აბრაზიული დამუშავება

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                  აბრაზიული დამუშავება

(ფრ. abrasif - სახეხი, ლათ. abradere-დან - გახეხვა) - ეს არის მასალები მაღალი სიმტკიცით და გამოიყენება სხვადასხვა მასალის ზედაპირული დასამუშავებლად: ლითონები, კერამიკული მასალები, ქანები, მინერალები, მინა, ტყავი, რეზინი და სხვა  . GOST 21445-84-ის შესაბამისად, აბრაზიული მასალა არის ბუნებრივი ან ხელოვნური მასალა, რომელსაც შეუძლია აბრაზიული დამუშავება.

აბრაზიული მასალები გამოიყენება დაფქვის, გაპრიალების, დახვეწის, ზედაპირების, ჭრის მასალების პროცესებში და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ლითონის და არალითონური მასალების ბლანკ წარმოებასა და დასრულებაში.

დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყენებოდა ბუნებრივი აბრაზიული მასალები (ზურაბი, პემზა, კორუნდი, ბრილიანტი, კვარცი), მე-19 საუკუნის ბოლოდან გამოიყენებოდა ხელოვნური (ელექტროკორუნდი, სილიციუმის კარბიდი, ბორის კარბიდი, მონოკორუნდი, სინთეზური ბრილიანტი, და სხვა).

სიმტკიცე (MN/m²) განისაზღვრება ბრილიანტის პირამიდის დაჭერით შესამოწმებელი მასალის ზედაპირზე (მაგალითად, კვარცისთვის 11000-11300, ელექტროკორუნდისთვის 18000-24000, ბრილიანტისთვის 84250-100000). აბრაზიული უნარი ხასიათდება დაფქვის დროს ამოღებული მასალის მასით შემდეგი თანმიმდევრობით: ბრილიანტი, ბორის ნიტრიდი, სილიციუმის კარბიდი, მონოკორუნდი, ელექტროკორუნდი, ზურმუხტი, კაჟი. ხისტი და მოქნილი აბრაზიული ხელსაწყოები მზადდება აბრაზიული მასალებისგან, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება ინჟინერიის ყველა დარგში, განსაკუთრებით საკისრების წარმოებაში.

იხ. ვიდეო -  magnetic abrasive machining  - Magnetic abrasive machining is a machining process which utilizes magnetic force together with the abrasive action for the internal finishing of the capillary tubes as well as for

internal surfaces of pipe, and it can achieve highly finished surfaces that conventional

techniques never achieve. The main aim of the machine is to provide improvement in surface finish and material removal rate.

აბრაზიული დამუშავების სახეები

არსებობს აბრაზიული დამუშავების შემდეგი ტიპები:

მრგვალი სახეხი - ლილვების და ხვრელების ცილინდრული და კონუსური ზედაპირების დამუშავება;

ბრტყელი სახეხი - სიბრტყეებისა და ბრტყელი ზედაპირების შეჯვარების დამუშავება;

ცენტრალიზებული დაფქვა - დამუშავება გარე და შიდა ზედაპირების ფართომასშტაბიან წარმოებაში (ლილვები, საყრდენი გალიები და ა.შ.);

ცენტრალიზებული ქამარი სახეხი - გარე ზედაპირები რთული პროფილების ჩათვლით;

რთული პროფილების ქამრების დაფქვა - მაგალითად, ტურბინის პირების დაფქვა;

ბლანკების ჭრა და ჭრა - შესყიდვა და აწყობის წარმოება, კონსტრუქციების დემონტაჟი;

ლაპინგი - ზედაპირების აბრაზიული შეფუთვა (მაგალითად, უნაგები და დიზელის საქშენის ნემსი);

ჰიდროაბრაზიული დამუშავება - რეაქტიული და ჩამოსხმა (ჩამოსხმა, ჭურჭელი, აპარატურა და ა.შ.);

ულტრაბგერითი დამუშავება - ხვრელების გაღება მყარ შენადნობებში, გატეხილი ხელსაწყოების ამოღება, ჩიპების დამზადება;

მაგნიტურ-აბრაზიული დამუშავება - მაგნიტურ-აბრაზიული ფხვნილით დამუშავება მაგნიტურ ველში;

honing - ხვრელების დამუშავება (ძრავების ცილინდრები, ტუმბოები და ა.შ.);

გაპრიალება - ზედაპირს ანიჭებს მცირე უხეშობას და სარკის დასრულებას;

სუპერფინიში არის უმაღლესი სიზუსტის და ზედაპირის სისუფთავის გარე, შიდა და კომპლექსური პროფილების საბოლოო მიცემა, მათ შორის ბრილიანტის ზედაპირები (ზუსტი მექანიზმები, ხელსაწყოები, ძალიან ზუსტი მოწყობილობების ნაწილები, ხელსაწყოები, იარაღი და ა.შ.).

აბრაზიული ნაწილაკების ზომა მერყეობს 2 მმ-ის ფარგლებში (დიდი ფრაქცია) - 40 მიკრონი.

აბრაზიული მასალები კლასიფიცირდება სიხისტის (ზემყარი, მყარი, რბილი) და ქიმიური შემადგენლობით, და სახეხი მარცვლის ზომით (დიდი ან უხეში, საშუალო, წვრილი, ზედმეტი წვრილი), მარცვლის ზომა იზომება მიკრომეტრებში ან ბადეებში.

აბრაზიული მარცვალი - აბრაზიული მასალის ნაწილაკი ერთი ბროლის, პოლიკრისტალის ან მათი ფრაგმენტების სახით.

აბრაზიული მასალების ვარგისიანობა დამოკიდებულია ფიზიკურ და კრისტალოგრაფიულ თვისებებზე; განსაკუთრებული მნიშვნელობა ენიჭება მათ უნარს, დაარღვიონ მკვეთრი კუთხოვანი ნაწილაკები აბრაზიის დროს. ალმასს აქვს უმაღლესი ქონება. აბრაზიული მასალის არჩევანი დამოკიდებულია დამუშავებული და დამუშავებული მასალის ფიზიკურ თვისებებზე, ასევე დამუშავების სტადიაზე (უხეში დაფქვა, დაფქვა და გაპრიალება), ხოლო აბრაზიული მასალის სიმტკიცე უნდა იყოს დამუშავებულის სიხისტეზე მაღალი. მასალა (გარდა ბრილიანტისა, რომელიც დამუშავებულია ბრილიანტით).

აბრაზიულ მასალებს ახასიათებთ სიმტკიცე, მტვრევადობა, აბრაზიული უნარი, მექანიკური და ქიმიური წინააღმდეგობა.

სიხისტე არის მასალის უნარი, გაუძლოს მასში სხვა მასალის დაჭერას. სიმტკიცე (MN/m²) განისაზღვრება ბრილიანტის პირამიდის დაჭერით შესამოწმებელი მასალის ზედაპირზე (მაგალითად, კვარცისთვის 11000-11300, ელექტროკორუნდისთვის 18000-24000, ბრილიანტისთვის 84250-100000).

აბრაზიული უნარი ხასიათდება დაფქული მასალის რაოდენობით დროის ერთეულზე.

მექანიკური წინააღმდეგობა - აბრაზიული მასალის უნარი გაუძლოს მექანიკურ დატვირთვას ჭრის, დაფქვისა და გაპრიალების დროს დაშლის გარეშე. მას ახასიათებს კომპრესიული ძალა, რომელიც განისაზღვრება აბრაზიული მასალის მარცვლის დამსხვრევით, დატვირთვის დაფიქსირებით მისი განადგურების მომენტში. აბრაზიული მასალების დაჭიმვის სიმტკიცე მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

ქიმიური წინააღმდეგობა - აბრაზიული მასალების უნარი არ შეცვალოს მათი მექანიკური თვისებები, ურთიერთქმედებაში მყოფი ტუტეების, მჟავების ხსნარებთან, აგრეთვე წყალში და ორგანულ გამხსნელებთან.

აბრაზიული მასალები, რომლებიც გამოიყენება ნახევარგამტარული მასალების მექანიკური დაფქვისა და გასაპრიალებლად, განსხვავდება მარცვლების ზომით (წვრილებით) ნომრებით 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25.20, 16, 10, 8, . 5, 4, 3, M40, M28, M20, M14, M10, M7 და M5 და იყოფა ოთხ ჯგუფად:

მარცვლეულის დაფქვა (200-დან 15-მდე),

ქვიშის ფხვნილი (No12-დან 3-მდე),

მიკროსახეხი ფხვნილი (M63-დან M14-მდე),

წვრილი მიკროფხვნილები (M10-დან M5-მდე).

აბრაზიული მასალების კლასიფიკაცია მარცვლოვნების ნომრების მიხედვით ხორციელდება სპეციალურ საცერებზე გაფანტვით, რომელთა რაოდენობა ახასიათებს მარცვლის ზომას. აბრაზიული მასალების მარცვლოვანი რაოდენობა ხასიათდება წილადით: შემზღუდველი, უხეში, ძირითადი, რთული და წვრილი. ძირითადი წილადის პროცენტი აღინიშნება B, P, N და D ინდექსებით.

ამჟამად, აბრაზიული მასალების მოპოვება და წარმოება ხდება სინთეზურად, ხოლო ახალი სინთეზური მასალები ჩვეულებრივ უფრო ეფექტურია, ვიდრე ბუნებრივი. ქვემოთ მოცემულია ცნობილი აბრაზიული მასალების სია.

ბუნებრივი აბრაზიული საშუალებები

ბრილიანტი: ელემენტარული ნახშირბადის ალმასის მსგავსი კუბური ალოტროპული ფორმა, მოპოვებული პირველადი (კიმბერლიტის მილები) და ალუვიურ საბადოებში. ყველაზე ღირებული მასალა მისი აბრაზიული თვისებების თვალსაზრისით. საუკეთესოა მისი შავი ჯიში - კარბონადო (კარბონატი), მოპოვებული ბრაზილიაში და კუნძულ ბორნეოზე. მეორე ადგილს იკავებს მძივი - ბრილიანტის რადიალურად გასხივოსნებული ჯიში. ბაზარზე, დაფის სახელწოდებით, იყიდება ჭრისთვის უვარგისი ყველა ბრილიანტი. საერთო ჯამში 20% კარბონადო, 20% ნამდვილი მძივი, დანარჩენი არის ბრილიანტის ფხვნილი და ფრაგმენტები. გამოიყენება როგორც მყარი ქვის დასამუშავებლად, ასევე თავად ალმასის დასაფქვავად და გასაპრიალებლად.

ბროწეული: ბუნებრივი მინერალი, შედგენილი: R2+3 R3+2 [SiO4]3, სადაც R2+ არის Mg, Fe, Mn, Ca; R3+ - Al, Fe, Cr.

დიატომიური დედამიწა: დანალექი ქანები, რომელიც ძირითადად შედგება დიატომის ნარჩენებისგან. ქიმიურად, დიატომა დედამიწა არის 96% წყალგაუმტარი სილიციუმი (ოპალი). იგი გამოიყენება როგორც წვრილი ფხვნილი ქვის და ლითონის გასაპრიალებლად.

კვარცი: კრისტალური სილიციუმი, ერთ-ერთი ყველაზე იაფი აბრაზიული საშუალება. როდესაც მშრალი ხდება, იწვევს სილიკოზს. გამოიყენეთ მხოლოდ წყალმომარაგებასთან ერთად. კვარცი და კაჟი კონქოიდური მოტეხილობით, გაყოფისას იძლევა მწვავე კუთხოვანი ნაწილაკებს. ისინი გამოიყენება ფხვნილში რბილი ქვების დასამუშავებლად (მარმარილო), ქვიშის აფეთქების მანქანებში ლითონის დამუშავებისთვის, ქვების გასაწმენდად სამშენებლო ინდუსტრიაში და სახეხი ტყავის დასამზადებლად. კაჟის კვანძები გამოიყენებოდა ბურთის წისქვილებისთვის ბურთულების დასამზადებლად.

კორუნდი: კრისტალური ალუმინა, ასევე ცნობილი როგორც საფირონი, მოიპოვება პლაცერებში და ზოგჯერ მადნებში. მოპოვებული კორუნდის მადანი დაქუცმაცებულია, გამდიდრებულია და მარცვლის ზომით დახარისხებულია. იგი გამოიყენება ფხვნილში და მისგან ხელოვნური წრეების, ზოლებისა და ტყავის დასამზადებლად.

წითელი რკინის საბადო: ფართოდ გავრცელებული რკინის მინერალი Fe2O3. განსაკუთრებით სუფთა ჯიშებში გამოიყენება რკინისა და მინის გასაპრიალებლად.

ცარცი: კალციუმის კარბონატი, წვრილი აბრაზიული გამოყენებისთვის (ლაპინგი, გასაპრიალებელი).

ზურმუხტი: ბუნებრივი მინერალი, შედგება: კორუნდისა და მაგნეტიტისგან - შავი მაგნიტური რკინის ოქსიდი Fe3O4

პემზა: ბუშტუკოვანი ვულკანური მინა. ვარგისია პემზის ქვის დასაფქვავად თხელი მინის ფირფიტებით, რომლებიც ქმნიან ტიხრებს უჯრედებს შორის. საუკეთესო პემზა არის კუნძულ ლიპარიდან, სიცილიასთან ახლოს. გამოიყენება ხის, რბილი ქვებისა და ლითონების დასაფქვავად.

ფელდსპარი: ქანების შემქმნელი მინერალების ჯგუფი სილიკატური კლასიდან. ფელდსპარების უმეტესობა წარმოადგენს K[AlSi3O8] - Na[AlSi3O8] - Ca[Al2Si2O8] იზომორფული სერიის სამჯერადი სისტემის მყარი ხსნარების წარმომადგენლებს, რომელთა ბოლო წევრები, შესაბამისად, არის ალბიტი (Ab), ორთოკლაზა (Or), ანორტიტი. (ან). დაფქული სახით, ტილოზე ან ქაღალდზე გაკრული, გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა რბილი სახეხი მასალა.

ტრიპოლი: ფხვიერი ან სუსტად ცემენტირებული, წვრილად ფოროვანი ოპალის დანალექი ქანები. იგი გამოიყენება როგორც წვრილი ფხვნილი ქვის და ლითონის გასაპრიალებლად.

სინთეზური აბრაზივები

ქვემოთ მოცემულია GOST 21445-84-ში დაფიქსირებული აბრაზიული მასალების სია. ჩვეულებრივ, აბრაზიულ მასალებს ეხება მხოლოდ ის მასალები, რომლებიც შეესაბამება GOST-ს. თითოეული კონცეფციისთვის არის ერთი სტანდარტიზებული ტერმინი. სტანდარტიზებული ტერმინისთვის სინონიმური ტერმინების გამოყენება აკრძალულია.

სინთეტიკური ბრილიანტი არის ხელოვნურად დამზადებული ბრილიანტი. სინთეზი მაღალ წნევაზე, მყარი შენადნობების, ქვის, მინის, ფერადი ლითონების დამუშავება.

კუბური ბორის ნიტრიდი ბორაზონი (რუსეთში, კუბური ბორის ნიტრიდი ცნობილია როგორც ელბორი): სინთეზი მაღალ წნევაზე, გამოიყენება სხვადასხვა ფოლადისა და შენადნობების ნაწილების დაფქვისას.

ბორის კარბიდი (B4C): ცეცხლგამძლე ნაერთი, სიხისტეში მხოლოდ ალმასის შემდეგ. გამოიყენება მძიმე შენადნობების, მინის, შავი ლითონების დასამუშავებლად.

სილიციუმის კარბიდი (SiC) ან კარბორუნდი: სილიციუმის ქიმიური ნაერთი ნახშირბადთან. პირველად მიიღეს ელექტრო ღუმელში 1891 წელს. ამერიკული ითვლება საუკეთესოდ - Carborundum C °, Norton; გერმანული მინარევების გამო უარესია. რაც უფრო მცირეა მისი მარცვლების ზომა, მით მეტია მათი სიძლიერე. იგი გამოიყენება ფხვნილის სახით ხელოვნური ბორბლებისა და ტყავის დასამზადებლად მძიმე შენადნობების, ფერადი ლითონებისა და ტიტანის დასამუშავებლად.

ელექტროკორუნდი (Al2O3): კრისტალური ალუმინის ოქსიდი. იგი გამოიყენება შავი ლითონების, ზოგჯერ ქვის და მინის დასამუშავებლად.

ნორმალური ელექტროკორუნდი - ელექტროკორუნდი დამზადებული ბოქსიტისაგან.

თეთრი ელექტროკორუნდი - ალუმინისგან დამზადებული ელექტროკორუნდი.

მონოკორუნდი - ელექტროკორუნდი ერთკრისტალების სახით, დამზადებულია ალუმინის შემცველი და გოგირდის შემცველი ნედლეულისგან ოქსისულფიდური წიდის დაშლის გზით.

ცირკონიუმის ელექტროკორუნდი - ელექტროკორუნდი, დამზადებული ალუმინის შემცველი და ცირკონიუმის შემცველი ნედლეულისგან, რომელიც ხასიათდება კორუნდ-ბადდელიტის ევტექტიკური სტრუქტურით.

შენადნობი ელექტროკორუნდი - ელექტროკორუნდი დამზადებულია ალუმინის შემცველი ნედლეულისგან, შენადნობი ელემენტების დამატებით, რომლებიც ქმნიან მყარ ხსნარს კორუნდით.

დაფარული აბრაზიული - აბრაზიული მასალა, რომელშიც აბრაზიული მარცვლების ზედაპირი დაფარულია სხვა მასალის ფენით. დამოკიდებულია იმაზე საფარი მასალა, განასხვავებენ ლითონის დაფარული აბრაზიული და არამეტალის დაფარული აბრაზიული

მუშავდება ახალი პერსპექტიული აბრაზიული მასალები:

ნახშირბადის ნიტრიდი C3N4

ტიტანის კარბიდის (TiC) და სკანდიუმის კარბიდის შენადნობი (Sc4C3)

ცალკე, აუცილებელია გამოვყოთ მაგნიტურ-აბრაზიული დამუშავების მეთოდი და მისი განხორციელების მასალები. მეთოდის არსი მდგომარეობს მაღალი აბრაზიული და მაგნიტური თვისებების მქონე მასალების გამოყენებაში, რაც იძლევა ე.წ რბილი დამუშავებისა და გაპრიალების უფრო მაღალ დონეზე.