Состав абразивного материала
Технология нанесения лакокрасочных материалов на кузов автомобиля
Глава 2. Ремонтная и конвеерная окраски: одна цель, разные технологии. Продолжение (начало здесь).
§ 1. Условия проведения окраски. Подготовка поверхности. Продолжение (начало здесь).
Великое искусство создания риски. Продолжение (начало здесь).
Нельзя не сказать несколько слов и о структуре шлифовального материала, ведь свойства и качества шлифбумаги различаются в зависимости от целого ряда факторов, среди которых: качества отдельных составляющих (синтетические или натуральные связующие; синтетическое или натуральное зерно; различные несущие материалы; разные наполнители и покрытия), комбинации отдельных компонентов, обработка компонентов, соединение компонентов между собой.
Шлифовальное зерно
Шлифовальные зерна могут иметь натуральное (смиргель, гранат, кремень или кварц) и искусственное происхождение. Так как при использовании шлифовальных машинок материал испытывает значительные нагрузки и должен отвечать особым требованиям, то для производства шлифовального материала должны использоваться только синтетические зерна, изготавливаемые в электрических печах при очень высокой температуре (от +2000 °С до +2500°С).
Они обладают постоянными физическими и химическими свойствами, а также большой прочностью и чистотой. Натуральные абразивы имеют, напротив, много примесей с различной твердостью.
В качестве синтетических шлифовальных материалов в основном используются:
-
карбид кремния (SiC);
-
корунд (Аl2O3).
Конечно, есть и другие варианты, но они не так распространены.
Карбид кремния (длинноволокнистые граненые блестящие кристаллы) — очень твердый, с острыми гранями, но при этом хрупкий (при нагрузке ломается) шлифовальный материал. Обладает высокой начальной производительностью, но быстро истирается, что приводит к уменьшению срока службы. Граненое зерно оставляет глубокие шероховатые следы на мягких материалах. При использовании машинной обработки находит применение только в качестве шлифовальных губок, на бумажной основе используется редко. Основная область применения — мокрая ручная шлифовка.
Оксид алюминия (корунд) производится с различным по чистоте качеством. Обладает высокой степенью прочности и устойчивости. Высококачественный чистый электрокорунд гарантирует высокую производительность при шлифовании. Электрокорунд повышенной чистоты и стандартный корунд хорошо справляются с загрязнениями, правда, при большой нагрузке ломаются, разлом зерна уменьшает производительность и срок службы.
Несущий материал
Бумага, хлопчатобумажная или полиэфирная ткань, фибра и комбинированные подложки — основы, наиболее широко применяемые при производстве шлифматериалов.
Бумага
Бумага, используемая для производства абразивных материалов, различается по плотности. Гибкие тонкие бумажные листы в основном предназначены для ручных и отделочных материалов. С увеличением плотности увеличивается прочность бумаги, что необходимо при машинной обработке поверхностей. В то же время снижается эластичность, поэтому шлифовальная бумага не может оптимально прилегать к поверхности обрабатываемого материала.
Гибкая, прочная бумага рекомендуется для шлифования вручную с использованием переносного шлифовального инструмента. Бумага повышенной прочности применяется для изготовления рулонов, лент и дисков, предназначенных для всех тех случаев, где требуется повышенное сопротивление разрыву.
Для того чтобы использовать плотную бумагу для шлифовки криволинейных или профильных поверхностей, многие производители делают на шлифовальной бумаге специальные риски. В этих местах бумага может легче сгибаться, благодаря чему повышается общая эластичность.
Некоторые бумажные основы водостойки и пропитаны латексом.
Ткань и фибра
Для особо тяжелых нагрузок бумажной основы бывает недостаточно. В таких случаях отдают предпочтения различным формам хлопчатобумажных тканей.
Различают тяжелые и легкие ткани.
Хлопчатобумажные ткани рекомендуются для различных операций, начиная с обдирки и заканчивая чистовой обработкой.
Полиэфирные ткани более прочные, чем хлопчатобумажные, и могут использоваться как для сухой, так и для мокрой обработки, особенно при удалении толстого слоя материала.
Еще существуют комбинированные основы, состоящие из ткани, наклеиваемой на бумагу. Затем на ткань наносится абразивное зерно. Эта основа применяется главным образом при работах, связанных с удалением поверхностного слоя материала.
Фибровые основы являются очень плотными и полужесткими. Шлифматериалами с такой подложкой преимущественно обрабатывают металл.
Синтетические волокна в качестве основы
Синтетические волокна применяются для изготовления шлифовального материала типа «флис» у Festool или «скотч-брайт» у ЗМ. Волокна покрываются смесью абразива и связки и формируются в маты толщиной 8-10 мм. Это шлифовальное средство очень эластично и используется, например, для финишной обработки поверхностей.
Связка и покрытия
Качество абразивного материала во многом зависит от качества связующего зерна вещества. Оно закрепляет зерно на основе и наносится двумя слоями. Сначала на основу наносится первый слой, в который потом укладываются шлифовальные зерна. Первый слой связки прочно удерживает зерна на основе. Если на количестве этого слоя или на его качестве экономят, то шлифовальный материал имеет плохое сопротивление против выпадения зерна под нагрузкой.
Следующий шаг — нанесение второго слоя связки. Он предотвращает воздействие зерен друг на друга. В качестве основы по большей части используют два вида материалов: мездровый клей и искусственную смолу.
Связка из мездрового клея менее прочна, сила, удерживающая зерна, не очень большая, что приводит к их интенсивному выпадению. Основные ее преимущества — дешевизна и высокая эластичность. Но при нагреве клей размягчается, он весьма требователен к условиям хранения (особенно к влажности: высокая влажность его размягчает, в тепле и при сухом воздухе на нем, наоборот, появляются мелкие разрывы), разлагается со временем и имеет низкую механическую стойкость. Поэтому такой вид связки не употребляется при работе со шлифмашинами.
Связка же из искусственной смолы обеспечивает высокую стойкость абразива. Она оптимально подходит в случаях, когда необходима грубая обработка поверхности, так как обладает повышенной стойкостью к перегреву, высокой прочностью, нетребовательна к условиям хранения и имеет большую стойкость против отрыва. Хотя эластичности у нее него практически никакой.
Чтобы совместить положительные моменты этих двух видов связующего и максимально нивелировать все их отрицательные особенности, разработана связка-комбинация. Такой тип связки в качестве основного слоя имеет эластичный мездровый клей, который и обеспечивает эластичность всего абразива в целом.
Укрывающий слой — искусственная смола: она обладает, как мы уже говорили, высокой стойкостью к большим температурам.
В последнее время в основном используются и основное, и укрывающее связующее из искусственной смолы, при этом выбирается более эластичная основа. Такая конструкция неприхотлива к условиям хранения и обеспечивает большой ресурс по износу.
Шлифовальные материалы именно с таким типом связки лучше всего подходят для применения в качестве шлифкругов к машинкам с электро- и пневмоприводом.
Многие связующие материалы подвергаются антизасаливающей обработке: в одних случаях на абразив наносится специальный стеаратный слой (слой стеарата оказывает пылеотталкивающее воздействие, но необходимо учитывать температуру его плавления, превышение которой приведет к понижению его работоспособности), в других — активные добавки наносятся вместе с укрывающим слоем. Это так называемые биокатализаторы — антистатические вещества, содержащиеся во внешней связке и препятствующие прилипанию пыли, или заполнители, которые, находясь между отдельными зернами абразива, препятствуют его забиванию пылью. Благодаря подобной обработке намного повышается эффективность использования шлифматериалов при работе с грунтовками, лаками, красками и продлевает срок их службы.
В заключение описания структуры шлифовальной бумаги поговорим и о ее хранении.
Несомненно, несоблюдение температурного или влажностного режима приведет к изменению качественных свойств бумаги, и ее производители пишут об этом в инструкциях по эксплуатации, которым надо неукоснительно следовать. Если температура и/или влажность на рабочем месте сильно отличаются от температуры и/или влажности на складе, то перед использованием материала подержите его вблизи рабочей зоны день-другой для стабилизации.