Зернистость абразива по ГОСТ 3647-71. Размер зерен.
Опыт показал, что при однородном составе зерен уменьшается износ круга, увеличивается класс шероховатости поверхности шлифованной детали, повышается производительность и точность обработки.
При подготовке абразивного материала большие куски его размельчают в дробилках до получения зерен требуемых размеров. После дробления зерна очищают от посторонних примесей. Подвергают химической и термической обработке и просеивают на ситах для сортировки по размерам.
Абразивные материалы по величине зерен разделяются на 4 группы со следующими номерами зернистости:
2) шлифпорошки- 12; 10; 8; 6; 5; 4; 3;
4) тонкие микропорошки М10; М7; М5; М3; M1.
Микропорошки обозначаются буквой М и цифрой, показывающей наибольший размер зерна в микрометрах. В каждом номере зернистости различают основную, крупную, предельную, мелкую и комплексную фракции. Размер зернистости характеризуется размером основной фракции.
В крупной фракции размеры зерен превышают размеры зерен основной фракции на один интервал размеров, в предельной фракции превышение на 1-2 интервала. В мелкой фракции размеры зерен могут быть меньше на 1-2 интервала. В комплексной фракции размеры могут колебаться на один интервал по отношению к основной фракции.
В зависимости от процентного состава основной фракции, при соблюдении норм по остальным фракциям, номер зернистости дополняется буквенными индексами В; П; Н; Д. Например, 80П, М28Д и т. п.
Размер зерен микропорошков определяется измерением наибольшей ширины зерна, которую видно в поле зрения микроскопа.
Зернистость круга выбирают в зависимости от вида шлифования, величины съема шлифуемого материала, требуемой шероховатости поверхности и точности обработки. Круги с крупным зерном увеличивают съем металла, повышают производительность труда, но при этом на поверхности детали остаются глубокие риски; поэтому их применяют на обдирочных работах (табл. 1). Мелкозернистые круги используют при чистовом и тонком отделочном шлифовании, обеспечивающем точность свыше 1-го класса (допуск до 1-2 мкм).
1. Зернистость абразивных материалов и область их применения
Зернистость абразива по ГОСТ 3647-71
Область применения
Шлифование фибры текстолита, оргстекла и других неметаллических материалов
Зачистка сварных швов, литья и т. д.
Доводка многолезвийного инструмента
Тонкое отделочное шлифование
Применение алмазных кругов позволяет получить шероховатость поверхности 12-13 класса.
Зернистость абразивных материалов. Правила смены градации
Под зернистостью (градацией) понимают размер абразивных зерен. Чем крупнее зерно, тем более грубое шлифование выполняет абразив — снимает больший слой материала за один проход и оставляет более глубокую риску.
Большинство деревообрабатывающих предприятий используют шлифовальные материалы импортного производства, зернистость которых обозначается в соответствии с классификацией Федерации Европейских Производителей Абразивов (FEPA).
Обозначение по FEPA начинается с буквы Р (например, Р120). Чем большее число указано после Р, тем меньше размер зерен (то есть абразив Р80 более грубый, чем Р800).
Размер абразивного зерна по FEPA определяется количеством ячеек на дюйм в сите, через которое просеивается зерно.
Например, для абразива Р80 размеры зерна должны быть таковыми, что позволят зернам задерживаться в сетке с размерами ячеек 1/80х1/80 дюйма. При этом сквозь ячейки с размерами 1/60×1/60 дюйма (сетка отбора зерна для Р60) такие зерна должны проходить.
При работе с абразивами следует учитывать, что точность сортировки зерен по размеру у разных производителей может существенно отличаться. Чем более качественным является абразив, тем меньше разброс по размеру между зернами, покрывающими его поверхность.
Однако даже в самых качественных абразивах зерна не могут быть абсолютно одинакового размера, в идеале большинство из них попадают в заданный стандартом диапазон.
Тем не менее, существуют таблицы для приблизительной оценки среднего размера зерна, соответствующего каждой из зернистостей:
Оптимальная зернистость абразива для шлифования зависит от типа подложки, требуемого качества отшлифованной поверхности, а также вида шлифовального оборудования. Поэтому рекомендуемые зернистости являются ориентировочными и могут корректироваться в зависимости от конкретных условий шлифования.
Рекомендуемые зернистости для операций в деревообработке:
Операция
Зернистость абразива
Калибрование МДФ
Р36-Р60
Шлифование МДФ на заводе
Р80-Р240
Шлифование МДФ перед отделкой
Р150-Р180
Шлифование сосны перед отделкой
Р150-Р180
Шлифование дуба перед отделкой
Р180-Р220
Шлифование полиуретанового грунта
Р320-Р400
Шлифование полиэфирного грунта
Р400-Р600
Шлифование лакокрасочного покрытия перед полировкой
Р800-Р2500
Использование для шлифования поверхности нескольких абразивных материалов с последовательно уменьшающейся зернистостью не только обеспечит наилучшее качество поверхности, но и является экономически выгодным, поскольку позволяет наиболее рационально использовать абразивы и сократить их расход.
Другими словами, не стоит, например, поверхность мебельного щита, имеющую значительные неровности, начинать шлифовать сразу финишной зернистостью Р180. Грубую подготовку поверхности можно провести абразивом Р80, затем уменьшить шероховатость с абразивом Р120, а уже после этого перейти к шлифованию с абразивом Р180. То есть в данном случае переход по градациям будет следующим: Р80-Р120-Р180, стандартные зернистости Р100 и Р150 в этом ряду пропущены.
При смене градаций не следует перепрыгивать более чем через одну зернистость. Например, после Р80 не рекомендуется переходить к шлифованию с Р150, поскольку Р150 придется слишком долго шлифовать, чтобы убрать грубую риску, оставшуюся после Р80.
Однако в этом правиле есть и исключения, приведенные ниже. Они касаются случаев, когда в связи со меной шлифовального инструмента понижение зернистости вообще не рекомендуется:
Зернистость абразивных материалов определяется исходя из размера шлифовочной частицы, которая наносится на особую основу и скрепляется связующим веществом. Абразивные круги, бруски, головки, сегменты, шкурки и порошки применяются для шлифования и снятия верхнего слоя с различных типов поверхностей. Чем крупнее зерно абразива, тем большую стружку он удаляет, более мелкие представители счищают меньше.
Точная и эффективная обработка осуществляется при равномерном составе абразива. Это снижает уровень изнашиваемости круга и повышает класс шероховатости покрытия шлифованного изделия.
При изготовлении мелкозернистого шлифовального материала используются крупные куски абразива, который измельчается в дробильных машинах. По окончанию этого этапа зерно очищается от каких-либо примесей. Следом оно подвергается обработке температурами и химическими реагентами. В конце его просеивают на специальных решетах, предназначенных для сортирования материала по размерам.
Калибр и номер зерна определяют грани ячеек двух решет. Такой подход приводит к тому, что в сите остается только 60% абразивных частиц, остальные из-за не совсем точного размера клетки просеиваются. Так большие размеры зерна, соответствующие диаметру, остаются в решете, а мелкие проходят сквозь него. Номера зернистости шлифовальных материалов представляются единицами, мерой измерения которых стал микрометр.
Связки абразивных зерен
Шлифовальный материал представляет собой абразивные частицы, скрепленные связующими веществами. Связка играет важную роль в определении эффективности готового полотна. В процессе их производства используются следующие виды составляющих:
К неорганическим компонентам относят:
Чаще всего применяются керамические связующие вещества, на их основе изготовлены более 50% образцов всех шлифовальных приспособлений.
К категории органических связок относят:
Здесь популярным стало бакелитовое сырье. Инструмент на его основе отличается своей прочностью, эластичностью и скоростью. Хотя уровень химической и тепловой устойчивости такого материала крайне невысок.
Глифталевая связка повышает упругость шлифовальных кругов, поэтому они прекрасно подходят для чистовой и доводочной обработки.
Вулканитовая основа позволяет изготовить абразивный элемент, толщина которого не будет превышать 0,5 мм. Они применяются для порезки и бесцентрового шлифования.
Металлические связки
В основе металлического связующего вещества – наполнитель и порошок олова, меди или другого металла. Используется в алмазных кругах, изредка в инструментах из карбида кремния.
Классификация абразивных материалов по зернистости
Выделяют 4 группы абразивных материалов, отличающихся между собой размером шлифовальных частиц:
Микропорошок маркируется буквой «М» и цифрой, которая показывает самый большой диаметр абразивной частицы в микрометрах. Каждый номер зернистости имеет следующие фракции:
Фракции – это группа шлифовальных зерен, которые имеют одинаковый интервал размера, преобладающий по объему частиц.
Диаметр абразивной частички микропорошка определяется путем измерения самой большой ширины зерна, которую видно под микроскопом.
Круг и зернистость абразивов выбирается исходя из следующих параметров: тип шлифовки, размер обрабатываемой поверхности, необходимая шероховатость и точность выполняемой работы.
Существует три разновидности зернистости абразивных материалов:
Крупный размер наждачного полотна позволяет провести грубую шлифовку покрытия, а более мелкий диаметр применяется для финишной абразивной обработки, доводки и заточки.
Область применения абразивных материалов в зависимости от зернистости
Абразивные приспособления позволяют провести шлифовку, подрезку и полировку разных типов поверхностей: дерево, метал, камень. В зависимости от вида шлифовального материала и размера зерна абразива данные приспособления применяются для различных работ.
Крупнозернистые устройства используют в следующих процессах:
Приспособления со средним и мелким зерном применяют в следующих случаях:
Таблица: зернистость абразивных материалов по сферам применения
Инструменты с мелким зерном имеют меньшую способность к самозатачиванию, нежели крупнозернистые приспособления, поэтому они быстрее стачиваются и засаливаются.
Размеры зерна = зернистость и назначение наждачной (шлифовальной) бумаги, лент, некоторых дисков и других гибких абразивных инструментов по ISO, JIS (Япония), ANSI (CAMI/UAMA), «0» grade (Северная Аме
Описание материала
Наждачная бумага, в просторечии, – «наждачка», представляет собой гибкую подложку с нанесённым порошкообразным режущим материалом. Последний – это различной фракции песок искусственного происхождения.
Используется для предварительной и финишной отделки заготовок и деталей из древесного, металлического, полимерного вещества, стекла и других материалов. Применяется при ручных или машинных операциях.
Виды наждачки
Одно из основных делений по виду наждачной бумаги – эластичная основа:
доступность исходного сырья (древесина) или вторсырьё;
Но, не лишена недостатков:
класс X – грубый начальный процесс шлифования;
По отношению к воде подразделяется:
Показатель зернистости
Основной показатель, который учитывается при выборе – это номер бумаги соответствующий её абразивности. В номере указано количество абразивных частиц на квадратный дюйм материала. Чем большее количество абразивных крупинок помещается на единицу площади, тем они, соответственно мельче и пригодны для более тонких операций. В зависимости от количества частиц на квадратный дюйм наждачная бумага подразделяется на три основных категории:
Приведенная ниже таблица зернистости наждачной бумаги позволяет более точно подобрать бумагу в соответствии с планируемыми работами.
Зернистость
Важнейшая характеристика наждачки, отвечающая за режущие свойства, – зернистость. Показатель указывает на размер абразивного зерна. Например, для предварительных операций используется фракция 0.8
1 мм. Финишная отделка, показатели не превышают 3
Объёмная величина абразивного материала регламентируется по мировому стандарту ICO 6344. В РФ действует ГОСТ 52381-2005. Согласно требований, номера наждачной бумаги обозначаются литерой Р с цифровым сопровождением 12–2500. Показатель соответствует количеству проволочек, приходящихся на 25.4 мм (английский дюйм). То есть, чем больше ячеек на одном дюйме, тем меньший размер зерна на выходе при калибровке.
На территории страны встречается старое обозначение, со времён СССР, по ГОСТ 3647-80. Размер зерна указывается в микронах. Принимается самое минимальное значение для группы, например, 16-Н, 8-Н. В мелкозернистой категории используется буква М. «Нулёвка», – это одна из самых мелких наждачных бумаг (М40), популярная у автомобилистов.
Применение и зернистость:
Виды работ
ГОСТ 3647-80
ICO 6344 ГОСТ 52381-2005
Величина зерна, мкм
Крупнофракционный абразив
Первичный (обдирочный) этап резания
80-Н
Р22
800
1000
63-Н
Р24
630
630
Предварительные операции обработки
40-Н
Р40
400
315
Начальный этап резания
20-Н
Р80
200
200
12-Н
Р100
125
160
10-Н
Р120
100
125
Обработка непрочной древесины, обдирка старой ЛКМ
8-Н
Р150
80
100
6-Н
Р180 (Р220)
63
80
Мелкофракционный абразив
Шлифовка твёрдой древесины, по смежным поверхностям
Чистовой (финишный) этап тонкой шлифовки, полировальные операции
М14
Р1200
10
14
Н-0 (М10)
Р1500
7
10
Н-01 (М7)
Р2000
5
7
Н-00 (М5)
Р2500
3
Наждачная бумага классифицируется по зернистости. Это необходимо для правильного составления технологического процесса и составления этапов операций.
Абразив
Издревле, в качестве шлифовального материала применялся кварцевый песок и природное стекло, – вулканический обсидиан. Мелкие частицы приклеивались к коже. Отсюда, другое народное название, – шлифовальная шкурка.
Менее распространённые вещества, – алмаз, эльбор, гранат и остальные реже находят применение в силу высокой стоимости и малой доступности.
Что такое наждачная бумага?
Наждачная бумага — это гибкий шлифовальный материал . Ее также называют шлифовальной, наждачной шкуркой или просто наждачкой. Изготовлена она из бумажной или тканевой основы и приклеенного на нее слоя абразивных зерен.
Наждачка предназначена для обработки поверхностей из бетона, дерева, кирпича, металла, пластика, стекла и прочих поверхностей. С ее помощью можно:
Абразивы для производства наждачки
Природный наждак — это смесь магнетита и корунда. Сейчас он при производстве абразивов практически не используется.
Электрокорунд
Оксид алюминия наиболее распространенный абразив. Это твердые кристаллы, у которых на изломе есть острые грани:
Карборунд
Шлифовальная бумага с абразивом из карборунда лучше всего подходит для обрабатывания пластика и стекла. Также ее можно использовать для металла.
Эльбор и искусственный алмаз
У алмаза наивысшая твердость из всех известных веществ
. Эльбор ему чуть проигрывает в твердости, в 3 раза превосходит по ней карборунд и в 4 раза электрокорунд. Зато эльбор по температурной стойкости превосходит алмаз.
Недостаток этих абразивов — их высокая цена
. Поэтому для изготовления наждачной шкурки они используются редко.
Гранат
Гранат сравнительно мягкий минерал
. Его твердость по шкале Мооса составляет 6,4-7,5 единиц. Поэтому абразив из граната используется для обработки мягких оснований и материалов. В большинстве случаев, это древесина.
Недостаток гранатовой шкурки
— у абразивного слоя одинаковая зернистость. Поэтому такая наждачка шлифует более гладко, чем материалы с иными абразивами.
Документы
Шлифовально-полировальные материалы на бумажноподобном носителе или плетёном основании выпускаются в свете требований нормативных документов:
Описываются правила по изготовлению, зернистости, применению. Приводится расшифровка маркировки (обозначение) наждачной бумаги.
Обозначение, наименование
Для правильного применения шлифовального материала необходимо знать о его свойствах и назначении. С этой целью на изнаночной стороне несмываемым ЛКМ отпечатывается надпись, в которой содержатся сведения об абразиве.
Обозначение по ГОСТ: Л2Э700×110С1Г15А25-НМА ГОСТ 13344-79 514, где
Классификация наждачной бумаги
Самая важная характеристика шлифовальной шкурки
— зернистость . Предназначение наждачки может быть разным:
Исходя из него, диаметр зерен может варьироваться от 3 мкм — для тонкой полировки, до 1 мм — для самых грубых работ.
Зернистость наждачной шкурки регламентирует международный стандарт ISO №6344 (FEPA). Его аналог в РФ — это ГОСТ Р №52381/2005, принятый в 2005 г.
По этим документам зернистость материала указывается литерой P и цифрой от 2500 до 12. Чем цифра выше, тем диаметр зерен меньше. Само число указывает количество проволок у сита на один дюйм.
В странах СНГ до сих пор используется еще советский ГОСТ №3647/80:
В некоторых из стран действуют иные стандарты:
Марки шлифовальной бумаги по размеру зерен
Наждачка маркируется двумя буквенно-цифровыми группами
. Печатаются они краской на обратной стороне рулона или листа. Первая из них говорит о зернистости материала. Виды наждачной бумаги по этому признаку представлены в таблицах.
Крупнозернистая бумага
Крупнозернистая шкурка предназначена для грубых работ.
Крупнозернистая наждачная шкурка
Предназначение
Маркирование по ISO №6344
Диаметр зерен в микрометрах
Самая грубая работа
Р-22
80-Н
1000-800
Р-24
63-Н
800-630
Р-36
50-Н
630-500
Грубая работа
Р-40
40-Н
500-400
Р-46
32-Н
400-315
Р-60
25-Н
315-250
Первичное шлифование
Р-80
20-Н
250-200
Р-90
16-Н
200-160
Р-100
12-Н
160-125
Р-120
10-Н
125-100
Окончательное шлифование мягких сортов древесины, старого окрасочного покрытия под окрашивание
Р-150
8-Н
100-80
Р-180
6-Н
80-63
Мелкозернистая шкурка
Более мелкая наждачная бумага предназначена для тонкой работы.
Мелкозернистая наждачная шкурка
Предназначение
Маркирование по ISO №6344
Маркирование по ГОСТу №3647/80
Диаметр зерен в микрометрах
Окончательное шлифование твердых сортов дерева, шлифовка между покрытиями
Р-240 5
М-63 и 5-Н
63-50
Р-280
М-50 и 4-Н
50-40
Полирование финишных покрытий, шлифование между окрасочными слоями, мокрое шлифование
P-400
М-40 и 3-Н
40-28
P-600
М-28 и 2-Н
28-20
Шлифование пластика, металла и керамики, мокрое шлифование
P-1000
М-20 и 1-Н
20-14
Самое тонкое полирование и шлифование
P-1200
М-14
14-10
P-1500
М-10 и 0-Н
10-7
P-2000
М-7 и 01-Н
7-5
Р-2500
М-5 и 00-Н
5-3
Маркирование шкурки по государственному стандарту
Вторая маркировка указывает все данные о наждачке
. Она может печататься краской или располагаться на ярлыке товара. Приведу пример: Л2Э600×40П125А25-Л1МА ГОСТ №13344/79. Расшифрую:
Мелкозернистая шкурка маркируется в этой части буквенно-цифровой группой от М3 до М63.
Классификация по методу распределения абразива
Наждачная бумага с открытой и полуоткрытой насыпкой оптимальна для шлифовки мягких и рыхлых материалов. Например, смолистых сортов древесины, шпаклеванных поверхностей.
Абразивные инструменты отличаются разными параметрами, один из которых – зернистость шлифовальных кругов. Этот показатель непосредственно влияет на качество обработанной поверхности, производительность механической обработки и количество материала, снимаемого наждачным кругом за один проход.
Зернистость – это размер кристалла абразивного вещества в микронах. Если размер обычных тел определяется несколькими параметрами (длина, ширина, высота), то в случае с абразивными зернами речь идет только о ширине. В качестве такого вещества может выступать электрокорунд, карбида кремния, алмаз и другие материалы, обладающие высокой твердостью. Механическое воздействие этих частиц на обрабатываемую поверхность позволяет изменять шероховатость поверхности удалять загрязнения.
Особенности маркировки
Существует несколько вариантов обозначения зернистости. Например, согласно советской маркировке по ГОСТ 3647-80, этот параметр обозначался цифрами (1 – это кристалл абразива размером 10 мкм). Существует еще международная система маркировки FEPA, в которой параметр обозначается латинской литерой «F». После нее идет число, чем оно больше, тем мельче фракция абразивных частиц. Исключением из правила стали шлифовальные круги, абразивные частицы которых сделаны из алмазной крошки или эльбора. В таких кругах зернистость обозначается дробью: в числителе указывается величина стороны верхнего сита в микронах, а в знаменателе – величина нижнего сита.
Как определиться со значением зернистости?
Несколько стандартов определения зернистости делают установление этой величины не самым простым занятием. Чтобы упростить задачу, была разработана специальная таблица зернистости шлифовальных кругов. В ней приводится обозначение зернистости по ГОСТ 3647-80, а также по ГОСТ 9206-80 (для алмазной крошки) и средний размер абразивных частиц в микронах. Благодаря этому покупатели могут без труда подобрать зернистость шлифовального круга с различным типом маркировки изделия.
