Абразивные инструменты, область применения в санитарной технике

Определение, классификация и свойства абразивных материалов.

Материалы для уплотнения сальников арматуры.

Для уплотнения сальников арматуры используют различные набивочные материалы (набивки). Эксплуатационные свойства их зависят в основном от состава и структуры материала.

По составу набивки делятся на асбестовые и безасбестовые (на основе хлопка, лубяных и химических волокон), сухие (чистые и графитированные) и пропитанные (жировым, графитоклеевым составами, суспензией фторопласта), армированные (латуннойпроволокой). По структуре плетения они могут быть сквозного, комбинированного (диагонального), одно- и многослойного оплетения сердечника, крученые, плетеные и скатанные с прямоугольной, квадратной и круглой формами сечения шнура.

В качестве асбестосодержащих набивок используют асбестовые нити и шнуры. Однако их не рекомендуется применять дня уплотнения кранов и вентилей с питьевой водой.

Асбестовые шнуры (ГОСТ 1779) являются изделиями круглого или квадратного сечения и выпускаются марок АС, АСС, АПР-31 и др. Плетеная хлопчатобумажная набивка тоже представляет собой шнур круглого или квадратного сечения размером 6...50 мм, сплетенный из хлопчатобумажных нитей. Плетеные набивки из графлекса изготовляются в виде гибких жгутов квадратного сечения диагональным (сквозным) плетением. Жгуты могут быть армированными хлопчатобумажной нитью, стеклонитью, металлической проволокой, стеклотканью и комбинированными. Терморасширенный графит (ТРГ) получают из чешуйчатого кристаллического природного графита путем термической обработки при температуре 1000... 1100 °С.

Наиболее широкое применение материалы из терморасширенного графита нашли в качестве сальниковых уплотнений узлов трения и фланцевых прокладок энергетической трубопроводной арматуры, трубопроводной арматуры общепромыш­ленного применения, центробежных и вихревых насосов, трубопроводов, теплообменных сосудов и другого оборудования тепловых и атомных электростанций, а также предприятий нефтехимического комплекса.

Абразивные материалы (от лат. abrasio — соскабливаю) — это материалы, обладающие высокой твердостью и используемые в свободном или связанном состоянии для механической обработки поверхности раз­личных материалов. В современном представлении абразивные материалы (абразивы) — это, как правило, сыпучие материалы, полученные путем дробления и рассева природных кристаллических минералов или искусственных (синтетических) материалов. Их называют еще шлифовальные материалы, шлифзерно, абразивное зерно и т.п. Принцип их действия заключается в удалении слоя материала обрабатываемой поверхности острыми выступами абразива.

Абразивные материалы используются в процессах шлифо­вания, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и при окончательной обработке различных металлических и неметаллических изделий. Материалом для их изготовления могут быть как продукты природного происхождения, так и искусственно созданные (синтетические).

Природные абразивные материалы:

• алмаз природный является кристаллической модификацией углерода, т.е. состоит из одного химического элемента. В природе встречается в виде небольших кристаллов различной формы от 0,005 до нескольких карат (карат равен 0,2 г). Алмазы бывают бесцветные или окрашенные в различные тона: желтые, темно-зеленые, серые, черные, фиолетовые, красные, голубые и др. Алмаз обладает наибольшей твердостью из всех известных в природе материалов. Твердость по минералогической шкале Мооса — 10. На мировом рынке различают два вида алмазов — ювелирные и технические.

· корунд представляет собой горную породу, состоящую из кристаллического безводного глинозема (оксида алюминия) с примесями других металлов. В лучших образцах корунда содержится до 95 % оксида алюминия. Характеризуется большой химической стойкостью и высокой температурой плавления (2020...2050 °С). Корунд более вязкий и менее хрупкий, чем наждак, и обладает большей твердостью. Твердость по минералогической шкале Мооса - 9. Как абразивный материал корунд применяется для изготовления шлифовальных, полиро­вальных порошков, для резки металла, твердых камней, стекла;

· наждак — мелко- и тонкозернистая горная порода, в которой корунд находится в тесном срастании с другими минералами (магнетитом, сульфидами металлов). По абразивной способности незначительно уступает корунду. Твердость по Моосу — 7...8. Наждак, содержащий до 60 % корунда, используется в качестве природного абразивного материала. Легко измельчается и используется для изготовления абразивно-доводочных материалов, отделки лестничных ступеней, полов, тротуаров и самой дешевой наждачной бумаги;

· кварц - природный минерал (кристаллический диоксид кремния Si0₂). Один из наиболее доступных абразивных мате­риалов. Твердость по минералогической шкале Мооса — 7. На основе кварца изготовляют так называемую стеклянную шкурку;

· пемза — тонкопористый и поэтому очень легкий (не тонет в воде) природный материал вулканического происхождения. Легко измельчается при сравнительно высокой твердости (по шкале Мооса — 6);

· технический мел представляет собой порошкообразный материал, который получают из природного известняка или мела. Состоит в основном из мельчайших аморфных частиц углекислого кальция. Используют для приготовления полировальных материалов по обработке благородных, а также цветных металлов и их сплавов.

Синтетические абразивные материалы:

· алмазы синтетические получают синтезом из графита при высоких значениях давления и температуры. Варьирование условий синтеза позволяет получать кристаллы разных размеров (до 4 мм), степени совершенства, чистоты, а следовательно, и с заданными физико-механическими характеристиками. Практически они имеют те же физические и химические свойства, что и природные алмазы. Выпускаются обыкновенной, повышенной и высокой прочности. Используются для обработки твердых сплавов, камня, стекла и цветных металлов;

· нитрид бора (в США — боразон, в СНГ — элъбор и кубонит) получают путем синтеза бора при высоких значениях давления и температуры. Кристаллическая решетка нитрида бора является алмазоподобной, т.е. она такого же строения, как и решетка алмаза, но содержит атомы бора (44,3 %) и азота (56,4 %) и имеет несколько большие параметры. Нитрид бора по сравнению с алмазом меньшей твердости, но более высокой теплостойкости (до 1200 °С) и нейтрален к железу, т.е. не вступает с ним в химическое взаимодействие.

· карбид бора представляет собой соединение бора с углеродом. Твердость и абразивная способность зерен карбида бора ниже, чем алмазов и зерен из нитрида бора, но выше, чем зерен из электрокорунда и карбида кремния. Карбид бора используется в порошках и пастах для доводки изделий из твердых материалов. Практикой установлено, что карбид бора рационально применять для притирки точных конических и фасонных поверхностей;

· карбид кремния (карборунд) представляет собой химическое соединение углерода с кремнием. Имеет исключительно высокую твердость, уступая только алмазу и карбиду бора. Устойчив в различных химических средах, в том числе при высоких температурах. Кристаллы карборунда бесцветные и имеют алмазный блеск.

· электрокорунды (белый, нормальный, хромистый, титанистый, монокорунд и др.) представляют собой искусственно синтезированные корунды в результате термической обработки различного высокоглиноземистого сырья (бокситов). Исполь­зуют для приготовления абразивно-доводочных материалов;

· нитрид углерода — соединение азота с углеродом. Считается высококачественным абразивным материалом;

· оксид хрома представляет собой порошок темно-зеленого цвета. 5 виде порошков используется для приготовления мягких полировальных паст, применяющихся при тонкой обработке стальных деталей и деталей из цветных металлов и неметаллов (например, полировальная паста ГОИ);

· 0ксид алюминия (глинозем) представляет собой порошок белого цвета, полученный прокаливанием оксида алюминия с примесью других веществ. Размолотый, промытый и хорошо отшлифованный порошок просушивают. Оксид алюминия в виде порошков идет для приготовления тонких паст, используемых для обработки стальных, чугунных деталей, а также деталей из стекла и пластмасс.

· Основными качественными характеристиками абразивных материалов являются форма и крупность абразивных зерен, их прочность, твердость, вязкость, хрупкость, абразивная способность, минеральный и гранулометрический (зернистость) состав.

· Абразивное зерно представляет собой кристаллический осколок ( кристаллит), состоящий из множества мелких кристаллов, ревущей кромкой у которого является ребро.

· Зернистость характеризует размер и однородность абразивных материалов основной (преобладающей) фракции и выражается в метрической и дюймовой системах. В

· Твердость абразивных материалов устанавливается методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытываемого материала (МПа) либо по различным шкалам, в том числе минералогической шкале Мооса. Шкала представляет собой список определенных материалов, расположенных в порядке возрастающей твердости, где любое последующее тверже предыдущего и может его царапать. По твердости абразив­ные материалы подразделяются на сверхтвердые, твердые и мягкие и делятся на 10 классов, причем твердость десятого (наивысшего класса) соответствует твердости алмаза

· Твердость абразивных инструментов оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость абразивного инструмента, а также на характер его изнашивания в процессе резания.

· Абразивная способность характеризуется массой снимаемого при шлифовании материала до затупления зерен. По абразивной способности абразивные материалы располагаются в следующем порядке: алмаз, нитрид бора, карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень и др.

Абразивные материалы и инструменты по способу применения подразделяются на три группы:

1.)свободные абразивы, используемые в свободном состоянии в виде зерен, порошков для пескоструйной или ручной обработки поверхности и в составе абразивных паст, суспензий и гелей;

2.)абразивы в связке используются в виде зерен, скрепленных связкой в различные по форме и назначению абразивные инструменты на жесткой основе. Они могут быть в виде дисков, кругов, брусков и т.п.;

3.)абразивные покрытия получают нанесением на гибкую основу (ткань, бумагу и др.) абразивных зерен и закреплением их с помощью клеев и смол.

Связка должна исключать преждевременное выкрашивание отдельных зерен, их залипание и не должна захватывать частицы срезанного материала. Связки могут быть металлическими и неметаллическими.

Металлические связки применяют только для инструментов, в которых абразивом служит природный или синтетический алмаз.

Неметаллические связки могут быть органического (вулканическая или бакелитовая) или неорганического (керамическая) происхождения.

Керамическую связку получают из глиняных масс, которые в процессе обжига превращаются в стекло или фарфор. Она обладает высокой огнеупорностью, химической стойкостью и водостойкостью. К недостаткам следует отнести хрупкость и, как следствие, непригодность для работ с высокой ударной нагрузкой.

Точность размеров и геометрической формы абразивного инструмента характеризуется тремя классами — АА, А и Б.

Разновидности. Диски получают путем нанесения абразивного материала на сетчатую основу и используют для полирования и зачистки поверхностей. Жесткие сетчатые диски, изготовленные на основе стекловолокна и лавсана, пригодны для разрезки небольших деталей из дорогостоящих материалов. Если нанести абразивный материал на фибровую основу (целлюлоза, пропитанная хлористым цинком), то получится фибровый диск для зачистки и полирования.

Отрезные и шлифовальные круги изготовляют на бакелитовых, металлических и керамических связках (рис. 12.1). При производстве отрезных и шлифовальных кругов на бакелитовой связке используются электрокорунд белый и нормальный, их смеси, карбид кремния черный и зеленый. В качестве основы бакелитовой связки используются порошкообразная фенолоформальдегидная смола и неорганические наполнители (криолит или пирит).

В качестве абразива обычно используют электрокорунд (нормальный, легированный, белый) и реже — карбид кремния (черный, зеленый).

Бруски представляют собой стержни из связки (керамической или бакелитовой) с распределенным в ней абразивом. Единой мировой классификации брусков нет.

Шлифовальная шкурка (шлифшкурка, наждачная бумага) представляет собой измельченный абразивный материал, нанесенный одним или несколькими слоями на гибкую основу из бумаги, ткани или синтетического материала (рис. 12.2). Выбор основы обусловлен нагрузками при шлифовании.

Шлифовальные ленты представляют собой ткани разной ширины с приклеенными на них с одной или двух сторон зернами абразивных материалов. Шлифовальные ленты различают по виду основы (на бумажной, тканевой, комбинированной, поролоновой, нетканой), по отношению связующего вещества и основы к воде и другим жидкостям (для сухого и мокрого шлифования), по виду и величине зерен применяемого абразива и другим показателям.

Шлифовальные пасты представляют собой абразивные микропорошки (пемзы, трепела, карбида кремния, электрокорунда и др.), растертые на легкорастирающихся связующих веществах (раствор невысыхающих масел, парафин, технический вазелин, воск и др.). Растворителями служат скипидар, уайт-спирит, керосин, бензин, разбавителем — вода. Пасты могут быть жидкие, мазеобразные и твердые.

Большинство абразивных паст и порошков для шлифования, тонкого полирования и притирки изготовляют на основе только двух оксидов металлов — оксида железа и оксида хрома.

Оксид хрома представляет собой темно-зеленые кристаллы, используемые для приготовления полировочных составов, известных как паста ГОИ.

К абразивным инструментам относятся также и многочисленные напильники, рашпили и надфили.

Свободное зерно (шлифовальные порошки) в отличие от паст — сухие не связанные абразивные зерна (трепела, пемзы и др.). При шлифовании к порошкам, как правило, добавляют смачивающие жидкости — скипидар, керосин, масло или воду.

Щетки могут быть различной формы с металлической или синтетической щетиной.

Дата добавления: 2015-04-24