuksiltaan arvokkain materiaali. Sen mustaa lajiketta pidetään parhaana - carbonado (karbonaatti), louhitaan Brasiliassa ja Borneon saarella . Toisella sijalla on helmi  - säteittäisesti säteilevä timanttilajike. Markkinoilla levyn nimellä myydään jokainen leikkaamiseen soveltumaton timantti. Kokonaismäärästä 20% carbonadoa, 20% aitoa helmiä, loput on timanttijauhetta ja -paloja. Sitä käytetään kovan kiven käsittelyssä sekä itse timantin hiontaan ja kiillottamiseen .
• Granaattiomena : Luonnollinen mineraali, koostuu: R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO 4 ] 3 , jossa R2 +  on Mg, Fe, Mn, Ca; R 3+  - Al, Fe, Cr.
• Piimaa : Sedimenttikivi , joka koostuu pääasiassa piilevien jäänteistä . Kemiallisesti piimaa on 96 % vesipitoista piidioksidia ( opaali ). Sitä käytetään hienona jauheena kiven ja metallin kiillotukseen.
• Kvartsi : Kiteinen piidioksidi, yksi halvimmista saatavilla olevista hioma-aineista. Kuivuessaan se aiheuttaa silikoosia . Käytä vain vesihuollon yhteydessä. Kvartsi ja piikivi, joissa on conchoidal-murtuma, halkeavat, antavat teräväkulmaisia ​​hiukkasia. Niitä käytetään jauheena pehmeiden kivien ( marmorin ) käsittelyyn, hiekkapuhalluskoneissa metallinkäsittelyyn, kivien puhdistukseen rakennusteollisuudessa ja hiontanahojen valmistukseen. Flint - kyhmyistä valmistettiin palloja kuulamyllyihin.
• Korundi : Kiteistä alumiinioksidia, joka on sama kuin safiiri , louhitaan sijoituksissa ja joskus malmeissa. Louhittu korundimalmi murskataan, rikastetaan ja lajitellaan raekoon mukaan. Sitä käytetään jauheena ja keinotekoisten ympyröiden, tankojen ja nahkojen valmistukseen siitä.
• Punainen rautakivi : laajalle levinnyt rautamineraali Fe 2 O 3 . Erityisen puhtaissa lajikkeissa sitä käytetään raudan ja lasin kiillotukseen.
• Liitu : Kalsiumkarbonaatti , hienohionta -aineille (lippaus, kiillotus ).
• Emery : Luonnollinen mineraali, koostuu: korundista ja magnetiitista - musta magneettinen rautaoksidi Fe 3 O 4
• Hohkakivi : kuplivaa vulkaanista lasia. Soveltuu hohkakiven hiontaan ohuilla lasilevyillä, jotka muodostavat väliseinän solujen väliin. Paras hohkakivi on Liparin saarelta , lähellä Sisiliaa . Sitä käytetään puun, pehmeiden kivien ja metallien hiontaan.
• Maasälpä : Ryhmä kiviä muodostavia mineraaleja silikaattiluokasta . Useimmat maasälpät edustavat isomorfisen sarjan K[AlSi 3 O 8 ] - Na[AlSi 3 O 8 ] - Ca[Al 2 Si 2 O 8 ] kolmiosaisen järjestelmän kiinteitä liuoksia, joiden päätyosat ovat vastaavasti albiitti (Ab), ortoklaasi (Or), anortiitti (An). Jauhettuna, liimattuina kankaalle tai paperille, sitä käytetään tapauksissa, joissa tarvitaan pehmeää hiomamateriaalia.
• Tripol : löysä tai heikosti sementoitunut, hienohuokoinen opaali sedimenttikivi . Sitä käytetään hienona jauheena kiven ja metallin kiillotukseen.

Synteettiset hioma-aineet

Alla on luettelo GOST 21445-84:ssä kiinnitetyistä hankaavista materiaaleista. On tapana viitata hankaaviin materiaaleihin vain materiaaleihin, jotka ovat GOST:n mukaisia. Jokaiselle konseptille on yksi standardoitu termi. Synonyymien termien käyttö standardoidulle termille on kielletty. [3]

• Synteettinen timantti on keinotekoisesti valmistettu timantti. Synteesi korkeassa paineessa, kovien metalliseosten, kiven, lasin, ei-rautametallien käsittely.
• Kuutioinen boorinitridiboratsoni (Venäjällä kuutioboorinitridi tunnetaan nimellä elbor ): Synteesi korkeassa paineessa, käytetään hiottaessa osia eri teräksistä ja seoksista.
• Boorikarbidi (B 4 C): tulenkestävä seos, kovuudellaan toiseksi timantin jälkeen. Sitä käytetään kovien metalliseosten, lasin ja rautametallien käsittelyyn.
• Piikarbidi (SiC) tai Carborundum : Piin ja hiilen kemiallinen yhdiste. Saatiin ensimmäisen kerran sähköuunissa vuonna 1891. Amerikkalaista pidetään parhaana - Carborundum C °, Norton; Saksa on huonompi epäpuhtauksien takia. Mitä pienempi sen jyvien koko on, sitä suurempi on niiden lujuus. Sitä käytetään jauheena tekopyörien ja -nahkojen valmistukseen kovien metalliseosten, ei-rautametallien ja titaanin käsittelyyn.
• Sähkökorundi (Al 2 O 3 ): kiteinen alumiinioksidi. Sitä käytetään rautametallien, joskus kiven ja lasin jalostukseen.

• Normaali elektrokorundi - bauksiitista valmistettu sähkökorundi.

• Valkoinen elektrokorundi - Alumiinioksidista valmistettu sähkökorundi.

• Monokorundi - Yksikiteiden muodossa oleva sähkökorundi, joka on valmistettu alumiinioksidia ja rikkiä sisältävistä raaka-aineista hajottamalla oksisulfidikuonaa.
• Zirkonium elektrokorundi - Elektrokorundi, valmistettu alumiinioksidia sisältävistä ja zirkoniumia sisältävistä raaka-aineista, jolle on tunnusomaista korundi-baddeleyiitin eutektinen rakenne.
• Seostettu elektrokorundi - Alumiinioksidia sisältävistä raaka-aineista valmistettu sähkökorundi, johon on lisätty seosaineita, jotka muodostavat kiinteän liuoksen korundin kanssa.
• Pinnoitettu hioma - Hiomamateriaali, jossa hiomarakeiden pinta on päällystetty kerroksella toista materiaalia. Pinnoitemateriaalista riippuen erotetaan metallipäällysteiset hioma-aineet ja ei-metallipäällysteiset hioma-aineet.

Uusia lupaavia hiomamateriaaleja kehitetään:

• Hiilinitridi C 3 N 4
• Titaanikarbidin (TiC) ja skandiumkarbidin (Sc 4 C 3 ) seos

Erikseen on korostettava magneettis-hiomakäsittelymenetelmää ja materiaaleja sen toteuttamiseksi. Menetelmän ydin on korkean hankaavin ja magneettisten ominaisuuksien omaavien materiaalien käyttö, mikä mahdollistaa ns. pehmeän käsittelyn ja kiillotuksen korkeammalla tasolla.

Kirjallisuus

• Kremen Z.I., Juriev V.G., Baboshkin A.F. Hiontatekniikka koneenrakennuksessa.
• Elbor koneenrakennuksessa / Toim. V. S. Lisanov. - L .: Mashinostroenie, 1978.
• Puhallus: Opas tehokkaaseen hiomapuhallukseen / Kozlov D.Yu. - Jekaterinburg: Origami ID LLC, 2007. - 216 s. - 1000 kappaletta.  - ISBN 978-5-9901098-1-0 .
• Tekninen tietosanakirja / Ch. toim. Martens L.K. - Moskova: Elektroniset ja perinteiset sanakirjat, 2005. - ISBN 5-86460-132-2 .
• Ohjeet tarkastajien kouluttamiseen maalaustyön visuaaliseen ja mittaavaan laadunvalvontaan / Ch. toim. Pirogov V. D .. - Jekaterinburg: LLC Kustantaja "Origami", 2009. - 202 s. - ISBN 978-5-9901098-1-5 .
• GOST R 52381-2005 (ISO 8486-1:1996, ISO 6344-2:1998, ISO 9138:1993, ISO 9284:1992) Hankaavat materiaalit. Jauhatusjauheiden raekoko ja raekoostumus. Viljan valvonta.
• GOST 21445-84 (ST SEV 4403-83) Hiomamateriaalit ja työkalut. Termit ja määritelmät.

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 Hiomamateriaalit // Kazakstan. Kansallinen tietosanakirja . - Almaty: Kazakstanin tietosanakirjat , 2004. - T. I. - ISBN 9965-9389-9-7 .  (Venäjän kieli) (CC BY SA 3.0)
2. ↑ Euroopan hiomatuotteiden tuottajien liitto. Euroopan hiomatuotteiden valmistajien liitto.
3. ↑ 1 2 GOST 21445-84 (ST SEV 4403-83) Hiomamateriaalit ja työkalut. Termit ja määritelmät.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Iso venäläinen maailman ympäri Britannica (verkossa) Universalis