Abrasive - Wêreldensiklopedie - Ek wil alles weet - 2020
Skuurpapier is 'n algemene laag skuur
'n skuur is 'n materiaal, dikwels 'n mineraal, wat gebruik word om 'n stuk werk te vorm of af te werk deur te vryf, wat daartoe lei dat 'n gedeelte van die voorwerp weggedra word. Terwyl die afwerking van 'n materiaal dikwels beteken dat dit gepoleer word om 'n gladde, reflektiewe oppervlak te kry, kan dit ook die opgekapte stof vergroot, soos in satyn-, mat- of kralafwerkings.
Skuurmiddels is buitengewoon alledaags en word op groot skaal in 'n groot verskeidenheid industriële, huishoudelike en tegnologiese toepassings gebruik. Dit lei tot 'n groot variasie in die fisiese en chemiese samestelling van skuurmiddels sowel as die vorm van die skuurmiddel. Die algemeenste gebruik van skuurmiddels sluit in slyp, poleer, vleg, slyp, sny, boor, slyp en skuur. Ter wille van die eenvoud, sal "mineraal" in hierdie artikel losweg gebruik word om na minerale en mineraalagtige stowwe te verwys, hetsy mensgemaak of nie.
Lêers werk deur skuur, maar word nie as skuurmiddels geklassifiseer nie, aangesien dit 'n vorm van metaalstaaf is. Diamantlêers is egter 'n vorm van bedekte skuur (aangesien dit metaalstawe is wat met diamantpoeier bedek is).
Slypwiele is voorbeelde van gebonde skuurmiddels
Skuurmiddels lei tot 'n vorm van wond wat 'n skuur of selfs 'n ekskursie genoem word. Skuur kan ontstaan ​​as gevolg van sterk samewerking met oppervlaktes soos beton, klip, hout, tapyt en paaie, hoewel hierdie oppervlaktes nie bedoel is om as skuurmiddels gebruik te word nie.
Meganika van skuur
Skuurmiddels vertrou gewoonlik op 'n verskil in hardheid tussen die skuurmiddel en die materiaal waaraan gewerk word, en die skuurmiddel is die harder van die twee stowwe. Dit is egter nie nodig nie, aangesien twee vaste stowwe wat mekaar herhaaldelik vryf, geneig sal wees om mekaar weg te trek (soos sagter skoenvoet wat hout- of kliptrappe oor dekades of eeue heen dra of gletsers wat klipvalleie oorsteek).
Normaalweg is materiale wat as skuurmiddels gebruik word, óf harde minerale (beoordeel op 7 of hoër op die Mohs-skaal van mineraalhardheid), óf dit is sintetiese klippe, waarvan sommige chemies en fisies identies is aan minerale wat natuurlik voorkom, maar wat nie minerale genoem kan word nie, het nie natuurlik ontstaan ​​nie (hoewel dit nuttig is vir vergelykende doeleindes, is die Mohs-skaal van beperkte waarde vir materiaalingenieurs, aangesien dit 'n arbitrêre, ordinêre, onreëlmatige skaal is). Diamant, 'n algemene skuurmiddel, kom natuurlik voor en word ook in die industrie vervaardig, net soos korund, wat natuurlik voorkom, maar wat deesdae meer gereeld van bauxiet vervaardig word.1 Selfs sagter minerale soos kalsiumkarbonaat word egter as skuurmiddels gebruik, soos 'poetsmiddels' in tandepasta.
Sandkorrels, met groottes wat wissel van twee millimeter (die groot korrel) tot ongeveer 40 mikrometer
Hierdie minerale is óf gekneus of het reeds 'n voldoende klein grootte (oral van makroskopiese korrels so groot soos ongeveer twee millimeter tot mikroskopiese korrels van ongeveer 0,001 millimeter in deursnee) om dit as skuurmiddel moontlik te maak. Hierdie korrels, wat gewoonlik gruis genoem word, het ruwe kante, en eindig dikwels in punte wat die oppervlakarea in kontak verminder en die gelokaliseerde kontakdruk verhoog. Die skuurmiddel en die materiaal wat bewerk moet word, word in kontak gebring terwyl hulle relatief tot mekaar beweeg. Krag wat deur die korrels uitgeoefen word, veroorsaak dat fragmente van die bewerkte materiaal wegbreek, terwyl die skuurkorrels terselfdertyd glad gemaak word en / of veroorsaak dat die graan los van die res van die skuur werk.
Sommige faktore wat die snelheid van 'n stof kan beïnvloed, is onder andere:
Die hardheidsverskil tussen die twee stowwe: 'n veel harder skuurmiddel sal vinniger en dieper sny
Korrelgrootte (korrelgrootte): groter korrels sny vinniger, aangesien dit ook dieper sny
Hegting tussen korrels, tussen korrels en rugsteuning, tussen korrels en matriks: bepaal hoe vinnig korrels verlore gaan van die skuurmiddel en hoe gou vars korrels, indien aanwesig, blootgestel word
Kontakmag: meer krag sal vinniger skuur veroorsaak
Belading: verslete skuurwerk en afgewerkte werkmateriaal is geneig om ruimtes tussen skuurkorrels te vul, wat die snyeffektiwiteit verminder en wrywing verhoog
Gebruik van smeermiddel / koelvloeistof / metaalbewerkingsvloeistof: kan die serp wegdoen (belading voorkom), vervoer van hitte (wat die fisiese eienskappe van die werkstuk of die skuurmiddel kan beïnvloed), die wrywing kan verminder (met die substraat of matriks), die verslete werkmateriaal opskort en skuurmiddels wat 'n fyner afwerking moontlik maak, spanning op die werkstuk uitoefen.
Skuurmiddels kan óf natuurlik óf as sinteties geklassifiseer word. By die bespreking van klipstene word natuurlike klippe lank beskou as beter, maar die vooruitgang in materiaaltegnologie sien dat hierdie onderskeid minder duidelik word. Baie sintetiese skuurmiddels is effektief identies aan 'n natuurlike mineraal, en verskil slegs deurdat die sintetiese mineraal vervaardig is eerder as om ontgin te word. Onsuiwerhede in die natuurlike mineraal kan dit minder effektief maak.
Sommige natuurlike skuurmiddels is:
Emery (onreine korund)
Diamantstof (sintetiese diamante word baie gebruik)
Sommige skuurminerale (soos sirkoniumalumina) kom natuurlik voor, maar is voldoende skaars of voldoende moeiliker / duur om te verkry dat 'n sintetiese klip industrieel gebruik word. Hierdie en ander kunsmatige skuurmiddels sluit in:
Borazon (kubieke boornitrid of CBN)
Korund (alumina of aluminiumoksied)
Skuurmiddels word vir verskillende doeleindes gevorm. Natuurlike skuurmiddels word dikwels as geklede klippe verkoop, gewoonlik in die vorm van 'n reghoekige blok. Natuurlike sowel as sintetiese skuurmiddels is algemeen beskikbaar in 'n groot verskeidenheid vorms, en kom dikwels as gebonde of bedekte skuurmiddels, insluitend blokke, gordels, skywe, wiele, lakens, latte en los korrels.
'N Slypwiel met 'n reservoir om water in te hou as smeermiddel en koelmiddel
A gebind skuurmiddel bestaan ​​uit 'n skuurmateriaal in 'n matriks, hoewel baie fyn aluminiumoksied skuurmiddel gesinterde materiaal kan bevat. Hierdie matriks word 'n bindmiddel genoem en is dikwels 'n klei, 'n hars, 'n glas of 'n rubber. Hierdie mengsel van bindmiddel en skuurmiddel word tipies in blokke, stokke of wiele gevorm. Die algemeenste skuurmiddel wat gebruik word, is aluminiumoksied. Silikonkarbied, wolframkarbied en granaat kom ook algemeen voor. Kunsmatige slypstene is dikwels 'n gebonde skuurmiddel en is geredelik beskikbaar as 'n tweesydige blok, aan elke kant 'n ander korrelgraad.
Slypwiele is silinders wat met 'n hoë snelheid gedraai word. Terwyl dit eers met 'n voetpedaal of handwiel gewerk is, het die instelling van elektriese motors dit noodsaaklik gemaak om die wiel te konstrueer om groter radiale spanning te weerstaan ​​om te voorkom dat die wiel uitmekaar vlieg terwyl dit draai. Soortgelyke probleme kom voor met snywiele wat dikwels struktureel versterk is met geïmpregneerde vesels. Hoë relatiewe snelheid tussen skuur- en werkstuk is die gebruik van 'n soort smeermiddel nodig. Tradisioneel word dit koelmiddels genoem, aangesien dit gebruik word om wrywing van hitte te voorkom wat die werkstuk kan beskadig (soos om die lem van 'n lem te verwoes). Sommige navorsing dui daarop dat die warmtevervoer eienskappe van 'n smeermiddel minder belangrik is by die hantering van metale, aangesien die metaal vinnig hitte vanaf die werkoppervlak sal lei. Belangriker is die uitwerking daarvan op die vermindering van trekspanning, terwyl die druk op die spanning verhoog word en "termiese en meganiese spanning tydens die vorming van die spaander verminder word." 2
Verskeie vorms word ook gebruik as koppe op draaiwerktuie wat gebruik word in presisie, soos skaalmodellering.
Skuurmiddels wat vasgebind is, moet geklee en aangetrek word nadat dit gebruik is. Die aantrek is om die afvalmateriaal (sjaal en los skuurmiddel) van die oppervlak skoon te maak en vars korrel bloot te stel. Afhangend van die skuurmiddel en hoe dit gebruik is, kan dit aantrek dat die skuurmiddel eenvoudig onder lopende water geplaas word en met 'n stywe borsel gesmeer word vir 'n sagte klip, of dat die skuurmiddel teen 'n ander skuurmiddel gemaal word, soos aluminiumoksied wat gebruik word om 'n slypwiel aan te trek. .
Truing herstel die skuurmiddel tot sy oorspronklike vorm. Wiele en klippe is geneig om oneweredig te dra, waardeur die snyoppervlak nie meer plat is nie (dit word gesê dat dit "uitgedos" is as dit 'n plat klip is) of nie meer dieselfde deursnee oor die snyvlak is nie. Dit sal lei tot ongelyke skuur en ander probleme.
A bedekte skuur bestaan ​​uit 'n skuurmiddel vasgemaak aan 'n rugmateriaal soos papier, lap, rubber, hars, poliëster of selfs metaal, waarvan baie buigsaam is. Skuurpapier is 'n baie algemene skuurmiddel. Gecoate skuurmiddels is gewoonlik dieselfde minerale as wat gebruik word vir gebonde skuurmiddels. 'N Hegtingsmiddel (dikwels een of ander vorm van kleefmiddel of hars) word op die onderlaag aangebring om 'n plat oppervlak te gee waarop die gruis daarna geheg word. 'N Geweefde bakwerk kan ook 'n vulmiddel (weer, dikwels 'n hars) gebruik om ekstra veerkrag te gee.
Gecoate skuurmiddels kan gevorm word vir gebruik in draai- en wentelslypers, om om skuurblokke, as handpane, as geslote lusse te gebruik om op riemslypers gebruik te word, as treffende oppervlaktes op vuurhoutjiedosies, op diamantplate en diamantstaal. Diamantgereedskap, alhoewel hulle sny, is dikwels skuurlik van aard.
Ander skuurmiddels en hul gebruike
Hier word die skuurvermoë van tandepasta gedetailleer deur die Relative Dentin Abrasivity (RDA)
Sand, glaskrale, metaalpellets en droë ys kan almal gebruik word vir die proses wat sandskietwerk genoem word (of soortgelyk, soos die gebruik van glaskrale wat "kraalblaas" is). Droë ys sal sublimeer, wat beteken dat daar geen oorblywende skuur agterbly nie.
Snyverbindings wat op motorverf gebruik word, is 'n voorbeeld van 'n skuurmiddel wat in 'n vloeistof, pasta of was opgeskort is, asook sommige vloeistowwe vir silwerware en optiese media. Die vloeistof, pasta of was dien as 'n bindmiddel wat die skuurmiddel aan die lap vasgeknoop hou om die skuurmiddel oor die werkstuk te beweeg. Op motors veral kan was dien as 'n beskermingsmiddel deur blootstelling van die verf van metaal aan lug te voorkom en ook opties te gebruik om krasse minder opvallend te maak. Tandepasta bevat kalsiumkarbonaat of silika as 'n 'poetsmiddel' om gedenkplaat en ander materiaal uit die tande te verwyder, aangesien die hardheid van kalsiumkarbonaat minder is as dié van tandemalje, maar meer as dié van die besoedelingsmiddel.
Baie fyn rouge poeier word gereeld gebruik vir die slyp van glas, en dit word ietwat vervang deur moderne keramiek, en word steeds gebruik in juweliersware vir 'n baie reflektiewe afwerking.
Skoonmaakprodukte kan ook skuurmiddels bevat wat in 'n pasta of room opgeskort is. Dit word gekies om redelik veilig te wees op sommige oppervlaktes van linoleum, teëls, metaal of klip. Baie laminaatoppervlaktes en keramiekoppervlaktes word egter maklik deur hierdie skuurverbindings beskadig. Selfs keramiek- / pottebakkery-eetgerei of kookgerei kan hierdie oppervlaktes beskadig, veral die onderkant van die tafelgerei wat dikwels gedeeltelik of in geheel ontlas is en slegs 'n ander bindmiddel is.
Metaalpotte en stowe word gereeld met skuurskoonmakers geskuur, meestal in die vorm van bogenoemde room of pasta of staalwol.
Menslike vel word ook aan skuur blootgestel in die vorm van afskilfering. Skuurmiddels hiervoor kan baie sagter en meer eksoties wees as vir ander doeleindes en kan dinge soos amandel en hawermeel insluit. Dermabrasie en mikrodermabrasie is nou baie algemene kosmetiese prosedures wat minerale skuurmiddels gebruik.
Gekrapte CD's en DVD's kan soms herstel word deur te pols met 'n baie fyn verbinding, met die beginsel dat 'n menigte klein skrape meer opties deursigtig sal wees as 'n enkele groot krap. Dit verg egter wel 'n bietjie vaardigheid en sal uiteindelik die beskermende bedekking van die skyf heeltemal laat erodeer (veral as die oorspronklike krap diep is), waarna die dataoppervlak vernietig sal word as die skuur voortduur.
Die keuse van skuurmiddel
Die vorm, grootte en aard van die werkstuk en die gewenste afwerking beïnvloed die keuse van die skuurmiddel wat gebruik word. 'N Gebindde skuurmaalwiel kan gebruik word om 'n mes kommersieel op te skerp (wat 'n hol slyp lewer), maar 'n individu kan dan dieselfde mes skerp maak met 'n natuurlike slypsteen of 'n selfs buigsame bedekte skuurmiddel (soos 'n skuurpapier) wat aan 'n sagte, gladde oppervlak om die bereiking van 'n konvekse slyp te vergemaklik. Net so kan 'n koper-spieël met 'n vasgemaakte skuurmiddel gesny word, die oppervlak platgemaak word met 'n bedekte skuurmiddel om 'n basiese vorm te verkry, en dan kan fyner skuurvlakke agtereenvolgens toegepas word, wat neerkom op 'n waspasta, geïmpregneerd om 'n soort " korrellose afwerking ", in hierdie geval, 'n" spieëlafwerking "genoem.
Met verskillende vorms van kleefmiddel kan dit ook moeiliker wees om sekere dele van die werkstuk te skuur. Gesondheidsgevare kan ontstaan ​​as gevolg van stof wat geproduseer word (wat deur die gebruik van 'n smeermiddel verbeter kan word) wat kan lei tot silikose (wanneer die skuurmiddel of die werkstuk 'n silikaat is) en die keuse van enige smeermiddel. Behalwe vir water, is olie die algemeenste smeermiddels. Dit kan inasemingsgevare, kontakgevare inhou, en aangesien wrywing noodwendig hitte, vlambare materiaalgevare veroorsaak.3
'N Skuurmiddel wat te hard of te grof is, kan te veel materiaal verwyder of ongewenste krapmerke agterlaat. Behalwe dat dit lelik is, kan krabbel ander, meer ernstige gevolge hê. Oormatige skuur of die teenwoordigheid van skrape kan:
die bruikbaarheid verminder of vernietig (soos in die geval van gekrapte optika en kompakte skywe of 'n dowwe mes);
vang vuil, water of ander materiaal;
verhoog die oppervlakte (wat groter chemiese reaktiwiteit toelaat, soos verhoogde roes wat ook beïnvloed word deur materiaal wat in skrape vasgevang is);
'n deklaag erodeer of binnedring (soos 'n verf of 'n chemiese of slytbestande deklaag);
veroorsaak dat 'n voorwerp vinnig wegraak (soos 'n lem of 'n edelsteen);
verhoog wrywing (soos by versierde laers en suiers).
'N Fyner of sagter skuurmiddel is geneig om baie fyner skrapmerke agter te laat wat selfs met die blote oog sigbaar kan wees ('n "korrellose afwerking"); 'n sagter skuurmiddel kan selfs nie 'n sekere voorwerp aansienlik skuur nie. 'N Sagter of fyner skuurmiddel sal langer neem om te sny, omdat dit geneig is om minder diep te sny as 'n growwer, harder materiaal. Die sagter skuurmiddel kan vinniger minder effektief word namate die skuurmiddel self skuur. Hierdeur kan fyn skuurmiddels gebruik word vir die poleer van metaal en lense, waar die reeks toenemend fyn skrape 'n baie blinker, reflektiewe voorkoms of groter deursigtigheid het. Baie fyn skuurmiddels kan gebruik word om die strook vir skeermesse te bedek, maar die doel van die strooi is nie om materiaal te skuur nie, maar om die boor op 'n rand reguit te maak. Verskillende chemiese of strukturele modifikasies kan aangebring word om die sny eienskappe van die skuurmiddel te verander.
Ander baie belangrike oorwegings is prys en beskikbaarheid. Diamond, wat lank beskou word as die moeilikste stof wat bestaan, is eintlik sagter as fulleriet en selfs harder, saamgevoegde diamant-nanorode, wat albei in laboratoriums gesintetiseer is, maar nog geen kommersiële proses is ontwikkel nie. Diamant self is duur weens die skaarsheid in die natuur en die koste om dit te sintetiseer. Bauxiet is 'n baie algemene erts wat saam met die redelike hoë hardheid van die korund bydra tot die status van die korund as 'n algemene, goedkoop skuurmiddel.
Daar moet nadink oor die gebruik van 'n toepaslike harde skuurmiddel. Die gebruik van 'n buitensporige harde skuur mors geld deur dit af te haal wanneer 'n goedkoper, minder harde skuurmiddel voldoende is. Aan die ander kant, as dit te sag is, vind skuur nie betyds plaas nie, en dit vermors effektief die skuurmiddel sowel as die opgelope koste verbonde aan tydverlies.
Ander gevalle van skuur
Afgesien van die bogenoemde gebruike van vorm en afwerking, kan skuurmiddels ook gebruik word om oppervlaktes voor te berei vir die toepassing van 'n soort kleefverf. 'N Te gladde oppervlak kan voorkom dat verf en kleefmiddels so sterk kleef as wat 'n onreëlmatige oppervlak toelaat. Opblaasbande vir die herstel van bande (wat veral op fietse eintlik 'n pleister vir die binnebuis is, eerder as die band) moet 'n skuurmiddel gebruik, sodat die selfvulkaniserende sement sterk kan plak.
Onwillekeurig skrap mense wat messe op snyborde van glas of metaal gebruik, hul messe. Die druk aan die mesrand kan maklik mikroskopiese (of selfs makroskopiese) snitte in die bord veroorsaak. Hierdie snit is 'n gereed bron van skuurmateriaal sowel as 'n kanaal vol van hierdie skuur waardeur die rand gly. Om hierdie rede, sonder om rekening te hou met die gesondheidsvoordele, is houtborde baie wensliker. 'N Soortgelyke voorkoms kom voor met glaskappers. Glasknipsels het sirkelvormige lemme wat ontwerp is om te rol en nie gly nie. Hulle mag nooit 'n reeds bewerkstelligde snit terugtrek nie.
Ongewenste skuur kan voortspruit uit die teenwoordigheid van koolstof in binnebrandenjins. Terwyl kleiner deeltjies maklik deur die smeerstelsel vervoer word, kan groter koolstofdeeltjies komponente met noue toleransies skuur. Die koolstof spruit uit die oormatige verhitting van enjinolie of uit onvolledige verbranding. Hierdie roet kan volopene bevat wat bekend is vir hul uiterste hardheid - en klein grootte en beperkte hoeveelheid wat geneig is om die effek daarvan te beperk.
↑ Slypstegnologiewoordelys, Abrasive Engineering Society. 20 Maart 2018 herwin.
↑ Slypwielinstituut, Slypstres: oorsaak, effek en beheer (Grinding Wheel Institute, 1964).
↑ OSH-antwoorde: metaalbewerkingsvloeistowwe, Kanadese sentrum vir beroepsgesondheid en -veiligheid. 20 Maart 2018 herwin.
Slypwielinstituut. Slypstres: oorsaak, effek en beheer. Slypwielinstituut, 1964.
Malkin, Stephen. Slyptegnologie: teorie en toepassings van bewerking met skuurmiddels. Ellis Horwood-reeks in meganiese ingenieurswese. Chichester, UK: E. Horwood, 1989. ISBN 0872634809
Marinescu, Ioan D., W. Brian Rowe, Boris Dimitrov, en Ichiro Inasaki. Tribologie van skuurbewerkingsprosesse. Norwich, NY: William Andrew, 2004. ISBN 0815514905
Shaw, Milton C. Beginsels van skuurverwerking. Oxford-reeks oor gevorderde vervaardiging, 13. New York: Oxford University Press, 1996. ISBN 0198590210