Mänskligheten har känt till slipmedel i årtusenden. Folk använde stenar och sand för att forma och slipa knivar, spjut och pilspetsar och fiskkrokar. Det första slipmedlet var sandsten, där den aktiva substansens roll spelades av de minsta kvartskornen. Fram till upptäckten av metallbearbetningsmetoder gjorde detta slipmaterial det möjligt för hela mänsklighetens utveckling, sedan dess hade människor helt enkelt inga andra sätt att tillverka verktyg för arbete och vapen.
Vad är det ur en fysisk synvinkel
Vanligtvis är slipmedel mycket hårda mineraler som finns i den övre änden av Mohs hårdhetsskalan - från kvarts till diamant. Men även mjuka material kan utföra denna funktion. Svampar, bakpulver och fruktgropar kan med rätta kallas slipmedel. Vi möter dem dagligen och deras betydelse i en persons dagliga liv är stor.
Vilka processer kan de användas i?
Slipande material kallas ofta så inte på grund av dess fysiska egenskaper, utan på grund av användningsegenskaperna. Det finns flera klasser av sådana processer. I synnerhet i en sandblästringsmaskin kan det största antalet material användas, som under normala förhållanden inte har uttalade abrasiva egenskaper. Denna utrustning använder en kraftfull ström av luft eller vatten, där små partiklar av vissa ämnen rör sig med hög hastighet. I vissa fall används ett slipnät, som spelar rollen som ett hackfilter.
Sandblästringsmaskiner används för att polera och efterbehandla delar och färdiga produkter. I det här fallet kan praktiskt taget alla slipande material tas: från skal av nötter och frön från fruktgrödor, skal av blötdjur och annat organiskt material till de minsta bitarna av stål, slagg, glas eller till och med bakpulver.
Huvudkomponenter
Kvartssand är det mest populära slipmedlet för sandblästring av broar och andra stålkonstruktioner. I det här fallet inträffar mycket effektiv rostborttagning, vilket avsevärt ökar hållbarheten hos tekniska strukturer. Denna process kräver slipmedel med hög densitet. Som regel innebär rengöring av metallstrukturer användning av tryckluft. Den fungerar som en partikelaccelerator och har ingen ytterligare frätande effekt.
I vissa fall kan dock även vatten användas. Speciellt vid rengöring av betongstrukturer. Nästan alla strukturer som byggs i kustzonen behöver det periodvis. Faktum är att ett tjockt lager av s alt och andra aggressiva föreningar växer på deras yta med tiden. Färskvatten, till vilket lämpligt material (slipmedel) tidigare tillsatts, tar inte bara bort dem från betongen, utan ger också en "avs altning". Återigen, denna åtgärd ökar byggnadernas livslängd avsevärt.
Polering av färdiga produkter
Polering är den viktigaste processen där slipmedel är mycket efterfrågade. Som regel används speciella pastor eller mjuka skivor, såväl som föreningar baserade på syntetiska hartser, för att perfekta färdiga produkter eller vissa delar. Även en enkel slipande svamp är efterfrågad. Ceriumoxid, diamant, kvarts, järnoxid och kromoxider är de vanligaste föreningarna idag.
Novaculite (tät kiselh altig bergart) är också en bra råvara för framställning av polermaterial. Ceriumoxid är det vanligaste mineralet som används för att polera glas. Denna förening repar den inte, men ger den en speciell jämnhet och glans. På senare år har dock kiselkarbid och syntetiska diamanter använts mer frekvent för detta ändamål. Baserat på dem produceras ett särskilt dyrt och effektivt slipband. Den är mycket väl lämpad för bearbetning av särskilt "nyckfulla" material.
Using magnetic fields
Under de senaste åren har allt oftare i branschen börjat praktisera processen med slipande slipning. Detta använder inte vatten.under tryck och inte tryckluft: de minsta partiklarna av slipmedel svävar i ett kraftfullt magnetfält, som bildar "slipskivan". Denna metod används inom precisionsteknik, eftersom den kan användas för att polera eller slipa de delar som norm alt är för dyra och/eller tidskrävande att bearbeta. Som slipmedel används oftast aluminiumföreningar med de metaller som har denna egenskap.
Magnetorheologiska poleringsmetoder
Med den reologiska poleringsmetoden används inte det "fysiska" slipverktyget alls. Material blandas med vätskor, i vars tjocklek de rör sig under påverkan av elektriska fält. Denna metod är mycket lik den som beskrivs ovan och används även på vissa delar inom finmekanik och liknande industrier.
I allmänhet, under de senaste åren, har slipmedel förblandade med vätskor eller syntetiska hartser i allt större utsträckning använts i produktionen. Ett bra exempel är GOI fuktad slippasta baserad på kromoxid. Den har varit känd länge, men först på senare år har den uppmärksammats särskilt. Anledningen är enkel - den låga kostnaden för denna förening och dess höga effektivitet vid polering. Dessutom verkar den slipande pastan skonsamt på det bearbetade materialet utan att repa eller skada det.
Slipskivor för vinkelslipar ("slipar")
De används inte bara för polering. Slipmedel kan också skära särskilt hårda material. För att göra detta, använd tunna slipskivor gjorda på basis av aluminiumoxid och fenolställplatser. I sällsynta fall används en slipskiva av metall. Sådana verktyg är oumbärliga, särskilt vid utvinning av marmor i stenbrott. Faktum är att detta mineral är väldigt tätt, det är svårt att skära med vanliga sågar.
Som vi redan har sagt används aluminiumoxid, kiselkarbid, konstgjorda diamanter och borkarbid för sågning. De kan användas för att göra en slipskiva, de används också för att forma specialsågar för särskilt hållbara material.
Huvudverktyg som används för industrin
Således är dessa föreningar nödvändiga för slipning, polering, skärning av material. Modern industri använder oftast ett slipverktyg av artificiellt ursprung. Anledningen till detta är den relativt låga kostnaden för syntetmaterial. Föreningar av naturligt ursprung är mycket dyrare. Dessa inkluderar aluminiumoxid, som vi flera gånger har nämnt, samt kiselkarbid, zirkoniumdioxid och så kallade superslipmedel (diamant eller bornitrid).
Undantag är sällsynta och representeras huvudsakligen av korund. Det är mycket dyrt, och dess användning i produktionen är ganska begränsad. I ännu sällsynta fall används naturliga diamanter som är olämpliga att skära på grund av sin extremt ringa storlek eller strukturella defekter.
Utvecklingen av industriella slipmedel
Historien om industriella slipmedel för slipskivor började med naturliga mineraler - kvarts och kisel, såväl som korund. Det var för övrigt den sistnämnda för första gången som fick namnet "smargel". Det var den första barenskrovlig. Avvisandet av naturliga mineraler började under första hälften av 1900-talet och var nästan helt slutfört. Och poängen här var inte bara de höga kostnaderna för naturmaterial. Faktum är att de alla har strikt definierade egenskaper som inte kan ändras på något sätt. Syntetiska slipmedel, skapade under vissa förhållanden, kan vara helt annorlunda och bättre lämpade för att lösa vissa atypiska uppgifter.
Till exempel, genom ny teknik kan en förening med en partikelform som liknar ett chip skapas. Detta material är idealiskt för att applicera polerskivor på ytan. Dessutom kan helt nya material skapas genom att kombinera till exempel titanoxid med aluminiumföreningar. Dessa slipmedel är idealiska för särskilt hårda ytor.
När skedde det "slipande genombrottet" i branschen?
Modern tillverkning av slipmedel, inklusive tillverkning av slipskivor och smärgelskinn, är svår att beskriva på grund av mängden varumärken och patent, som i många fall beskriver samma produkt. Lösningen på sådana kollisioner är enkel - på grund av de minsta skillnaderna i den kemiska sammansättningen kan du registrera ett nytt varumärke. Men vad är grunden för syntetiska slipmedel, och när fick industrin möjlighet att använda dem i stor skala?
En verkligt betydelsefull händelse var upptäckten av kiselkarbid, ett mineral som inte finns i naturen. Skapandet av syntetisk aluminiumoxid på 1890-talet stimulerade bara början av forskning inom detta område. I slutet av 1920-taletsyntetisk aluminiumoxid, kiselkarbid, granat och korund var de viktigaste industriella slipmedlen.
Men det verkliga genombrottet kom 1938. Det var då det blev möjligt att få kemiskt ren aluminiumoxid, som genast fick den bredaste tillämpningen inom maskinteknik. Det stod snart klart att en blandning av zirkoniumoxid och aluminiumoxid var idealisk för krävande skärjobb i särskilt hårda metaller. Detta är ett verkligt unikt slippulver: det behåller hög prestanda, men är relativt billigt. Idag hålls palmen fortfarande av syntetisk aluminiumoxid, som har behållit den ursprungliga mikrokristallina strukturen av bauxitråvaror. I synnerhet skapades den unika Cubitron™ på detta sätt, liksom keramikbaserade slipmedel under varumärket SolGel™.
Om "flickornas bästa vänner"
Naturlig diamant är den äldsta slipstenen. Det blev populärt 1930. Det fanns två skäl till detta. För det första, fram till det året var volymen av diamantbrytning helt enkelt försumbar och kunde fysiskt inte täcka industrins växande behov. För det andra, på grund av den akuta känslan av förestående krig, började många länder omedelbart leta efter sätt att bearbeta volframkarbid med maskiner. Detta ämne används fortfarande vid tillverkning av kärnor för pansargenomträngande projektiler.
Problemet var den orealistiska hårdheten hos detta material, som slipande bearbetning helt enkelt inte tog. En studie utförd på 1960-talet av General Electric Companyledde till utvecklingen av syntetiska diamanter. I slutändan leder forskning inom detta område till upptäckten av kubisk bornitrid, CBN. Denna diamanthårda blandning används ofta vid tillverkning av andra slipmedel, eftersom den bokstavligen kan slipa hårda stål till damm.
Naturligtvis har alla dessa slipande ämnen, förutom alla deras underbara egenskaper, en stor nackdel - kostnaden. Ett färskt undantag är Abral-slipmedlet, syntetiserat av den europeiska koncernen Pechiney. Detta företag har utvecklat en sorts "ersättning för diamanter", som, även om den inte är sämre än dem i hårdhet, vinner avsevärt i pris.
Men det var inte bara slipmedlen i sig som drev branschen framåt. Av stor betydelse var de material som användes som grund för deras tillämpning. I synnerhet när bakelit skapades blev det möjligt att producera lättare men mer hållbara slipskivor. De slipade jämnare och slipmedel fördelades bättre i sin inre volym. Detta resulterade i betydligt bättre materialhantering.
Sandpapper
Smärgelskinn använder konstgjorda och naturliga tyger, filmer och till och med vanligt papper förstärkt med vävda fibrer som bas. I vissa fall erhålls "sandpapper" genom att impregnera ett tyg med en lösning baserad på fenolhartser eller vatten (med tillsats av slipmedel, naturligtvis). En slipsvamp kan också erhållas. Sådana verktyg är allmänt kända för nästan alla, vi möter dem ständigt ochdagligen.
Vi har beskrivit många tillämpningar av dessa material. Men faktum är att den genomsnittliga personen inte möter de flesta av dem i sitt liv alls. Så många känner till slipstenar, bryne eller samma sandpapper, någon använde ett slipnät. Men få människor känner till de specifika typerna av ämnen som används till exempel av tillverkare av lager eller högkvalitativa knivar gjorda av superhårda stål. De sistnämnda är för övrigt nästan omöjliga att vässa hemma. "Slipare" för dem behöver mycket speciella.
Vilka applikationer är lämpliga för det eller det slipmedlet?
För specifika behov behövs superslipmedel, vilket vi redan kort har nämnt ovan. De presenteras också i form av smärgelskinn, slipborstar, skivor och cirklar. Så vid tillverkning av knivar från standardstålkvaliteter använder tillverkare aluminiumoxid och kiselkarbid. Massproduktion kräver å andra sidan vanligtvis mer omfattande användning av sandblästringsmaskiner: rostfritt stål, kullager och massbearbetning av särskilt hårt trä. Men i de flesta fall förblir industrimän trogen den "gamla goda" aluminiumoxiden. Detta slippulver är billigt men ändå mycket effektivt.
Äntligen
Slipmedel, direkt eller indirekt, spelar en roll i produktionen av nästan allt som människor hanterar dagligen. I synnerhet utan dem är det omöjligt att skapa fodral gjorda av anodiserat aluminium, vilketså populär bland fans av "äpple"-produkter. Glöm inte att en enkel "slipande stenslip" eller till och med vanligt sandpapper är frukten av verksamheten hos många generationer av vetenskapsmän och hantverkare som har samlat in och systematiserat sin kunskap genom åren.
Företag som tillverkar olika typer av slipmedel, slipskivor och smärgelskinn använder den teoretiska kunskap som finns i många närliggande branscher. De styrs av data som erhållits under studiet av keramik, praktiserar allmänt tillämpad kemi, fysik och metallurgi. Slipmedel kommer alltid att vara användbara, de är en nyckelfunktion i den moderna produktionscykeln för många företag.
