Manusia telah mengetahui tentang bahan pelelas selama beribu tahun. Orang ramai menggunakan batu dan pasir untuk membentuk dan mengasah pisau, lembing dan mata anak panah dan mata kail. Pelelas pertama ialah batu pasir, di mana peranan bahan aktif dimainkan oleh butiran terkecil kuarza. Sehingga penemuan kaedah pemprosesan logam, bahan kasar ini memungkinkan untuk pembangunan semua manusia, sejak itu orang ramai tidak mempunyai cara lain untuk membuat alat untuk kerja dan senjata.
Apakah itu dari sudut fizikal
Biasanya, bahan pelelas ialah mineral yang sangat keras yang terletak di hujung atas skala kekerasan Mohs - daripada kuarza hingga berlian. Tetapi bahan lembut pun boleh melaksanakan fungsi ini. Span, soda penaik, dan lubang buah-buahan boleh dipanggil bahan pelelas. Kami menemui mereka setiap hari, dan kepentingan mereka dalam kehidupan seharian seseorang adalah hebat.
Apakah proses yang boleh digunakan?
Bahan pelelas sering dipanggil begitu bukan kerana sifat fizikalnya, tetapi kerana ciri penggunaannya. Terdapat beberapa kelas proses sedemikian. Khususnya, dalam mesin letupan pasir, bilangan terbesar bahan boleh digunakan, yang dalam keadaan biasa tidak mempunyai sifat melelas yang jelas. Peralatan ini menggunakan aliran udara atau air yang kuat, di mana zarah-zarah kecil beberapa bahan bergerak dengan kelajuan yang tinggi. Dalam sesetengah kes, jaringan yang melelas digunakan, yang memainkan peranan sebagai penapis pencincang.
Mesin peletupan pasir digunakan untuk menggilap dan menyelesaikan bahagian dan produk siap. Dalam kes ini, hampir mana-mana bahan yang melelas boleh diambil: daripada cangkerang kacang dan biji tanaman buah-buahan, cangkerang moluska dan bahan organik lain kepada kepingan terkecil keluli, sanga, kaca atau juga baking soda.
Komponen Utama
Pasir kuarza ialah pelelas paling popular untuk jambatan peletupan pasir dan struktur keluli lain. Dalam kes ini, penyingkiran karat yang sangat berkesan berlaku, yang dengan ketara meningkatkan ketahanan struktur kejuruteraan. Proses ini memerlukan pelelas berketumpatan tinggi. Sebagai peraturan, pembersihan struktur logam melibatkan penggunaan udara termampat. Ia bertindak sebagai pemecut zarah dan tidak mempunyai kesan menghakis tambahan.
Namun, dalam beberapa kes, air juga boleh digunakan. Terutama apabila membersihkan konkritstruktur. Hampir semua struktur yang dibina di zon pantai memerlukannya secara berkala. Hakikatnya ialah lapisan tebal garam dan sebatian agresif lain tumbuh di permukaannya dari semasa ke semasa. Air tawar, yang mana bahan yang sesuai (melelas) sebelum ini ditambah, bukan sahaja mengeluarkannya dari konkrit, tetapi juga menghasilkan "penyahgaraman". Sekali lagi, tindakan ini meningkatkan hayat bangunan dengan ketara.
Menggilap produk siap
Menggilap ialah proses yang paling penting di mana bahan pelelas mendapat permintaan yang tinggi. Sebagai peraturan, pes khas atau cakera lembut, serta sebatian berdasarkan resin sintetik, digunakan untuk menyempurnakan produk siap atau beberapa bahagian. Malah span pelelas mudah juga diperlukan. Serium oksida, berlian, kuarza, oksida besi dan kromium oksida ialah sebatian yang paling biasa digunakan hari ini.
Novaculite (batu silika padat) juga merupakan bahan mentah yang baik untuk penghasilan bahan penggilap. Serium oksida adalah mineral yang paling biasa digunakan untuk menggilap kaca. Kompaun ini tidak menggarunya, tetapi memberikannya kelicinan dan kilauan yang istimewa. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, silikon karbida dan berlian sintetik telah digunakan dengan lebih kerap untuk tujuan ini. Berdasarkan mereka, tali pinggang pelelas yang sangat mahal dan berkesan dihasilkan. Ia sangat sesuai untuk memproses bahan yang "berubah-ubah".
Menggunakan medan magnet
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, semakin kerap dalam industri mula mengamalkan proses mengasah kasar. Ini tidak menggunakan air.di bawah tekanan dan bukan udara termampat: zarah terkecil bahan pelelas berlegar dalam medan magnet yang kuat, yang membentuk "roda pengisar". Kaedah ini digunakan dalam kejuruteraan ketepatan, kerana ia boleh digunakan untuk menggilap atau mengasah bahagian yang biasanya terlalu mahal dan/atau memakan masa untuk diproses. Sebagai bahan pelelas, sebatian aluminium dengan logam yang mempunyai sifat ini paling kerap digunakan.
Kaedah penggilap magnetorheologi
Dengan kaedah penggilap rheologi, alat pelelas "fizikal" tidak digunakan sama sekali. Bahan bercampur dengan cecair, dalam ketebalannya ia bergerak di bawah pengaruh medan elektrik. Kaedah ini sangat serupa dengan yang diterangkan di atas, dan juga digunakan pada beberapa bahagian dalam kejuruteraan ketepatan dan industri yang serupa.
Secara amnya, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, bahan pelelas yang telah dicampur dengan cecair atau resin sintetik semakin digunakan dalam pengeluaran. Contoh yang baik ialah pes pelelas yang dibasahi GOI berasaskan kromium oksida. Ia telah diketahui sejak sekian lama, tetapi hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini ia mendapat perhatian khusus. Sebabnya mudah - kos rendah kompaun ini dan kecekapan tinggi dalam penggilap. Selain itu, pes yang melelas bertindak perlahan-lahan pada bahan yang diproses tanpa menggaru atau merosakkannya.
Roda kasar untuk pengisar sudut ("pengisar")
Ia digunakan bukan sahaja untuk menggilap. Bahan pelelas juga boleh memotong bahan yang keras. Untuk melakukan ini, gunakan roda pengisaran nipis yang dibuat berdasarkan aluminium oksida dan fenolikpadang. Dalam kes yang jarang berlaku, cakera pelelas logam digunakan. Alat sedemikian sangat diperlukan, khususnya, dalam pengekstrakan marmar di kuari. Hakikatnya mineral ini sangat padat, sukar untuk dipotong dengan gergaji biasa.
Seperti yang telah kami katakan, aluminium oksida, silikon karbida, berlian tiruan dan boron karbida digunakan untuk menggergaji. Ia boleh digunakan untuk membuat cakera yang melelas, ia juga digunakan untuk membentuk gergaji khas untuk bahan-bahan yang sangat tahan lama.
Alat utama yang digunakan untuk industri
Oleh itu, sebatian ini diperlukan untuk mengasah, menggilap, memotong bahan. Industri moden paling kerap menggunakan alat kasar asal tiruan. Sebab untuk ini adalah kos sintetik yang agak rendah. Sebatian asal semula jadi jauh lebih mahal. Ini termasuk aluminium oksida, yang telah kami sebutkan berulang kali, serta silikon karbida, zirkonium dioksida dan apa yang dipanggil superabrasive (berlian atau boron nitrida).
Pengecualian jarang berlaku dan diwakili terutamanya oleh korundum. Ia sangat mahal, dan penggunaannya dalam pengeluaran agak terhad. Dalam kes yang lebih jarang berlaku, berlian asli digunakan yang tidak sesuai untuk dipotong kerana saiznya yang sangat kecil atau kecacatan strukturnya.
Evolusi bahan pelelas industri
Sejarah pelelas industri untuk roda pengisar bermula dengan mineral semula jadi - kuarza dan silikon, serta korundum. Ia adalah yang terakhir, dengan cara itu, buat pertama kalinya yang menerima nama "ampelas". Ia adalah bar pertamamelelas. Penolakan mineral semula jadi bermula pada separuh pertama abad kedua puluh dan hampir selesai sepenuhnya pada penghujungnya. Dan perkara di sini bukan sahaja kos tinggi bahan semula jadi. Hakikatnya ialah mereka semua mempunyai sifat yang ditakrifkan dengan ketat yang tidak boleh diubah dalam apa cara sekalipun. Pelelas sintetik, yang dicipta dalam keadaan tertentu, boleh berbeza sepenuhnya dan lebih sesuai untuk menyelesaikan beberapa tugasan yang tidak tipikal.
Sebagai contoh, melalui teknologi baharu, sebatian dengan bentuk zarah yang menyerupai cip boleh dibuat. Bahan ini sesuai untuk menggilap roda pada permukaan. Di samping itu, bahan yang benar-benar baru boleh dibuat dengan menggabungkan, sebagai contoh, titanium oksida dengan sebatian aluminium. Bahan pelelas ini sesuai untuk permukaan yang keras.
Bilakah "penembusan kasar" dalam industri berlaku?
Pengeluaran moden bahan pelelas, termasuk pengeluaran roda pengisar dan kulit ampelas, sukar untuk digambarkan kerana jisim tanda dagangan dan paten, yang dalam banyak kes menggambarkan produk yang sama. Penyelesaian kepada perlanggaran sedemikian adalah mudah - kerana perbezaan terkecil dalam komposisi kimia, anda boleh mendaftarkan tanda dagangan baharu. Tetapi apakah asas untuk pelelas sintetik, dan bilakah industri mendapat peluang untuk menggunakannya secara besar-besaran?
Peristiwa yang benar-benar penting ialah penemuan silikon karbida, mineral yang tidak ditemui dalam alam semula jadi. Penciptaan alumina sintetik pada tahun 1890-an hanya merangsang permulaan penyelidikan dalam bidang ini. Menjelang akhir tahun 1920-analumina sintetik, silikon karbida, garnet dan korundum ialah bahan pelelas industri utama.
Tetapi kejayaan sebenar datang pada tahun 1938. Pada masa itulah ia menjadi mungkin untuk mendapatkan oksida aluminium tulen secara kimia, yang segera menemui aplikasi terluas dalam kejuruteraan mekanikal. Tidak lama kemudian menjadi jelas bahawa campuran zirkonia dan alumina adalah sesuai untuk menuntut kerja pemotongan dalam logam keras terutamanya. Ini adalah serbuk pelelas yang benar-benar unik: ia mengekalkan prestasi tinggi, tetapi agak murah. Hari ini, kelapa sawit masih dipegang oleh aluminium oksida sintetik, yang telah mengekalkan struktur mikrohablur asal bahan mentah bauksit. Khususnya, Cubitron™ yang unik telah dicipta dengan cara ini, serta bahan pelelas berasaskan seramik di bawah jenama SolGel™.
Mengenai "kawan baik perempuan"
Berlian asli ialah batu pelelas tertua. Ia menjadi popular pada tahun 1930. Terdapat dua sebab untuk ini. Pertama, sehingga tahun itu, jumlah perlombongan berlian hanya diabaikan dan secara fizikal tidak dapat menampung keperluan industri yang semakin meningkat. Kedua, disebabkan perasaan akut peperangan yang akan berlaku, banyak negara mula segera mencari cara untuk memproses tungsten karbida menggunakan mesin. Bahan ini masih digunakan dalam penghasilan teras untuk peluru penebuk perisai.
Masalahnya ialah kekerasan yang tidak realistik bagi bahan ini, yang mana pemprosesan kasar tidak mengambilnya. Kajian yang dijalankan pada tahun 1960-an oleh General Electric Companymembawa kepada pembangunan berlian sintetik. Akhirnya, penyelidikan dalam bidang ini membawa kepada penemuan boron nitrida padu, CBN. Kompaun keras berlian ini digunakan secara meluas dalam pembuatan bahan pelelas lain, kerana ia boleh mengisar keluli keras menjadi habuk.
Sudah tentu, semua bahan pelelas ini, sebagai tambahan kepada semua sifatnya yang indah, mempunyai satu kelemahan besar - kos. Pengecualian baru-baru ini ialah penyelas Abral, disintesis oleh kebimbangan Eropah Pechiney. Syarikat ini telah membangunkan sejenis "pengganti berlian", yang, walaupun tidak kalah dengannya dalam kekerasan, menang dengan ketara dalam harga.
Tetapi bukan hanya bahan pelelas itu sendiri yang memacu industri ke hadapan. Sangat penting ialah bahan yang digunakan sebagai asas untuk penggunaannya. Khususnya, apabila Bakelite dicipta, ia menjadi mungkin untuk menghasilkan roda pengisar yang lebih ringan lagi tahan lama. Ia dikisar lebih sekata, dan bahan pelelas diagihkan dengan lebih baik dalam isipadu dalamannya. Ini menghasilkan pengendalian bahan yang jauh lebih baik.
Kertas pasir
Kulit ampelas menggunakan fabrik tiruan dan semula jadi, filem dan juga kertas biasa yang diperkukuh dengan gentian tenunan sebagai alas. Dalam sesetengah kes, "kertas pasir" diperoleh dengan meresapi kain dengan larutan berdasarkan resin fenolik atau air (dengan penambahan bahan pelelas, sudah tentu). Span yang kasar juga boleh diperolehi. Alat sedemikian diketahui secara meluas oleh hampir semua orang, kami menghadapinya secara berterusan dansetiap hari.
Kami telah menerangkan banyak aplikasi bahan ini. Tetapi hakikatnya rata-rata orang tidak menemui kebanyakan mereka dalam hidup mereka sama sekali. Jadi, ramai yang tahu tentang batu pengisar, batu asah atau kertas pasir yang sama, seseorang menggunakan jaringan yang kasar. Tetapi beberapa orang mengetahui jenis bahan khusus yang digunakan, contohnya, oleh pengeluar galas atau pisau berkualiti tinggi yang diperbuat daripada keluli super keras. Yang terakhir, dengan cara itu, hampir mustahil untuk diasah di rumah. "Pengasah" bagi mereka memerlukan sangat istimewa.
Aplikasi manakah yang sesuai untuk pelelas ini atau itu?
Untuk keperluan khusus, superabrasive diperlukan, yang telah kami nyatakan secara ringkas di atas. Ia juga dibentangkan dalam bentuk kulit ampelas, berus kasar, cakera dan bulatan. Jadi, dalam pengeluaran pisau daripada gred keluli standard, pengeluar menggunakan aluminium oksida dan silikon karbida. Pengeluaran besar-besaran, sebaliknya, biasanya memerlukan penggunaan mesin letupan pasir yang lebih meluas: keluli tahan karat, galas bebola dan pemprosesan besar-besaran terutamanya kayu keras. Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan kes, industrialis tetap setia kepada aluminium oksida "lama yang baik". Serbuk pelelas ini murah tetapi sangat berkesan.
Akhirnya
Abrasif, secara langsung atau tidak, memainkan peranan dalam penghasilan hampir semua perkara yang dihadapi oleh orang ramai setiap hari. Khususnya, tanpa mereka, adalah mustahil untuk membuat kes yang diperbuat daripada aluminium anodized, yangbegitu popular dengan peminat produk "epal". Jangan lupa bahawa "pengisar" batu kasar yang mudah atau pun kertas pasir biasa adalah hasil daripada aktiviti banyak generasi saintis dan tukang yang telah mengumpul dan mensistematisasikan pengetahuan mereka selama ini.
Syarikat yang menghasilkan pelbagai jenis pelelas, roda pengisar dan kulit ampelas, menggunakan pengetahuan teori yang terdapat dalam banyak industri berkaitan. Mereka berpandukan data yang diperoleh semasa kajian seramik, secara meluas mengamalkan kimia gunaan, fizik dan metalurgi. Bahan pelelas akan sentiasa berguna, ia adalah ciri utama kitaran pengeluaran moden banyak perusahaan.
