28.12.2017
Абразивні властивості каменю використовуються людством з незапам'ятних часів. Видобуток абразивних мінералів була предметом гірських промислів. Всього двісті років тому, коли ще не було штучних абразивів, родовища каменю, з якого можна було виготовити шліфувальні круги і бруски, визначали багатство держави, як і золоті копальні.
У виготовленні шліфувальних інструментів століттями використовувалися, використовуються і зараз такі відомі види природних абразивів як алмаз, гранат, кремінь, корунд, наждак і пемза. Ці різновиди матеріалів до сих пір є універсальними засобами ручного доведення і полірування ножів і мечів. Серед природних абразивів особливою славою користувалися бруски з каменів з унікальними властивостями і старовинними загадковими назвами: турецька камінь, бельгійський камінь, арканзас, вашіта, Тюрінгській шифер. І звичайно природний алмаз НЕ перевершений при обробці і доведення каменю і скла.
Загальновідомо, що будь-який досить твердий матеріал володіє по відношенню до менш твердому абразивними властивостями (abrado, abrasi (лат.) - шкребти). Твердість визначається опором матеріалу, чия поверхня піддається скоблению. Ступеня твердості, представлені у відносній шкалі Мооса (представлена в таблиці 1) виведені на підставі спостереження за тим, наскільки легко чи важко один матеріал може шкребти інший. Цим відносним методом встановлюється відповідна градація твердості матеріалів, що володіють абразивним здатністю.
Таблиця 1
Твердість по Моосу Еталонний мінерал Абсолютна твердість Оброблюваність Мінерали з аналогічною твердістю 1 Тальк (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ) 1 Дряпається нігтем Графіт 2 Гіпс (CaSO 4 · 2H 2 O) 3 Дряпається нігтем Галіт, хлорит 3 Кальцит (CaCO 3 ) 9 Дряпається мідної монетою Биотит, золото, срібло 4 Флюорит (CaF 2 ) 21 Дряпається ножем, шибкою Доломит, сфалерит 5 Апатит (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH-, Cl-, F-)) 48 Дряпається ножем, шибкою Гематит, лазурит 6 Ортоклаз (KAlSi 3 O 8 ) 72 Дряпається напилком Опал, рутил 7 Кварц (SiO 2 ) 100 піддається обробці алмазом, дряпає скло Гранат, турмалін 8 Топаз (Al 2 SiO 4 (OH-, F-) 2 ) 200 піддається обробці алмазом, дряпає скло Берил, шпінель, аквамарин 9 Корунд (Al 2 O 3 ) 400 піддається обробці алмазом, дряпає скло Сапфір, рубін 10 Алмаз (C) 1600 Ріже скло
Перелік матеріалів, що володіють абразивним здатністю дуже широкий, але основні абразивні матеріали, які і в даний час мають промислове значення, незмінні. Знання властивостей і області застосування природних абразивних матеріалів дозволяють їх використовувати навіть у надсучасних виробництвах.
природний алмаз
АЛМАЗ - самий твердий мінерал, зустрічається в природі і дорогоцінний камінь, що складається з одного елемента. Назва, можливо, походить від грецького «адамас» (непереможний, непереборний) або від арабського «ал-мас» (перське «Елма») - дуже твердий. Алмаз - одна з аллотропних модифікацій вуглецю і найтвердіша з відомих речовин. Інша аллотропная модифікація вуглецю - графіт - одне з найбільш м'яких речовин.
Алмаз складається з вуглецю (96-99,8%). Крім того, в кількості від тисячних до 0,2-0,3% в ньому містяться домішки хімічних елементів - азоту, кисню, алюмінію, бору, кремнію, марганцю, міді, а також домішки заліза, нікелю, титану, цинку та ін. зустрічаються включення графіту, олівіну, піропу, хроміту, хромдіопсиди, енстатіта і ін.
У природі алмази зустрічаються у вигляді окремих кристалів, їх уламків або полікристалічних агрегатів. Алмази поділяють на ювелірні та технічні. До ювелірних відносять алмази кристалічної форми, прозорі, без тріщин і включень, плям і вад. Алмази ювелірної якості зустрічаються в ПАР і в Республіці Саха (Якутія, Росія.
Всі інші кристали, а також полікристалічні різновиди відносять до технічних алмазів. Технічні алмази низького сорту і полікристалічні різновиди обов'язково проходять попередню обробку з метою поділу їх за формою і розмірами, а також для виділення алмазів з більш високими властивостями міцності. При цьому алмази дроблять, овалізіруют, полірують, а також піддають термічній обробці і металізації. Застосовують для виготовлення металорізальних і інших інструментів, широко використовуваних в промисловості (різців, свердел, фільєр, штампів, дискових пилок, бурових коронок і т.д.), а також в якості абразивних матеріалів - алмазних порошків і мікропорошків.
властивості алмаза
Алмаз при звичайних температурах хімічно інертний. Кислоти, навіть найсильніші, на нього не діють. При високих температурах алмаз набуває хімічну активність. Суміш сірчаної кислоти з двохромовокислим калієм при нагріванні окисляє алмазні порошки в вуглекислоту. Алмаз розчиняється в розплавленої натрієвої і калієвої селітри і соді при нагріванні. В розплавлених карбонатах лугів при 1000-1200 ° С алмаз перетворюється в окис вуглецю. Окремі метали (залізо, сплави заліза, нікель і ін.) При більш 800 оС частково розчиняють алмаз.
Алмаз не змочується водою, але прилипає до жирових сумішей.
Показник заломлення алмазу високий (2,417), цим пояснюється його яскравий, алмазний блиск. Для променів різного кольору показник заломлення різний: для червоного 2,402, жовтого 2,417, зеленого 2,42 фіолетового 2,465. Таким чином, дисперсія алмазу 0,063, що набагато вище, ніж інших мінералів. Високою дисперсією пояснюється «гра» діамантів всіма кольорами веселки. Кут внутрішнього відображення для алмаза при показнику заломлення 2,42 становить 24о 51 '.
Щільність алмазу - 3,48-3,56 г / см3, твердість по Моосу - 10, мікротвердість 8600-10000 кгс / мм2. Однак у алмазу спостерігається анізотропія твердості, що виражається в тому, що на різних гранях і в різних напрямках твердість дещо відрізняється. Це пов'язано з особливостями структури.
Зносостійкість алмазів коливається в широких межах, середня зносостійкість алмазу в кілька разів вище зносостійкості широко відомих абразивних матеріалів - карбідів бору і кремнію. Абразивна здатність матеріалу визначається відношенням маси сошлифовать матеріалу до маси витраченого абразиву. Якщо прийняти абразивную здатність алмаза за одиницю, то абразивна здатність карбіду бору складе 0,5-0,6, а карбіду кремнію 0,2-0,3.
Алмаз має досконалу спайність по, злам рівний, ступінчастий, раковистий. Модуль пружності (в МПа) алмазу дорівнює 88254 (у карбіду бору близько 294180, карбіду кремнію 357919, твердого сплаву до 588360). Цим пояснюється здатність алмаза деформуватися при впливі на опрацьований матеріал. У зв'язку з цим при алмазної обробки матеріалів питомий тиск і температура в кілька разів нижче, ніж при використанні інших абразивів.
Межа міцності на вигин у алмазу невисокий - 206-490 МПа, що в три-чотири рази менше, ніж у твердого сплаву (1079-1471 МПа), межа міцності алмазів при стисненні залежить від його форми і дефектності, він становить в середньому тисяча дев'ятсот шістьдесят один МПа , що в два рази менше середнього межі міцності на стиск у твердих сплавів (3922-4903 МПа). Міцність на розрив 7 746 740 МПа (теоретична). Коефіцієнт стиснення алмазу і модуль стисливості в чотири рази менше, ніж заліза.
Алмаз характеризується високою теплопровідністю, що дозволяє швидше відводити тепло з поверхні оброблюваних виробів. Він є діелектриком, разом з тим окремі різновиди алмазів (наприклад, блакитний або синій) можуть володіти напівпровідниковими властивостями.
Температура плавлення алмазу близько 4000 оС. При нагріванні алмаз згорає, утворюючи вуглекислий газ. У струмені кисню він горить блакитним полум'ям при температурі близько 720 ° С, в атмосфері повітря температура горіння 850 оС. При нагріванні без доступу повітря поверхню алмазу Графітізуючі при 1000 оС, при більш високій температурі він повністю переходить в графіт.
Застосування алмазу в якості абразивного матеріалу.
Всі перераховані вище властивості алмазу лягли в основу його абразивного застосування. Алмазні матеріали і алмазний інструмент варто окремо від усіх абразивних матеріалів, як супперабразіви.
Вимоги до діамантових абразивні матеріали жорстко регламентовані стандартами ГОСТ 9206-80 «Порошки алмазні. Технічні умови », ГОСТ Р 52370-2005« Порошок з природних алмазів. Технічні умови », ІСО 6106: 1979" Штучні. Зернистість алмазних порошків і порошків кубічного нітриду бору "
Зазначені стандарти встановлюють вимоги на порошки з природних алмазів, призначені для виготовлення алмазного інструменту, що застосовується при каменеобробки, бурінні гірських порід, правці абразивних кіл, різанні і обробці неметалічних матеріалів, кольорових металів і сплавів, а також для застосування в незакріпленому стані у вигляді паст і суспензій.
Основними класифікаційними ознаками алмазних порошків є наступні характеристики алмазних зерен:
розмір; коефіцієнт форми; міцність.
Алмазні порошки в залежності від розміру зерен діляться на групи:
- шліфпорошкі різних марок - розмір зерен від 1000 до 40 мкм (від 18 до 400 меш в системі ІСО);
- мікропорошки - розмір зерен від 40 мкм і дрібніше.
Розмір зерен кожної фракції алмазних шлифпорошков визначають номінальними розмірами сторін осередків у світлі двох контрольних сит в мікрометрів, причому через верхнє сито зерна повинні проходити, а на нижньому затримуватися.
Розмір зерен алмазних мікропорошків визначають напівсумою довжини і ширини прямокутника, умовно описаного навколо проекції зерна таким чином, щоб більша сторона прямокутника відповідала найбільшій довжині проекції зерна.
Марки шлифпорошков визначаються ізометрічни і міцністю зерен.
Алмазні шліфпорошкі складаються з цілих кристалів і їх уламків і позначаються літерними індексами АК:
А - природні алмази;
К - індекс міцності, виражений в ньютонах.
До буквеному позначенню додаються цифрові індекси, які означають:
- після індексу А - вміст ізометрічних кристалів і їх уламків, виражене десятками відсотків;
- після індексу К - умовний показник міцності зерен алмазного порошку.
Алмазні мікропорошки складаються з уламків кристалів, отриманих в результаті дроблення алмазів, і позначаються літерним індексом АМ - мікропорошки з природних алмазів.
Приклади умовних позначень:
Шліфпорошок з природних алмазів марки А8К100, зернистістю 500/400:
А8К100 500/400 ГОСТ Р 52370-2005.
Те ж, зернистістю 35/40 меш:
А8К 100 35/40 меш ГОСТ Р 52370-2005.
Те ж, марки А, зернистістю 200/40:
А 200/40 ГОСТ Р 52370-2005.
Мікропорошок з природних алмазів марки АМ, зернистістю 40/0:
Мікропорошок АМ 40/0 ГОСТ Р 52370-2005.
Марки алмазних порошків і області застосування повинні відповідати зазначеним у таблиці 1.
Марка алмазного порошку Характеристика порошку Рекомендована область застосування Шліф порошки А10К300, А9К300, А8К300,
А10К250, А9К250, А8К250 З цілих кристалів різних форм. Зміст ізометрічних алмазів - 100% -80% Виготовлення інструментів на металевій зв'язці для обробки найбільш твердих гірських порід, бетону, жароміцних матеріалів, виправлення абразивних кіл
А10К200, А9К200, А8К200,
А7К200 З цілих кристалів різних форм. Зміст ізометрічних алмазів - 100% -70% А10К160, А6К160, А9К160,
А8К160, А7К160 З цілих кристалів різних форм. Зміст ізометрічних алмазів - 100% -60%. За показником міцності є аналогом марки АС160 по ГОСТ 9206 А9К125, А8К125, А7К125, А6К125 З цілих кристалів різних форм і їх уламків.
Зміст ізометрічних алмазів - 90% -60%.
За показником міцності є аналогом марки АС125 по ГОСТ 9206 Виготовлення інструментів на металевій зв'язці для обробки гірських порід, бетону, скла; в буровому і правлячому інструменті
А9К100, А8К100, А7К100, А6К100, А5К100 З цілих кристалів (60%) і їх обломков.Содержаніе ізометрічних зерен - 90% -50%.
За показником міцності є аналогом марки АС100 по ГОСТ 9206 А9К80, А8К80, 7К80, А6К80, А5К80 В основному з уламків кристалів. Зміст ізометрічних зерен - 90% -50%.
За показником міцності є аналогом марки АС80 по ГОСТ 9206 Виготовлення інструментів на металевій зв'язці для обробки гірських порід середньої твердості, природного каменю, кераміки, скла, бетону, рубіни; для чорнового шліфування
А8К65, А7К65,6К65, А5К65, А4К65 В основному з уламків крісталлов.Содержаніе ізометрічних зерен - 80% -40%.
За показником міцності є аналогом марки АС65 по ГОСТ 9206 А7К50, А6К50, А5К50, А4К50, А3К50 В основному з уламків крісталлов.Содержаніе ізометрічних зерен - 70% -30%.
За показником міцності є аналогом марки АС50 по ГОСТ 9206 А5К32, А4К32, А3К32, А2К32А5К20, А4К20, А3К20, А2К20 З уламків подовженою і пластинчастої форми.
Зміст ізометрічних зерен - 50% -10% .За показником міцності є аналогами марок АС32, АС20, АС15 по ГОСТ 9206 Виготовлення інструментів на металевій та керамічної зв'язках для обробки м'яких гірських порід, твердого сплаву, скла, рубіни, корундів і інших крихких матеріалів А5К15, А4К15, А3К15, А2К15, А1К15 А З уламків кристалів різної форми, отриманих дробленням алмазів, з розміром зерен від 200 до 40 мкм Виготовлення порошків для інструментів на металевій зв'язці для обробки скла, кераміки і важкооброблюваних матеріалів Мікропорошкі AM з уламків кристалів різної форми, отриманих в результаті дроблення з розміром зерен від 40 м м і менше Виготовлення мікропорошків для отримання композиційних матеріалів і використання у вільному стані для полірування матеріалів
Зернистості алмазних порошків за різними стандартами наведено в таблиці 2
Таблиця 2
Зернистість по Основна фракція, мкм, по ІСО 6106: тисячі дев'ятсот сімдесят дев'ять ГОСТ 9206-80,
мкм ГОСТ 9206-80 ГОСТ Р 52370-2005 I система, мкм II система, меш Широкий діапазон зернистостей 852 20/30 1000/630 1000/630 -1000 + 630 602 30/40 630/400 630/400 -630 + 400 427 40/50 400/250 400/250 -400 + 250 252 60/80 250/160 250/160 -250 + 160 Вузький діапазон зернистостей 1001 18/20 1000/800 1000/800 -1000 + 800 851 20/25 800 / 630 800/630 -800 + 630 711 25/30 - - - 601 30/35 630/500 630/500 -630 + 500 501 35/40 500/400 500/400 -500 + 400 426 40/45 400/315 400/315 -400 + 315 356 45/50 - - - 301 50/60 315/250 315/250 -315 + 250 251 60/70 250/200 250/200 -250 + 200 213 70/80 200/160 200 / 160 -200 + 160 181 80/100 - - - 151 100/120 160/125 160/125 -160 + 125 126 120/140 125/100 125/100 -125 + 100 107 140/170 100/80 100 / 80 -100 + 80 91 170/200 80/63 80/63 -80 + 63 76 200/230 - - - 64 230/270 63/50 63/50 -63 + 50 54 270/325 50/40 50/40 -50 + 40 46 325/400 - - -
Показники статичної міцності шлифпорошков наведені в таблиці
Таблиця 3
зернистість,
мкм Показник статичної міцності, Н, не менше, для марок з індексом міцності К15 К20 К32 К50 К65 К80 К100 К125 К160 К200 К250 К300 Широкий діапазон зернистостей 1000/630 40,5 58,2 94 125 162 200 225 311 400 500 625 750 630 / 400 30,7 42,5 64,8 89 115 142 177 221 283 353 441 529 400/250 22,6 30,3 45,3 62 80 99 124 155 198 247 309 370 250/160 16,2 22 32, 8 43 56 69 86 107,5 138 172,5 215 258 160/100 11,9 16,2 23,8 30 39 48 60 75 96 120 150 180 100/63 9,2 12,5 17,3 21 27 33 41 51 65 81 101 121 63/40 7,1 9,6 13,2 15 19,5 24 30 37,5 48 60 75 90 Вузький діапазон зернистостей 1000/800 43,5 62,8 102,5 135 175 216 270 336 433 540 675 810 800/630 37,5 53,7 85,4 115 149 184 230 287 368 460 575 690 630/500 32,3 45,9 71,2 98 127 157 196 245 313 390 487 585 500/400 29,2 39,2 58,3 79,4 103 127 159 198 254 317 396 470 400/315 24,8 33,3 49,6 68 88 109 136 170 217 270 337 40 5 315/250 20,5 27,4 41,0 56 73 89 112 140 179 224 280 336 250/200 17,3 23,5 34,5 48 64 78 98 123 157 196 245 294 200/160 15,1 20 , 6 31,2 43 56 69 86 107 137 171 - - 160/125 13,0 17,6 25,9 36 47 58 72 - - - - - 125/100 10,8 14,7 21,6 30 39 48 60 - - - - - 100/80 9,7 13,2 18,4 25 32 40 50 - - - - - 80/63 8,6 11,8 16,2 22,1 29 36 45 - - - - - 63/50 7,6 10,3 14,0 19,6 25 31 39 - - - - - 50/40 6,5 8,8 12,3 17,6 22 27 34 - - - - -
природний корунд
Корунд представляє собою природний мінерал, що складається з кристалічного окису алюмінію (Аl2Oз). У природі в чистому вигляді зустрічається рідко. Кристали корунду містять до 90% окису алюмінію. Найбільш частими домішками є оксиди заліза і кремнію, які надають мінералу різні колірні відтінки. Його колірні різновиди - сапфір, рубін використовуються в ювелірній справі. По твердості корунд поступається алмазу. Його твердість за шкалою Moоса 9.
Назва мінералу епроісходіт від санскритського «kuruntaka» або тамільської «kuruntam» (так іменували цей мінерал в Індії і на Цейлоні); можливо, від санскритського «curuvinda», що в перекладі означає «рубін». Колір корунду зазвичай синювато або жовтувато-сірий; чистий корунд - білого кольору, він забарвлюється в різні кольори (червоний, червоно-коричневий, фіолетовий, синій або блакитний, від жовтого до помаранчевого, зелений) домішками елементів-хромофоров: хрому, заліза, титану або ванадію. Кольори нерідко чисті, яскраві. Звичайний корунд просвічує, має блиск від скляного до алмазного ( «алмазний шпат» з чітко виявленої отдельностью паралельно базису кристалів).
Щільність корунду 3,9-4,1 г / см3, твердість по Моосу - 9, мікротвердість 1800-2400 кгс / мм2, механічна міцність - 5,5-13,7Н (560-1400гр).
Корунд - дуже твердий кристалічний матеріал з великим вмістом оксиду алюмінію, білого кольору з рожевими або червоними прожилками, які дають зрозуміти включення сапфіра або рубіна.
Для освіти корунду необхідні умови дефіциту кремнезему і високий вміст глинозему. Магматичний акцесорних корунд зустрічається в сиенитах і нефелінових сиенитах, в більших кристалах присутній в лужних пегматитах. Іноді утворюється в результаті десілікаціі (втрати кварцу) гранітних пегматитів, що залягають в ультраосновних породах. Відомий як продукт метаморфизм а бокситів і інших високоглиноземистих порід. Розвинений в глубокометаморфізірованних породах типу гнейсов, кристалічних сланців, гранатових амфиболитов, а також в мраморах. У зонах контактового метаморфізму високоглиноземистих осадових порід можуть утворитися наждаки - тонкозернисті суміші корунду з магнетиту, гематиту, іноді зі шпинелью, діаспора, крихкими слюдами, гранатом та іншими мінералами.
Завдяки високій твердості корунд здавна використовувався як абразивний матеріал, але в даний час в цих цілях застосовується в основному штучний корунд. У промислових масштабах корунд не видобувається, але при видобутку інших мінералів може виділятися, наприклад наждака, який добувають на найдавнішому (відомому з античних часів) родовищі на острові Наксос в кикладской архіпелазі (Егейське море, Греція), а також в США (Честер, шт . Массачусетс; поблизу Пікськая, шт. Нью-Йорк). У Росії родовище наждаку (кілька відмінного за складом) розташоване в Красноярському краї. Найбільше корундове родовище Семиз-Бугу знаходиться в Казахстані.
Прозорі кольорові корунд, без тріщин (або майже без них), являють собою дорогі ювелірні (дорогоцінні) камені. Червоний корунд, пофарбовані домішкою хрому, називаються рубінами, сині, пофарбовані домішкою заліза і частково титану, - сапфірами. Так само називають і прозорі корунди інших квітів (крім червоного), в тому числі безбарвний корунд - лейкосапфир. Деякі різновиди сапфіра і рубіна, оброблені кабошоном, виявляють в напрямку головної (вертикальної) кристалографічної осі ефект астеризму: в них з'являється фігура правильної 6- або 12-променевої зірки, промені якої переміщаються по поверхні каменя при його повороті. Такі камені - зірчасті сапфіри і зірчасті рубіни - називають Астер, і вони досить високо цінуються.
У Сейчас годину в промислових масштабах проводитися штучний корунд, включаючі его ювелірні різновиди - рубіні и сапфірі різніх кольорів, а такоже зірчасті рубіні и сапфірі. Штучний РУБІН, что отримується в основному методом Вернейля (плавлення порошку глинозему в полум'я воднево-киснева пальника) або методом Чохральського (вітягуванням з розплаву), знайшов! Застосування як матеріал для твердотільніх лазерів, годин каменів, осей и цапф точно приладів, а такоже в ювелірній делу. Штучні сапфіри використовуються в освітлювальної техніки (особливо лейкосапфир) і в ювелірній промисловості.
Штучний технічний корунд абразивного застосування проводиться методом рудотермічних плавки з бокситний і глиноземного сировини
Застосування в якості абразивного матеріалу.
Природний корунд послужив добру службу промисловості з доісторичних часів до і отримання плавлених електрокорунду, що з'явилися завдяки розвитку електрометалургії. Про його важливу роль і традиційності в народному господарстві можна судити по тому, що відомості про поклади корунду згадуються в геологічних звітах 60-х років 20-го століття, а в товарній номенклатурі ЗЕД досі існує графа 6804: «Жорна та камені гострильні. .. з природних або абразивів ... »
На базі родовища природного корунду (Семиз-Бугу) в 30-і роки минулого століття навіть був створений Киштимскій абразивний завод.
Багато абразивного корунду добували в Індії. Тьмяний, майже непрозорий корунд з Індії, будучи подрібненим для отримання шліфувального матеріалу, відомий під назвою "алмазний шпат". Здобута корундова руда подрібнювалася, сортувалася за величиною зерна. Застосовувалася в порошку і для виготовлення з нього штучних кіл, брусків і шкурок.
В даний час природний корунд з вмістом Аl2Oз більше 70% втратив своє промислове значення і не видобувається, абразивні матеріали з нього не виробляються. Однак, однією з різновидів природного корунду є "наждак" - це не щось узагальнене, а конкретну назву непрозорого корунду з вмістом фізичного корунду менше 70%. Ця гірська порода досі застосовується при виготовленні абразивного інструменту.
3. Наждак
Наждак - дрібнозернистий гірська порода чорного і чорно-зеленого кольору, що містить в значній кількості твердий мінерал корунд, використовувана в якості абразивного матеріалу. Розрізняють різновиди наждака: 1) хлорітоідно-корундові з вмістом корунду від незначного до 40-70%; 2) магнетитові і шпінель-магнетитові з вмістом корунду до 30-40%; 3) діаспор-корундові з вмістом А1203 ВІД 40 до 65% і більше.
Особливість наждака як абразивного матеріалу - присутність легкоплавких домішок, в зв'язку з чим наждак можна використовувати тільки при виготовленні інструменту на силікатних, магнезіальних і органічних зв'язках. Найважливіший показник абразивних матеріалів - абразивна здатність - залежить у наждака від змісту фізичного корунду і найбільш висока (для вітчизняної сировини) у хлорітоідних руд уральських родовищ, але в 2-3 рази нижче, ніж у якісних корундових руд. Наждак застосовується в гнучких дисках на різних засадах, в тому числі для накатки на повстяну основу, переважно для шліфування невідповідальних металевих виробів. Крім того, на магнезіальною зв'язці виготовляють з наждака штучні млинові жорна, спец. шліфувальні камені для напілочних заводів, дефібрерние камені (для подрібнення деревини); з використанням наждакових порошків виготовляють шліфувальну шкурку.
Найбільш ефективний наждак, як абразивний матеріал, в шліфувальному інструменті при обробці металів невисокої твердості (незагартованої стали, заліза, кольорових металів), де він дає більш високу якість обробки, ніж корунд. Особливо високу якість поверхонь виходить при використанні хлорітоідних наждаком. Випускаються переважно грубі порошки - шліфзерно з діаметром частинок основної фракції 90 мкм і більше. Розсівання шліфувального зерна і порошків з наждака, граната і корунду проводиться за стандартом FEPA. Орієнтовна крупність абразивних матеріалів по зернистості приведена в таблиці 4
Таблиця 4
Шліфувальне зерно і порошки для абразивного інструменту фіксованою форми Шліфувальне зерно і порошки для гнучкого абразивного інструменту (щліфовальной шкурки) Зернистість Розмір зерен, мкм. Зміст основної фракції,% Зернистість Розмір зерен, мкм. Зміст основної фракції,% F10 2360-2000 45 - - - F12 2000-1700 45 P12 2000-1700 45 F14 1700-1400 45 - - - F16 1400-1180 45 P16 1400-1180 49 F20 1180-1000 45 P20 1000-850 44 F22 850-710 45
F24 710-600 45 P24 850-710 47 F30 600-500 45 P30 710-600 47 F36 500-425 45 P36 600-500 47 F40 425-355 40 P40 425-355 47 F46 355-300 40
F54 300-250 40 P50 355-300 49 F60 250-212 40 P60 300-250 45 F70 212-180 40 - - - F80 180-150 40 P80 212-180 49 F90 150-125 40 P100 180-150 45 F100 125 -106 40 P120 125-106 44 F120 106-90 40 P150 106-90 49 F150 90-63 40 P180 90-75 47 F180 75-63 40 P220 75-63 47 F220 63-53 40 - - -
гранат
За складом розрізняють Шість відів граната: вогненним-червоний піроп, жовтуватій або зеленувато гроссуляр, помаранчевий спессартин, прозорий меловатій, пурпурний або фіолетово-червоний альмандин, Смарагдовий-зелений уваровит, зелений, буро-червоний або чорний андрадит.
Яскравий-червоні гранати в старовину називали карбункулами ( «вуглінкамі»). На Русі гранати малі Назву «червчатий яхонт». Прозорий золотисто-зелений гранат, Який зустрічається на Уралі, назівають демантоидом ( «подібним алмазу») за кольорові переливи. Часто все червоні різновиди називають «гранатами», а всі зелені - «оливинами».
Назва «гранат» походить від латинського Bagranurn - крупинка, зерно. Інші назви мінералу і його різновидів: шорломіт, меланит, лейкогранат, карбункул, червець, Веніса, бечета, уральський гранат. Гранатами називають кілька мінералів, в числі яких піроп, альмадін, гроссуляр, спессартин і ін. Гранат дуже схожий, формою і кольором, на зерна в плодах гранатового дерева. Старе російське назва граната - "Веніс".
Склад. Класифікаційна група силікатів острівної структури, яка об'єднує 6 мінеральних видів:
* Піроп Mg3Al2 [SiO4] 3,
* Альмандин Fe3Al2 [SiO4] 3,
* Спессартин Mn3Al2 [SiO4] 3,
* Уваровит Ca3Cr2 [SiO4] 3,
* Гроссуляр Ca3Al2 [SiO4] 3,
* Андрадит Ca3Fe2 [SiO4] 3.
У природі гранати зустрічаються зазвичай у вигляді твердих розчинів і часто містять домішки заліза, титану, ванадію та ін.
Фізичні властивості :
а) колір: гранати відомі всіх кольорів, крім синього: піроп зазвичай темно-червоний; альмандин - рожевий або вишневий; уваровит - яскраво-зелений, рожевий, безбарвний; андрадит - червоно-бурий, коричневий,
б) твердість по Моосу: 6,0 - 7,5,
в) щільність: 3,2 - 4,3 г / см3,
г) ступінь прозорості: від прозорого до непрозорого. Бездефектні светлоокрашенние кристали прозорі, а густозабарвлені просвічують лише в тонкому шарі,
д) блиск: від скляного до смолистого (у демантоида і топазоліта до алмазного).
Місце народження . Найбільші піропи (468,5 і 633,4 карат) були знайдені в делювіальних відкладах гір Центральночеський області. Піроп - високотемпературний, магматичних мінерал, зустрічається в ультраосновних породах. Накопичується в розсипах.
Протягом тривалого часу піроп добували з унікальних розсипних родовищ гір Центральночеський області, а також алмазоносних кімберлітових трубок Східної і Південної Африки. У нашій країні піроп, спільно з хризолітом і алмазом знаходять в родовищах Якутській алмазоносних провінції.
Застосування. З давніх часів гранат вважався вишуканим коштовним каменем. Великі і якісні кристали використовуються в ювелірній справі
Неювелірного різновиди гранатів використовуються, головним чином, як абразивні, фільтрувальні і напівпровідниковий матеріали, які виготовляються з гранатових концентратів (ГК). Області застосування досить великі:
- Очищення поверхонь методом струменевої обробки піскоструминними агрегатами (в 5-7 разів ефективніше кварцу, в 2-3,5 рази зменшення витрат матеріалу по відношенню до кварцу).
- «Тонка» очистка стічних і питних вод, вина від механічних домішок. Гранат має більш високим ступенем смачиваемости і фільтрацією по відношенню до кварцу.
- Очищення масел і нафтопродуктів.
- Згинання твердих матеріалів (бетон, метал, камінь, скло) під великим тиском (до 4000 атм) за допомогою води і ГК з мінімальною товщиною розпилу до 0,8 мм при товщині матеріалу до 250 мм.
- Шліфувальні матеріали для шліфувальної шкурки і абразивного інструменту на органічних зв'язках
- Суспензії і пасти для шліфування й полірування точної оптики, дзеркал, шкіри, паперу, цінних порід дерева і т.д.
- Кераміка, Електрокераміка, художня кераміка (інертний наповнювач, композит).
- Нафтова промисловість (підвищення нафтовіддачі нафтових пластів на 15-20%, очищення відкладень, смол і парафінів на магістральних нафтопроводах).
- Точне лиття (збільшення кількості виливків в 20-40 разів у порівнянні з кварцовим піском).
Як абразивних матеріалів використовуються частки гранатів природного походження, за формою близькі до великого піску, оскільки при подрібненні великих каменів вони зазнають конхоідальний злам з утворенням форми частинок, малопридатною для абразивного застосування. Твердість абразивного гранату пов'язана з його кристалічною будовою і забезпечує високий опір до руйнування. Завдяки цій здатності гранатовий абразив має гарну абразивної здатністю.
головні родовища абразивного гранату розташовуються в Австралії та Індії, колишньої Чехословаччини, Південній Африці та США.
Шліфувальні матеріали з граната отримують шляхом через обробки пісків граната. На початковому етапі зерна піддаються механічному впливу, щоб стабілізувати мікроструктуру. Проте, гострі грані зерен забезпечують високу якість розрізу, що робить гранатовий пісок жорстким, гострим і високоефективним гранатовим абразивом. Далі гранатовий пісок класифікується (розсіюється) на фракції, в залежності від призначення.
Для гідроабразивного різання і струменевої обробки виготовляються фракції наступного гран-складу:
0,8 ... 1,2 мм (12 \ 20 MESH)
0,35-0,8 мм (20 \ 40 MESH)
0,25-0,6 мм (30 \ 60 MESH)
0,125-0,6 мм (80 MESH)
0,07-0,18 мм (120 MESH)
Розсівання шліфувального зерна і порошків з граната проводиться за стандартом FEPA (див. Таблицю 4).
При всіх перевагах гранатових абразивних матеріалів, широкого поширення в абразивних інструментах і шкірці вони не отримали. Але для струменевої обробки і гірдроабразівной різання гранатові абразивні матеріали незамінні, як незамінні мікропорошки гранатів для полірування оптики і дзеркал.
Кремень
Кремень - однорідна щільна гірська порода, що складається з кремнезему (халцедону) скритокрісталліческой структури і мікроскопічних зерен кварцу з домішкою карбонатів, глинистих речовин і органічних залишків. Колір його - від світло-сірого до чорного, іноді з буро-жовтим відтінком; злам раковістий, завдяки чому при дробленні кременю утворюються частинки з гострими крайками. Форма кременів дуже різноманітна: це округлі, пальцевидні, пластинчасті і іншої форми конкреції, часто мають нарости, отвори і порожнечі, заповнені дрібними кристалами кварцу.
Кремень та кремній - зовсім не одне і те ж. Це в'язкий міцний агрегат ськритокрісталлічеського і аморфного кремнезему. Суміш ськритокрісталлічеських і аморфних кремнеземів: халцедону, кварцу і опала, дуже слабо просвічує. Часто кремінь має органогенне походження, оскільки кремінь входить до складу скелетів деяких морських одноклітинних організмів
Мікротвердість кременю знаходиться на рівні гранатів, в природі зустрічається у вигляді масивних порід і гальки.
Як шліфувального матеріалу використовується кремінь, що містить не менше 96% SiO4 і не більше 1% Fe2O3, Застосовується вкрай обмежено для виготовлення спеціальної шліфувальної шкурки, якою обробляють шкіри, ебоніт, дерево. Класифікація по крупності шліфувального матеріалу проводиться відповідно до таблиці 4.
пемза
Пемза - светлоокрашенное надзвичайно високопористого (пухирчасті, пінисте) природне вулканічне скло. Утворюється в результаті такого швидкого затвердіння риолитовой, рідше дацитовой або трахітовими лави, що мінерали не встигають викристалізуватися з розплаву. Різко виражене пухирчас складання породи обумовлено виділенням бульбашок розчинених парів і газів з магми під час її затвердіння. В результаті порода набуває високу пористість і низьку об'ємну щільність - від 0,5-0,6 до 1,3-1,4 (зазвичай шматки пемзи плавають у воді). Кислі (ріолітового) пемзи мають таке ж високий вміст кремнезему і низьке - заліза і магнію, як і самі ріоліти. Дацітовие пемзи мають склад дацит, трахітовими - трахіту.
Пемза може залягати у вигляді відокремлених пластообразних тел, які колись були лавовимипотоками, але частіше складає поверхневу зону потоків кислих лав. Родовища пемзи виявлені в деяких вулканічних областях на заході США (штати Орегон, Каліфорнія і ін.). Її видобувають, дроблять і використовують в тих же цілях, що і вулканічний попіл, який вона дуже нагадує за своїми властивостями, тобто як заповнювач для легких бетонів і гідравлічну добавку до портландцементу. Пемза застосовується також в якості теплоізоляційної засипки в будівництві.
Як абразивний матеріал придатна пемза з тонкими пластинками скла, що утворюють перегородки між осередками пемзової блоки, які видобуваються з кар'єрів на Липарских о-вах в Тірренському морі (Італія), використовуються в якості вихідного матеріалу для отримання абразивних порошків і гігієнічних брусків. Крім того, постачальниками пемзи є Нова Зеландія, Німеччина (долина Рейну), Австрія, Японія і Франція. Значні родовища пемзи відомі на Камчатці і в Закавказзі (Вірменія, біля Єревана).
Промислове значення пемза, як абразивний матеріал, втратила на початку 20-го століття.
Создание сайтов Донецк
