Materiały ścierne

Są to rozdrobnione ciała stałe naturalne lub sztuczne (syntetyczne) stosowane do wykonywania narzędzi oraz past ściernych. Rozdrobniony materiał ścierny, posegregowany wg wielkości ziaren nosi nazwę ścierniwa.

Ścierniwo jest to materiał ścierny rozdrobniony na ziarna określonej wielkości. Podczas rozdrabniania powstają nieregularne ziarna ścierne o najrozmaitszych formach geometrycznych, najczęściej o różnej budowie wewnętrznej i wytrzymałości, zróżnicowanej ostrości krawędzi i różnym zaokrągleniu wierzchołków.

Ziarno ścierne jest to element materiału ściernego po jego rozdrobnieniu, który klasyfikuje się ze względu na:

• wielkość

• kształt

• właściwości mechaniczne

Kształt geometryczny ziaren ściernych ma duży wpływ na ich wytrzymałość, zdolność skrawną i siłę wiązania ze spoiwem, a więc decyduje w znacznym stopniu o przeznaczeniu i jakości narzędzi ściernych.

Mikroziarno to ziarno o wielkości mniejszej niż 60 µm.

Ścierniwa powinny odznaczać się:

•      najwyższą twardością

•      najmniejszą ścieralnością

•      wytrzymałością

•      odpornością temperaturową

•      dobrą przewodnością cieplną

•      niskim kosztem

Materiały ścierne możemy rozróżnić jako:

• twarde - o mikrotwardości od 1120HV/0,02 do 4500HV/0,02

• supertwarde - o mikrotwardości powyżej 4500HV/0,02

• polerskie - o różnej twardości, charakteryzujące się drobnoziarnistością

Materiały ścierne wyróżniają się także ze względu na:

1. Kształt – określamy za pomocą wymiarów liniowych najmniejszego prostopadłościanu opisanego na źarnie.

2. Ziarnistość (wielkość ziarna) – wyznaczamy za pomocą analizy sitowej i oznaczamy przy pomocy numeru (wyższy numer – ziarno drobniejsze).

3. Liczba ziarnistości – jest to liczba oczek w sicie (o znormalizowanych grubościach nici i wymiarów oczek) na długości 1 cala, przez które frakcja podstawowa ziarna przeszła, a nie może już przejść przez następne sito w znormalizowanym szeregu wymiarów oczek.

4. Numer ziarna – składa się z dwóch liczb. Pierwsza z nich wyraża najmniejszy wymiar charakterystyczny ziarna dla podstawowej frakcji ziarna – druga (podana w nawisie) wyraża liczbę ziarnistości.

Materiały ścierne możemy też podzielić pod względem pochodzenia na:

• naturalne

• diament: do szlifowania węglików spiekanych, trudnoobrabianych stali, żeliwa, ceramiki, szkła, marmuru, granitu

• korund: szlifowanie i obróbka taśmami ściernymi stali narzędziowych i stopowych

• szmergiel: do wyrobu narzędzi nasypowych i do docierania współpracujących części

• krzemień: narzędzia nasypowe do obróbki materiałów niemetalowych

• sztuczne

• diament syntetyczny: do szlifowania węglików spiekanych, trudnoobrabianych stali, żeliwa, ceramiki, szkła, marmuru, granitu

• regularny azotek boru: szlifowanie stali szybkotnącej i innych stali narzędziowych, nierdzewnych, żaroodpornych i trudno obrabialnych

• elektrokorund szlachetny: szlifowanie i docieranie ostrzy ze stali szybkotnącej

• elektrokorund zwykły: szlifowanie i docieranie stali miękkich i hartowanych, żeliw ciągliwych, brązów

• monokorund: szlifowanie stali węglowych i stopów

• węglik krzemu zielony: szlifowanie węglików spiekanych, miękkich mosiądzów i brązów, żeliw

• węglik krzemu czarny: szlifowanie szkła, ceramiki, tworzyw sztucznych

Zastosowanie materiałów ściernych

• Do obróbki drewna

• Do obróbki metalu

• Do obróbki szkła

• Do obróbki tworzyw sztucznych

• Do obróbki kamienia

Obróbkę wykończeniową powierzchni /drewna, metalu, szkła, tworzyw sztucznych, kamienia/, w wyniku której uzyskuje się duże dokładności wymiarowe i kształtowe oraz mała chropowatość wykonuje się za pomocą narzędzi ściernych – proces ten nazywa się szlifowaniem i może być wykonywaane na otworach, wałkach i płaszczyznach.

Szlifowanie jest obróbką polegającą na skrawaniu, jest zatem metodą ubytkową. Polega ona na usuwaniu pewnego naddatku mającego najczęściej na celu wygładzenie powierzchni czyli zmniejszenie jej chropowatości. Jest to proces wymagający od użytkownika dużej wiedzy z zakresu budowy i właściwości zarówno materiału obrabianego, jak i materiału ściernego. Granulacja materiału ściernego powinna być odpowiednia do stanu wyjściowego powierzchni i efektu, który chcemy osiągnąć po szlifowaniu. Czasem wymaga to zastosowania kilku granulacji ziarna. W zależności od materiału obrabianego i sposobu obróbki, należy stosować kolejne granulacje, bądź pomijać niektóre, skracając w ten sposób obróbkę. Należy mieć na uwadze, iż ominięcie więcej niż jednej granulacji, może powodować problemy z usunięciem rys po granulacji niższej. Taki błąd z pewnością odbije się na efekcie końcowym. Dotyczy to każdego materiału poddanego obróbce ściernej.

Z punktu widzenia obciążeń, jakim poddawany jest podczas pracy materiał ścierny, pomiędzy obróbką ręczną, a typowo maszynową, możemy umiejscowić bardzo szeroki segment elektronarzędzi. Znajdują one zastosowanie zarówno w przydomowych warsztatach, jak i w zakładach produkcyjnych. Służą one głównie do obróbki małych i średnich powierzchni, obróbki krawędzi i spawów oraz trudno dostępnych miejsc. Z urządzeniami tymi współpracują materiały ścierne, takie jak: krążki samoprzyczepne, arkusze, krążki fibrowe, paski bezkońcowe czy ściernice listkowe.

Wyroby ścierne można rozróżnić jako:

• Spiekane wyroby ceramiczne – ściernice, pilniki ścierne, segmenty ścierne, osełki ścierne;

• Nie kształtowane wyroby ścierne –nasypowe materiały ścierne;

• Pasty ścierne – zawiesiny i emulsje ścierne i polerskie

W zależności od materiału jaki musimy poddać obróbce i efektu jaki chcemy otrzymać będziemy używali różnych materiałów ściernych. Należy przy tym pamiętać, że do szlifowania materiałów twardych używa się ściernic miękkich, a do szlifowania materiałów miękkich używa się ściernic twardych.

LITERATURA

1. E. Jankowski, S. Skupiński, Materiały i wyroby ścierne, WNT 1966