კაცობრიობამ იცის აბრაზივების შესახებ ათასწლეულების განმავლობაში. ადამიანები იყენებდნენ ქვებსა და ქვიშას დანების, შუბების, ისრისპირების და თევზის კაკვების დასაფორმებლად და გასასწორებლად. პირველი აბრაზიული იყო ქვიშაქვა, რომელშიც აქტიური ნივთიერების როლს ასრულებდა კვარცის უმცირესი მარცვლები. ლითონის დამუშავების მეთოდების აღმოჩენამდე ამ აბრაზიულმა მასალამ შესაძლებელი გახადა მთელი კაცობრიობის განვითარება, მას შემდეგ ადამიანებს უბრალოდ არ ჰქონდათ სამუშაოს და იარაღის იარაღების დამზადების სხვა გზა.
რა არის ეს ფიზიკური თვალსაზრისით
ჩვეულებრივ, აბრაზიები არის ძალიან მყარი მინერალები, რომლებიც განლაგებულია მოჰსის სიხისტის სკალის ზედა ბოლოში - კვარციდან ბრილიანტამდე. მაგრამ რბილ მასალებსაც კი შეუძლიათ ამ ფუნქციის შესრულება. ღრუბლებს, საცხობი სოდას და ხილის ორმოებს სამართლიანად შეიძლება ეწოდოს აბრაზიული. მათ ყოველდღიურად ვხვდებით და მათი მნიშვნელობა ადამიანის ყოველდღიურ ცხოვრებაში დიდია.
რა პროცესებში შეიძლება მათი გამოყენება?
აბრაზიულ მასალას ხშირად ასე უწოდებენ არა მისი ფიზიკური თვისებების, არამედ გამოყენების მახასიათებლების გამო. ასეთი პროცესების რამდენიმე კლასი არსებობს. კერძოდ, ქვიშაქვის მანქანაში ყველაზე მეტი მასალის გამოყენებაა შესაძლებელი, რომლებსაც ნორმალურ პირობებში არ გააჩნიათ გამოხატული აბრაზიული თვისებები. ეს მოწყობილობა იყენებს ჰაერის ან წყლის მძლავრ ნაკადს, რომელშიც ზოგიერთი ნივთიერების მცირე ნაწილაკები დიდი სიჩქარით მოძრაობენ. ზოგიერთ შემთხვევაში გამოიყენება აბრაზიული ბადე, რომელიც ასრულებს ჩოპერის ფილტრის როლს.
ქვიშის აფეთქების მანქანები გამოიყენება ნაწილებისა და მზა პროდუქტების გასაპრიალებლად და დასასრულებლად. ამ შემთხვევაში, პრაქტიკულად ნებისმიერი აბრაზიული მასალის აღება შეიძლება: თხილის ნაჭუჭებიდან და ხილის კულტურების თესლებიდან, მოლუსკების ნაჭუჭებიდან და სხვა ორგანული ნივთიერებებით დამთავრებული ფოლადის, წიდის, მინის ან თუნდაც საცხობი სოდის უმცირესი ნაჭრებით..
მთავარი კომპონენტები
კვარცის ქვიშა არის ყველაზე პოპულარული აბრაზიული ხიდების და სხვა ფოლადის კონსტრუქციების ქვიშის აფეთქებისთვის. ამ შემთხვევაში ხდება ძალიან ეფექტური ჟანგის მოცილება, რაც საგრძნობლად ზრდის საინჟინრო სტრუქტურების გამძლეობას. ეს პროცესი მოითხოვს მაღალი სიმკვრივის აბრაზიებს. როგორც წესი, ლითონის კონსტრუქციების გაწმენდა გულისხმობს შეკუმშული ჰაერის გამოყენებას. ის მოქმედებს როგორც ნაწილაკების ამაჩქარებელი და არ გააჩნია დამატებითი კოროზიული ეფექტი.
თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში, წყლის გამოყენებაც შეიძლება. განსაკუთრებით ბეტონის გაწმენდისასსტრუქტურები. სანაპირო ზონაში აშენებულ თითქმის ყველა ნაგებობას პერიოდულად ესაჭიროება. ფაქტია, რომ დროთა განმავლობაში მათ ზედაპირზე იზრდება მარილისა და სხვა აგრესიული ნაერთების სქელი ფენა. მტკნარი წყალი, რომელსაც ადრე დაემატა შესაბამისი მასალა (აბრაზიული), არა მხოლოდ აშორებს მათ ბეტონს, არამედ წარმოქმნის "გადამდნარებას". ისევ და ისევ, ეს ქმედება მნიშვნელოვნად ზრდის შენობების სიცოცხლეს.
მზა პროდუქციის პოლირება
გაპრიალება არის ყველაზე მნიშვნელოვანი პროცესი, რომლის დროსაც აბრაზივებს დიდი მოთხოვნა აქვთ. როგორც წესი, მზა პროდუქციის ან ზოგიერთი ნაწილის სრულყოფისთვის გამოიყენება სპეციალური პასტები ან რბილი დისკები, აგრეთვე სინთეზურ ფისებზე დაფუძნებული ნაერთები. უბრალო აბრაზიული ღრუბელიც კი მოთხოვნადია. ცერიუმის ოქსიდი, ალმასი, კვარცი, რკინის ოქსიდი და ქრომის ოქსიდები დღეს ყველაზე ხშირად გამოყენებული ნაერთებია.
ნოვაკულიტი (მკვრივი სილიციუმის ქვა) ასევე კარგი ნედლეულია გასაპრიალებელი მასალების წარმოებისთვის. ცერიუმის ოქსიდი არის ყველაზე გავრცელებული მინერალი, რომელიც გამოიყენება მინის გასაპრიალებლად. ეს ნაერთი მას არ აკაწრებს, მაგრამ ანიჭებს განსაკუთრებულ სირბილეს და ბზინვარებას. თუმცა, ბოლო წლებში სილიციუმის კარბიდი და სინთეტიკური ბრილიანტი უფრო ხშირად გამოიყენება ამ მიზნით. მათზე დაყრდნობით იწარმოება განსაკუთრებით ძვირი და ეფექტური აბრაზიული ქამარი. ის ძალიან კარგად შეეფერება განსაკუთრებით „კაპრიზული“მასალების დასამუშავებლად.
მაგნიტური ველების გამოყენება
ბოლო წლებში, ინდუსტრიაში უფრო და უფრო ხშირად იწყებენ აბრაზიული სიმკვეთრის პროცესის პრაქტიკას. ეს არ იყენებს წყალს.ზეწოლის ქვეშ და არა შეკუმშული ჰაერი: აბრაზიული ნივთიერებების უმცირესი ნაწილაკები ტრიალებს ძლიერ მაგნიტურ ველში, რომელიც ქმნის „სახეხი ბორბალს“. ეს მეთოდი გამოიყენება ზუსტ ინჟინერიაში, რადგან ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმ ნაწილების გასაპრიალებლად ან გასაპრიალებლად, რომლებიც ჩვეულებრივ ძალიან ძვირი და/ან შრომატევადია. როგორც აბრაზიული, ყველაზე ხშირად გამოიყენება ალუმინის ნაერთები იმ ლითონებთან, რომლებსაც აქვთ ეს თვისება.
მაგნიტორეოლოგიური გაპრიალების მეთოდები
რეოლოგიური პოლირების მეთოდით „ფიზიკური“აბრაზიული ხელსაწყო საერთოდ არ გამოიყენება. მასალები ურევენ სითხეებს, რომელთა სისქეში მოძრაობენ ელექტრული ველების გავლენით. ეს მეთოდი ძალიან ჰგავს ზემოთ აღწერილს და ასევე გამოიყენება ზოგიერთ ნაწილზე ზუსტ ინჟინერიაში და მსგავს ინდუსტრიებში.
ზოგადად, ბოლო წლებში სულ უფრო ხშირად გამოიყენება წარმოებაში სითხეებთან ან სინთეტიკურ ფისებთან წინასწარ შერეული აბრაზივები. კარგი მაგალითია GOI სველი აბრაზიული პასტა, რომელიც დაფუძნებულია ქრომის ოქსიდზე. იგი დიდი ხანია ცნობილია, მაგრამ მხოლოდ ბოლო წლებში ექცევა განსაკუთრებული ყურადღება. მიზეზი მარტივია - ამ ნაერთის დაბალი ღირებულება და მისი მაღალი ეფექტურობა გასაპრიალებლად. გარდა ამისა, აბრაზიული პასტა ნაზად მოქმედებს დამუშავებულ მასალაზე დაკაწრვისა და დაზიანების გარეშე.
აბრაზიული დისკები კუთხის საფქვავებისთვის ("საფქვავი")
გამოიყენება არა მხოლოდ გასაპრიალებლად. აბრაზიულმა საშუალებებმა ასევე შეიძლება დაჭრას განსაკუთრებით მძიმე მასალები. ამისათვის გამოიყენეთ თხელი სახეხი ბორბლები, რომლებიც დამზადებულია ალუმინის ოქსიდისა და ფენოლის საფუძველზე.მოედნები. იშვიათ შემთხვევებში გამოიყენება ლითონის აბრაზიული დისკი. ასეთი ხელსაწყოები შეუცვლელია, კერძოდ, კარიერებში მარმარილოს მოპოვებაში. ფაქტია, რომ ეს მინერალი ძალიან მკვრივია, ძნელად იჭრება ჩვეულებრივი ხერხებით.
როგორც უკვე ვთქვით, სამკერვალოდ გამოიყენება ალუმინის ოქსიდი, სილიციუმის კარბიდი, ხელოვნური ბრილიანტი და ბორის კარბიდი. მათი გამოყენება შესაძლებელია აბრაზიული დისკის დასამზადებლად, ასევე გამოიყენება სპეციალური ხერხების ფორმირებისთვის განსაკუთრებით გამძლე მასალებისთვის.
მრეწველობისთვის გამოყენებული ძირითადი ინსტრუმენტები
ამგვარად, ეს ნაერთები აუცილებელია მასალების სიმკვეთრის, გასაპრიალებლად, ჭრისთვის. თანამედროვე ინდუსტრია ყველაზე ხშირად იყენებს ხელოვნური წარმოშობის აბრაზიულ იარაღს. ამის მიზეზი სინთეტიკის შედარებით დაბალი ღირებულებაა. ბუნებრივი წარმოშობის ნაერთები გაცილებით ძვირია. მათ შორისაა ალუმინის ოქსიდი, რომელიც არაერთხელ აღვნიშნეთ, ასევე სილიციუმის კარბიდი, ცირკონიუმის დიოქსიდი და ეგრეთ წოდებული სუპერაბრაზივები (ბრილიანტის ან ბორის ნიტრიდი).
გამონაკლისები იშვიათია და წარმოდგენილია ძირითადად კორუნდით. ის ძალიან ძვირია და წარმოებაში მისი გამოყენება საკმაოდ შეზღუდულია. კიდევ უფრო იშვიათ შემთხვევებში გამოიყენება ნატურალური ბრილიანტი, რომელიც გამოუსადეგარია ჭრისთვის მათი უკიდურესად მცირე ზომის ან სტრუქტურული დეფექტების გამო.
სამრეწველო აბრაზივების ევოლუცია
სამრეწველო აბრაზივების ისტორია სახეხი ბორბლებისთვის დაიწყო ბუნებრივი მინერალებით - კვარცი და სილიკონი, ასევე კორუნდი. სწორედ ამ უკანასკნელმა, სხვათა შორის, პირველად მიიღო სახელი "ზურმუხტი". ეს იყო პირველი ბარიაბრაზიული. ბუნებრივი მინერალების უარყოფა დაიწყო მეოცე საუკუნის პირველ ნახევარში და თითქმის მთლიანად დასრულდა მისი დასასრულისთვის. და აქ მთავარი არ იყო მხოლოდ ბუნებრივი მასალების მაღალი ღირებულება. ფაქტია, რომ ყველა მათგანს აქვს მკაცრად განსაზღვრული თვისებები, რომელთა შეცვლა არანაირად შეუძლებელია. სინთეტიკური აბრაზივები, რომლებიც შექმნილია გარკვეულ პირობებში, შეიძლება იყოს სრულიად განსხვავებული და უფრო შესაფერისი ზოგიერთი ატიპიური ამოცანის გადასაჭრელად.
მაგალითად, ახალი ტექნოლოგიების საშუალებით, შეიძლება შეიქმნას ნაერთი ნაწილაკების ფორმის ჩიპის მსგავსი. ეს მასალა იდეალურია ზედაპირზე გასაპრიალებელი ბორბლების დასაყენებლად. გარდა ამისა, სრულიად ახალი მასალების შექმნა შესაძლებელია, მაგალითად, ტიტანის ოქსიდის ალუმინის ნაერთებთან შერწყმით. ეს აბრაზიები იდეალურია განსაკუთრებით მძიმე ზედაპირებისთვის.
როდის მოხდა "აბრაზიული გარღვევა" ინდუსტრიაში?
აბრაზივების თანამედროვე წარმოება, მათ შორის საფქვავი ბორბლებისა და ზურმუხტის ტყავის წარმოება, ძნელია აღწერა სავაჭრო ნიშნებისა და პატენტების მასის გამო, რომლებიც ხშირ შემთხვევაში აღწერს ერთსა და იმავე პროდუქტს. ასეთი შეჯახების გამოსავალი მარტივია - ქიმიური შემადგენლობის უმცირესი განსხვავებების გამო, შეგიძლიათ დაარეგისტრიროთ ახალი სავაჭრო ნიშანი. მაგრამ რა არის სინთეზური აბრაზიების საფუძველი და როდის მიიღო ინდუსტრიამ მათი მასობრივი გამოყენების შესაძლებლობა?
ნამდვილად მნიშვნელოვანი მოვლენა იყო სილიციუმის კარბიდის აღმოჩენა, მინერალი, რომელიც ბუნებაში არ არის ნაპოვნი. 1890-იან წლებში სინთეზური ალუმინის შექმნამ მხოლოდ სტიმული მისცა ამ სფეროში კვლევის დაწყებას. 1920-იანი წლების ბოლოსსინთეზური ალუმინა, სილიციუმის კარბიდი, ბროწეული და კორუნდი იყო მთავარი სამრეწველო აბრაზივები.
მაგრამ ნამდვილი მიღწევა მოხდა 1938 წელს. სწორედ მაშინ გახდა შესაძლებელი ქიმიურად სუფთა ალუმინის ოქსიდის მიღება, რომელმაც მაშინვე ჰპოვა ყველაზე ფართო გამოყენება მანქანათმშენებლობაში. მალე გაირკვა, რომ ცირკონიისა და ალუმინის ნარევი იდეალური იყო განსაკუთრებით მძიმე ლითონების ჭრის სამუშაოებისთვის. ეს არის მართლაც უნიკალური აბრაზიული ფხვნილი: ის ინარჩუნებს მაღალ ეფექტურობას, მაგრამ შედარებით იაფია. დღეს, პალმა კვლავ ინარჩუნებს ალუმინის სინთეტურ ოქსიდს, რომელმაც შეინარჩუნა ბოქსიტის ნედლეულის ორიგინალური მიკროკრისტალური სტრუქტურა. კერძოდ, ამ გზით შეიქმნა უნიკალური Cubitron™, ისევე როგორც კერამიკული აბრაზივები SolGel™ ბრენდის ქვეშ.
"გოგონების საუკეთესო მეგობრების" შესახებ
ნატურალური ბრილიანტი უძველესი აბრაზიული ქვაა. იგი პოპულარული გახდა 1930 წელს. ამას ორი მიზეზი ჰქონდა. ჯერ ერთი, იმ წლამდე, ალმასის მოპოვების მოცულობა უბრალოდ უმნიშვნელო იყო და ფიზიკურად ვერ დაფარავდა ინდუსტრიის მზარდ საჭიროებებს. მეორეც, მოსალოდნელი ომის მწვავე განცდის გამო, ბევრმა ქვეყანამ სასწრაფოდ დაიწყო ვოლფრამის კარბიდის დამუშავების გზები მანქანების გამოყენებით. ეს ნივთიერება ჯერ კიდევ გამოიყენება ჯავშანსატანკო ჭურვების ბირთვების წარმოებაში.
პრობლემა იყო ამ მასალის არარეალური სიხისტე, რომელიც აბრაზიულმა დამუშავებამ უბრალოდ არ მიიღო. 1960-იან წლებში General Electric Company-ის მიერ ჩატარებული კვლევაგამოიწვია სინთეზური ბრილიანტების განვითარება. საბოლოო ჯამში, ამ სფეროში კვლევა იწვევს კუბური ბორის ნიტრიდის, CBN აღმოჩენას. ეს ბრილიანტის მყარი ნაერთი ფართოდ გამოიყენება სხვა აბრაზივების წარმოებაში, რადგან მას შეუძლია ფაქტიურად დაფქვა მყარი ფოლადები მტვრამდე.
რა თქმა უნდა, ყველა ამ აბრაზიულ ნივთიერებას, გარდა მათი შესანიშნავი თვისებებისა, აქვს ერთი უზარმაზარი ნაკლი - ღირებულება. ბოლო გამონაკლისი არის Abral აბრაზიული, სინთეზირებული ევროპული კონცერნი Pechiney-ის მიერ. ამ კომპანიამ შეიმუშავა ერთგვარი „ბრილიანტის შემცვლელი“, რომელიც მიუხედავად იმისა, რომ არ ჩამოუვარდება მათ სიმტკიცეთ, მაგრამ მნიშვნელოვნად იმარჯვებს ფასში.
მაგრამ ეს არ იყო მხოლოდ თავად აბრაზიული საშუალებები, რამაც ინდუსტრია წინ წაიწია. დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა მასალებს, რომლებიც გამოყენებული იქნა მათი გამოყენების საფუძვლად. კერძოდ, როდესაც შეიქმნა ბაკელიტი, შესაძლებელი გახდა მსუბუქი, მაგრამ უფრო გამძლე სახეხი ბორბლების წარმოება. ისინი უფრო თანაბრად ფქვავდნენ და აბრაზიული ნივთიერებები უკეთესად იყო განაწილებული მათ შიდა მოცულობაში. ამან გამოიწვია მასალების მნიშვნელოვნად უკეთესი დამუშავება.
Sandpaper
ზურმუხტისფერი ტყავი იყენებს ხელოვნურ და ბუნებრივ ქსოვილებს, ფილმებს და თუნდაც უბრალო ქაღალდს, რომელიც გამაგრებულია ნაქსოვი ბოჭკოებით. ზოგიერთ შემთხვევაში, "ქვიშის ქაღალდი" მიიღება ქსოვილის გაჟღენთვით ფენოლური ფისების ან წყლის საფუძველზე (რა თქმა უნდა, აბრაზიული ნივთიერებების დამატებით). ასევე შეგიძლიათ მიიღოთ აბრაზიული ღრუბელი. ასეთი ხელსაწყოები ფართოდ არის ცნობილი თითქმის ყველასთვის, მათ მუდმივად ვხვდებით დაყოველდღიურად.
ჩვენ აღვწერეთ ამ მასალების მრავალი გამოყენება. მაგრამ ფაქტია, რომ საშუალო ადამიანი მათ უმეტესობას ცხოვრებაში საერთოდ არ ხვდება. ასე რომ, ბევრმა იცის grindstones, whetstones ან იგივე sandpaper, ვიღაცამ გამოიყენა აბრაზიული mesh. მაგრამ ცოტამ თუ იცის ნივთიერებების სპეციფიკური ტიპები, რომლებსაც იყენებენ, მაგალითად, საკისრების მწარმოებლები ან სუპერ მყარი ფოლადისგან დამზადებული მაღალი ხარისხის დანები. ამ უკანასკნელის, სხვათა შორის, სახლში სიმკვეთრე თითქმის შეუძლებელია. მათთვის "საპარსები" ძალიან განსაკუთრებულია.
რომელი აპლიკაციებია შესაფერისი ამა თუ იმ აბრაზიისთვის?
კონკრეტული საჭიროებისთვის საჭიროა სუპერაბრაზივები, რაც ზემოთ უკვე მოკლედ აღვნიშნეთ. ისინი ასევე წარმოდგენილია ზურმუხტის ტყავის, აბრაზიული ფუნჯების, დისკების და წრეების სახით. ასე რომ, სტანდარტული ფოლადის კლასებიდან დანების წარმოებაში, მწარმოებლები იყენებენ ალუმინის ოქსიდს და სილიციუმის კარბიდს. მეორეს მხრივ, მასობრივი წარმოება, როგორც წესი, მოითხოვს ქვიშის აფეთქების მანქანების უფრო ფართო გამოყენებას: უჟანგავი ფოლადი, ბურთიანი საკისრები და განსაკუთრებით მძიმე ხის მასიური დამუშავება. თუმცა, უმეტეს შემთხვევაში, მრეწველები რჩებიან "ძველი კარგი" ალუმინის ოქსიდის ერთგული. ეს აბრაზიული ფხვნილი არის იაფი, მაგრამ ძალიან ეფექტური.
საბოლოოდ
აბრაზიული ნივთიერებები, პირდაპირ თუ ირიბად, თამაშობენ როლს თითქმის ყველაფრის წარმოებაში, რასაც ადამიანები ყოველდღიურად აწყდებიან. კერძოდ, მათ გარეშე შეუძლებელია ანოდირებული ალუმინისგან დამზადებული კორპუსების შექმნა, რომელიცასე პოპულარულია "ვაშლის" პროდუქტების გულშემატკივრებში. არ დაგავიწყდეთ, რომ უბრალო აბრაზიული ქვის „საფქვავი“ან თუნდაც ჩვეულებრივი ქვიშა ქაღალდი არის მრავალი თაობის მეცნიერებისა და ხელოსნების მოღვაწეობის ნაყოფი, რომლებმაც წლების განმავლობაში შეაგროვეს და სისტემატიზაცია გაუწიეს თავიანთ ცოდნას.
კომპანიები, რომლებიც აწარმოებენ სხვადასხვა სახის აბრაზივებს, საფქვავ ბორბლებსა და ზურმუხტის ტყავს, იყენებენ თეორიულ ცოდნას, რომელიც წარმოდგენილია მრავალ დაკავშირებულ ინდუსტრიაში. ისინი ხელმძღვანელობენ კერამიკის შესწავლის, გამოყენებითი ქიმიის, ფიზიკისა და მეტალურგიის შესწავლის დროს მიღებული მონაცემებით. აბრაზიული მასალები ყოველთვის სასარგებლო იქნება, ისინი მრავალი საწარმოს თანამედროვე წარმოების ციკლის მთავარი მახასიათებელია.
