|
|
Абразивы (или абразивные
материалы) — это мелкозернистые или порошкообразные вещества высокой
твердости, применяемые для механической обработки металлов, минералов,
керамики, стекла и других материалов (шлифовка, полировка). Основными показателями
пригодности тех или иных абразивных материалов для обработки стекла являются
их твердость и размер гранул (зерен). Применяемые для шлифовки абразивные
порошки различны по размерам, начиная с зерен крупнее 2 мм и кончая до 5 мкм и мельче. Они получаются или путем просеивания исходных материалов через сита
с определенным размером ячеек, в этом случае мы получаем шлифзерно (размер
зерен 2,3...0,15 мм) и шлифпорошок (размер зерен 0,15...0,025 мм), или путем
водной классификации в конусах. В данном случае мы получаем микрошлиф-
порошок с размером зерна 0,028...5 мкм (минутник).
Понятие «минутник» связано со скоростью оседания частиц
данного порошка в воде. Например, 60-минутник за 1 ч, 30-минутник за полчаса
и т. д. Абразивные материалы, применяемые при шлифовании стекла, могут быть
природными (естественными) и искусственными. К числу природных абразивов
относятся: алмаз, корунд, наждак, кварцевый песок и песчаник. Алмаз —
минерал, состоящий из кристаллического углерода. Это самый твердый из всех
известных абразивных материалов и по шкале Мооса равен 10. Алмаз встречается
в природе в виде небольших кристаллов округлой формы. Масса алмазов
определяется в каратах. Один карат равен 0,205 г. Алмаз весьма дорогой материал, поэтому его применяют в виде порошка, из которого изготовляют
пилы и другой режущий стекло инструмент. Кроме того, алмазный порошок
используют при шлифовании дорогих камней. Корунд — минерал, состоящий из
кристаллической окиси алюминия (А120з). По твердости уступает лишь алмазу. По
шкале Мооса твердость его 9. Дробленый и сортированный по крупности зерен
корунд используется для изготовления как шлифпорошков, так и для изготовления
абразивных кругов на связках.
Наждак — третий по твердости материал, его
твердость по шкале Мооса составляет 8,9. Наждак — порода, в которой корунд и
магнетит смешаны с некоторым количеством других минералов. Наждак обычно
имеет от 30 до 60% корунда. Его используют для производства жерновов и
шлифовальных кругов на связке из цемента. В виде порошка применяется для грубой
шлифовки стекла.
Кварцевый песок — сыпучая горная порода, состоящая из
зерен размерами от 0,1 до 1 — 2 мм. В зависимости от различной величины зерен
их разделяют на 5...6 фракций. Благодаря своей распространенности и дешевизне
кварцевые пески широко применяются как абразивный материал. Твердость по
шкале Мооса — 7. Песчаник — как абразивный материал для шлифовки стекла в
настоящее время применяется все реже. Его недостатком является неоднородная
твердость. Обычно песчаники применяют для шлифовальных кругов, которые
вытачивают из целого камня. Однако и здесь все чаще стали применять
электрокорунд, который увеличивает производительность на 50%. Недостаточная
твердость или небольшие запасы в природе естественных абразнвных материалов
привели к тому, что за последние годы в стекольной промышленности широко
применяется ряд искусственных абразивных материалов. К ним относятся
электрокорунд, карбид кремния, карбид бора. Электрокорунд представляет собой
кристаллический глинозем (AI2O3), получаемый в электрической печи путем
плавки боксита с углем при температуре около 2000°С. В высшем сорте
содержится 98,5...99,5% AI2O3, благодаря этому достигается высокая твердость
электрокорунда. По шкале Мооса твердость — 9. Электрокорунд бывает белым
(высший сорт), розовым, коричневым, черным. Черный электрокорунд иногда
называют искусственным наждаком (содержание AI2O3 65 — 75%).
Карбид кремния (карборунд) представляет собой химическое
соединение углерода с кремнием (SiC). Получают карбид кремния путем
нагревания смеси кварцевого песка с углем в печах при температуре порядка
2000°С, его твердость по шкале Мооса 9,5...9,75. Чистый карбид кремния
бесцветен, с примесями окрашен в различные цвета от зеленого до черного.
Основными сортами, применяемыми в стекольной промышленности, являются черный
и зеленый карбид.
Карбид бора — химическое соединение углерода с бором
(В4С), получают его путем пережигания смеси борного ангидрида и малозольного
кокса при температуре 2500°С. Твердость его приближается к твердости алмаза.
Карбид бора является дорогим искусственным абразивным материалом.
|