> Техника, страница 6 > Абразионные материалы

Абразионные материалы

Абразионные материалы, шлифовальные, точильные и полировальные материалы для обдирки, сглаживания и полировки поверхностей. В связи с ростом металлообрабатывающей промышленности с кажд. годом растет и мировое потребление

А. м., достигая в настоящее время суммы в 60 млн. р. Техника, используя в самых разнообразных видах естественные А. м., стремится получить искусственный продукт, приближающийся по своим свойствам к непревзойденному пока алмазу.

Естественные А* м. Алмаз (тв. 10) — наиболее ценный по своим абразионным свойствам материал. Лучшим считается его черная разность—карбонадо (карбонат), добываемая в Бразилии и на острове Борнео. Второе место занимает борт — радиальнолучистая разность алмаза. На рынке под именем борта продается всякий непригодный для огранки алмаз. Ежегодная добыча технического алмаза—около 2 000 000 к (добывается, главн. образом, в юж. Африке) на сумму 6—8 млн. долл. Из общего количества Vs карбонадо, γ_Β настоящий борт, остальное — алмазный порошок и осколки. Применяется в крист для резания стекла, для сверления стали и твердых каменных пород (смотрите Бурение), в порошке — для натравки металлических сверл и пил при обработке твердого камня, а также для шлифовки и полировки самого алмаза (смотрите Алмазный порошок).

Корунд (тв. 9) и наждак (тв. 7—9). Корунд — кристаллическая разность глинозема. Наждак — горная порода, состоящая из тесной смеси корунда, окислов железа и силикатов. Месторождение хорошего качества корунда и наждака— в Греции и в М. Азии. Корундовые месторождения меньшего значения — Индия, Мадагаскар и юж. Африка. Америк, месторождения в Канаде и С.-А. С. III. сошли напет, давая материал низшего качества. В России корунд и наждак стали добывать со времен мировой войны. Месторождения на Урале: Борзовское, Кособродское, Ильменские горы. Добытая корундовая и наждачная руда измельчается, обогащается и сортируется по величине зерна. Применяется и в порошке и для изготовления из него искусственных кругов, брусков и шкурок. Добыча в т: С.-А. С. Ш., наждак, в 1913 г.— 868 т, в 1924 году — 1 991 т, в 1925 году — 687 т; Канада, корунд, в 1913 году — 1 068 т, и в 1924 г.—147 т; Греция, наждак, в 1913 г.— 5 560 т, в 1924 г.—2 300 т; ю. Африка, корунд, в 1913 г.—12 000 т, в 1924 г.—1 510 т; СССР, корунд, в 1920 г.—535 т, в 1924/25г.— 715 т, наждак, в 1913 г.—50т, в 1924/25г.— 4 800 тонн Рынок в руках нескольких крупных фирм С.-А. С. Ш., Англии, Франции и Германии. Цены 1926 г. в долл, за ш наждака в Нью-Йорке: греч.—140, мало-ази-атск. (тур.)—140 и 120 (II сорт), америк.—80. В кусках франко место добычи: греч.—27, тур.—26, америк.·—25. В СССР добыча ведется трестом «Русские самоцветы». Гранат (тв. 6,5—7,5) особенно выдвинулся за последние годы в С.-А. С. Ш. 95% всей добычи идет на изготовление гранатовой бумаги и полотна. Главное месторождение—в штате Нью-Йорк. Добыча: 1913 г.— 500 т, 1924 г. — 7 549 т, 1925 г. —7 645 тонн Цена за 1 тонна сырья—120 р. В СССР добыча граната не производится; возможно использование гранатового песка острова Ольхона на Байкале и р. Ай на Урале. Пемза — пузыристое вулканическое стекло. Для шлифовки пригодна пемза с тонкими пластинками стекла, образующими перегородки между ячейками. Самая лучшая пемза — с о. Липари, близ Сицилии, откуда экспортируется до 5 000 m в год, по цене 120—180 р. за т. Применяется в кусках для шлифовки дерева, мягких камней и металлов. В СССР стало разрабатываться месторождение пемзы в Ленинаканском у., около ст. Ани; добыто в 1924 году 150 т, в 1925 году — 650 тонн Точильные, шлифовальные и полировальные камни представляют собою гл. обр. разного рода песчаники и кварциты. Абразионная способность зависит от формы зерен кварца, количества и состава цемента. Хороший камень должен быть равномерно зернистым с остроконечными зернами кварца. Точильные камни и бруски для заточки грубых инструментов (топоров, кос) делаются из тонкозернистого песчаника или глинистых сланцев. Бруски «Арканзас», «Индиана» считаются самыми лучшими для правки бритв и других тонких инструментов; представляют собою особого рода халцедоновые породы, залегающие в штатах тех же наименований С. Америки. Хорошие качества этих камней зависят от заключающихся в них мелких ромбоэдрических пустот. В СССР известны многочисленные месторождения точильного камня, разрабатываемые кустарным путем. Добыча в 1923 г.: С.-А. С. Ш.—43 348 т, Канада—1 827 т, Бельгия — 207 950 т, Германия — 42 т.

Кварц и кремень (тв. 7) с раковистым изломом, при раскалывании дают остроугольные частицы. Применяются в порошке для обработки мягких камней (мрамор), в пескоструйных аппаратах для обработки металла и для очистки камней в строительном деле и для изготовления шлифовальных шкурок. Из кремневых конкреций изготовляются шары для шаровых мельниц. В СССР добыча для абразионных целей не производится. Полевой шпат (тв. 6) в размолотом виде, наклеенный на полотно или бумагу, применяется в тех случаях, когда требуется мягкий шлифовальный материал. Красны и железняк в особо чистых разностях применяется для полирования железа и стекла. Трепел и инфузорная земля применяются в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.

Искусственные А. м. Карборунд (тв. 9,5), карбид кремния, впервые получен Ачесоном в электрической печи в 1891 г. Лучшим считается американский — Carborundum С°, Norton; немецкий же, благодаря примесям, хуже. Применяется в порошке различных номеров и для изготовления искусственных кругов и шкурок. Производство в Америке в 1904/5 г. ·— 3 210 т, в 1924 г.—16 000 тонн Цена в зерне 300—400 р. т. А л у н д у м, ал оксит, но-водиамантин (тв. 9)—искусственный корунд, получаемый в электрич. печи из боксита, наждака. Тот или иной продукт получается в зависимости от условий кристаллизации и скорости охлаждения. Цена в кусках 205 р. т. Производство С.-А. С. Ш. в 1904/5 г.—1500 т, в 1924 г.—30 570 тонн Дробленая сталь и железо применяются для обработки мягкого камня. Стекло в измельченном виде наклеивается на бумагу и полотно. Крокус красный (железный) получается прокаливанием щавелевокислого железа; полировальный порошок для металла и стекла. Крокус зеленый (окись хрома) — для полировки твердых камней (кварц, агат, нефрит). Кроме того, применяются в небольшом количестве для полировки: магнезия, итальянский порошок (оловянная кислота), графит, мел. В последние годы стали употреблять еще мало известные карбид титана и воломит-карбид вольфрама.

Использование А. м. 1) Для приготовления сплошных более или менее крупных единиц—кругов, брусков и оселков—из естественного камня, а также искусственных из измельченных до определенных размеров зерен карборундов, наждака, корунда и алундума, сцементированных разными вяжущими веществами (каучук, магнезиальный цемент, жидкое стекло, керамиковая масса). Искусственные круги, благодаря возможности произвольного выбора шлифовального материала, размеров его частиц и цемента, приобретают все большее и большее значение. 2) В виде порошков различных номеров, натравливаемых на металл, дерево и войлок. Корунд, наждак и алундум сортируются пропусканием через сита с определенным числом отверстий на 1 п. дм. (меш), — например №№40, 60, 100 и т. д. пропущены через сита с 40, 60 и 100 отверстиями в 1 дм. Более тонкие номера получаются отстаиванием и определяются количеством времени (минут—1,5,10, 20, 30, 60), затраченным на отстой. 3) Для изготовления шлифовальных бумажных и полотняных шкурок наклеиванием на их поверхность шлифовального материала с определенными размерами частиц.

Применение А. м. Применяются А. м. для обработки металла, камня, стекла, дерева, кости и кожи. Пригодность А. м. зависит исключительно от физич.и кристаллографии, свойств; особенно важное значение имеет способность их разламываться при истирании на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное. Выбор А. м. зависит от физич. свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также и от стадии обработки (грубая обдирка, шлифовка и полировка), причем твердость А. м. должна быть выше твердости обрабатываемого (за исключением алмаза, к-рый обрабатывается алмазом же). Твердость минерала обычно сравнивается со шкалой твердости Мооса: 1—тальк, 2—гипс, 3— кальций, 4—плавиковый шпат, 5—апатит,

6—полевой шпат, 7—кварц, 8—топаз, 9— корунд, 10—алмаз. Пригодность А. м. для обработки обычно определяется практической пробой, т. к. не существует других выработанных и стандартизированных методов.

А. м. в СССР. До войны русская промышленность пользовалась исключительно иностранным наждаком и карборундом. Единственный завод Струка, в Петербурге,

ныне «Ильич», изготовлял шлифовальные круги из иностранного материала. В связи с современными разработками наждака и корунда на Урале представляется возможность не только освободиться от иностранного материала, но и экспортировать собственный наждак. Намечающиеся мощные гидро-электрич. установки, давая дешевую энергию, смогут способствовать развитью в СССР производства искусственных А. м. из технического боксита.

Лит.: Ферсман А. Е., П о р в а т о в Б. М. и Кузнецов Е., Абразионные материалы, сборник «Нерудные ископаемые», т. 1, Л., 1926; Barlow А. Е., Corundum, its Occurence, Distribution, Exploitation and Uses, Geolog. Series, 1915; W a h 1 b ur g V., Die Schleif-, Polier- und Putzmittel, «А. Hartleben’s Bibl.», 123, W., 1922. H. Влодавец.