Die Menschheit kennt Schleifmittel seit Jahrtausenden. Die Menschen verwendeten Steine und Sand, um Messer, Speere, Pfeilspitzen und Angelhaken zu formen und zu schärfen. Das erste Schleifmittel war Sandstein, bei dem kleinste Quarzkörner die Rolle des Wirkstoffs spielten. Bis zur Entdeckung der Metallbearbeitung ermöglichte dieser abrasive Werkstoff die Entwicklung der gesamten Menschheit, seitdem gab es für die Menschen einfach keine anderen Möglichkeiten, Arbeitswerkzeuge und Waffen herzustellen.
Was ist das aus physikalischer Sicht
Schleifmittel sind in der Regel sehr harte Mineralien, die am oberen Ende der Mohsschen Härteskala angesiedelt sind – von Quarz bis Diamant. Aber auch weiche Materialien können diese Funktion erfüllen. Schwämme, Backpulver und Fruchtkerne können zu Recht als Schleifmittel bezeichnet werden. Wir begegnen ihnen täglich, und ihre Bedeutung im täglichen Leben eines Menschen ist groß.
In welchen Prozessen können sie verwendet werden?
Schleifmittel werden oft so genannt, nicht wegen ihrer physikalischen Eigenschaften, sondern wegen der Gebrauchseigenschaften. Es gibt mehrere Klassen solcher Prozesse. Insbesondere in einem Sandstrahlgerät können die meisten Materialien verwendet werden, die unter normalen Bedingungen keine ausgeprägten abrasiven Eigenschaften aufweisen. Dieses Gerät verwendet einen starken Luft- oder Wasserstrom, in dem sich kleine Partikel einiger Substanzen mit großer Geschwindigkeit bewegen. In einigen Fällen wird ein abrasives Netz verwendet, das die Rolle eines Zerhackerfilters spielt.
Sandstrahlmaschinen werden zum Polieren und Finishen von Teilen und Fertigprodukten verwendet. In diesem Fall kann praktisch jedes abrasive Material entnommen werden: von Schalen von Nüssen und Samen von Obstkulturen, Schalen von Weichtieren und anderen organischen Stoffen bis hin zu kleinsten Stücken aus Stahl, Schlacke, Glas oder sogar Backpulver.
Hauptkomponenten
Quarzsand ist das beliebteste Strahlmittel zum Sandstrahlen von Brücken und anderen Stahlkonstruktionen. In diesem Fall erfolgt eine sehr effektive Rostentfernung, was die H altbarkeit von Ingenieurbauwerken erheblich erhöht. Dieses Verfahren erfordert Schleifmittel mit hoher Dichte. Bei der Reinigung von Metallkonstruktionen wird in der Regel Druckluft verwendet. Es wirkt als Teilchenbeschleuniger und hat keine zusätzliche korrosive Wirkung.
In einigen Fällen kann jedoch auch Wasser verwendet werden. Besonders beim Reinigen von BetonStrukturen. Fast alle in der Küstenzone errichteten Bauwerke benötigen es regelmäßig. Tatsache ist, dass auf ihrer Oberfläche mit der Zeit eine dicke Schicht aus Salz und anderen aggressiven Verbindungen wächst. Frischwasser, dem zuvor das entsprechende Material (Schleifmittel) zugesetzt wurde, löst sie nicht nur aus dem Beton, sondern bewirkt auch eine „Entsalzung“. Auch diese Aktion erhöht die Lebensdauer von Gebäuden erheblich.
Polieren von Fertigprodukten
Polieren ist der wichtigste Prozess, bei dem Schleifmittel sehr gefragt sind. In der Regel werden spezielle Pasten oder Weichscheiben sowie Mischungen auf Basis von Kunstharzen verwendet, um fertige Produkte oder einige Teile zu perfektionieren. Auch ein einfacher Schleifschwamm ist gefragt. Ceroxid, Diamant, Quarz, Eisenoxid und Chromoxide sind die heute am häufigsten verwendeten Verbindungen.
Novaculit (dichtes Kieselgestein) ist auch ein guter Rohstoff für die Herstellung von Poliermitteln. Ceroxid ist das am häufigsten verwendete Mineral zum Polieren von Glas. Diese Verbindung kratzt es nicht, sondern verleiht ihm eine besondere Glätte und Glanz. In den letzten Jahren werden jedoch vermehrt Siliziumkarbid und synthetische Diamanten für diesen Zweck verwendet. Auf ihrer Grundlage wird ein besonders teures und effektives Schleifband hergestellt. Es eignet sich sehr gut für die Verarbeitung besonders "kapriziöser" Materialien.
Magnetfelder nutzen
In den letzten Jahren wird in der Industrie immer häufiger damit begonnen, den Prozess des Schleifens zu schärfen. Dabei wird kein Wasser verwendet.unter Druck und nicht Druckluft: Kleinste Schleifmittelpartikel schweben in einem starken Magnetfeld, das die „Schleifscheibe“bildet. Dieses Verfahren wird in der Feinmechanik verwendet, da es zum Polieren oder Schärfen von Teilen verwendet werden kann, deren Bearbeitung normalerweise zu teuer und/oder zeitaufwändig ist. Als Schleifmittel werden am häufigsten Aluminiumverbindungen mit solchen Metallen verwendet, die diese Eigenschaft haben.
Magnetorheologische Polierverfahren
Bei der rheologischen Poliermethode kommt das "physikalische" Schleifwerkzeug überhaupt nicht zum Einsatz. Materialien werden mit Flüssigkeiten vermischt, in deren Dicke sie sich unter dem Einfluss elektrischer Felder bewegen. Diese Methode ist der oben beschriebenen sehr ähnlich und wird auch bei einigen Teilen in der Feinmechanik und ähnlichen Industrien verwendet.
Generell werden in den letzten Jahren vermehrt mit Flüssigkeiten oder Kunstharzen vorgemischte Schleifmittel in der Produktion eingesetzt. Ein gutes Beispiel ist die benetzte GOI-Schleifpaste auf der Basis von Chromoxid. Sie ist seit langem bekannt, hat aber erst in den letzten Jahren besondere Aufmerksamkeit erfahren. Der Grund ist einfach - die niedrigen Kosten dieser Verbindung und ihre hohe Poliereffizienz. Zudem wirkt die Schleifpaste schonend auf das bearbeitete Material, ohne es zu zerkratzen oder zu beschädigen.
Schleifscheiben für Winkelschleifer ("Grinders")
Sie werden nicht nur zum Polieren verwendet. Schleifmittel können auch besonders harte Materialien schneiden. Verwenden Sie dazu dünne Schleifscheiben auf Basis von Aluminiumoxid und PhenolStellplätze. In seltenen Fällen wird eine Metallschleifscheibe verwendet. Insbesondere beim Abbau von Marmor in Steinbrüchen sind solche Werkzeuge unverzichtbar. Tatsache ist, dass dieses Mineral sehr dicht ist und mit gewöhnlichen Sägen schwer zu schneiden ist.
Wie wir bereits gesagt haben, werden zum Sägen Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, künstliche Diamanten und Borkarbid verwendet. Sie können zur Herstellung einer Schleifscheibe verwendet werden, sie werden auch verwendet, um spezielle Sägen für besonders h altbare Materialien zu formen.
Hauptwerkzeuge für die Industrie
Daher werden diese Verbindungen zum Schärfen, Polieren und Schneiden von Materialien benötigt. Die moderne Industrie verwendet meistens ein Schleifwerkzeug künstlichen Ursprungs. Der Grund dafür sind die relativ niedrigen Kosten von Kunststoffen. Verbindungen natürlichen Ursprungs sind viel teurer. Dazu gehören das von uns immer wieder erwähnte Aluminiumoxid, aber auch Siliziumkarbid, Zirkondioxid und sogenannte Superabrasives (Diamant oder Bornitrid).
Ausnahmen sind selten und werden hauptsächlich durch Korund repräsentiert. Es ist sehr teuer und seine Verwendung in der Produktion ist ziemlich begrenzt. In noch selteneren Fällen kommen Naturdiamanten zum Einsatz, die aufgrund ihrer extrem geringen Größe oder Strukturfehler nicht zum Schleifen geeignet sind.
Die Evolution industrieller Schleifmittel
Die Geschichte der industriellen Schleifmittel für Schleifscheiben begann mit natürlichen Mineralien - Quarz und Silizium sowie Korund. Letzterer erhielt übrigens erstmals den Namen "Emery". Es war die erste BarSchleifmittel. Die Abkehr von natürlichen Mineralien begann in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts und war bis zu seinem Ende fast vollständig abgeschlossen. Dabei ging es nicht nur um die hohen Kosten der Naturmaterialien. Tatsache ist, dass sie alle fest definierte Eigenschaften haben, die in keiner Weise geändert werden können. Synthetische Schleifmittel, die unter bestimmten Bedingungen hergestellt werden, können völlig anders und besser geeignet sein, um einige atypische Aufgaben zu lösen.
Zum Beispiel kann durch neue Technologien eine Verbindung hergestellt werden, deren Partikelform einem Chip ähnelt. Dieses Material ist ideal zum Aufbringen von Polierscheiben auf die Oberfläche. Darüber hinaus können durch die Kombination von beispielsweise Titanoxid mit Aluminiumverbindungen völlig neue Werkstoffe geschaffen werden. Diese Schleifmittel sind ideal für besonders harte Oberflächen.
Wann kam der "Schleifmittel-Durchbruch" in der Branche?
Die moderne Produktion von Schleifmitteln, einschließlich der Herstellung von Schleifscheiben und Schmirgelhäuten, ist aufgrund der Masse an Marken und Patenten, die in vielen Fällen dasselbe Produkt beschreiben, schwer zu beschreiben. Die Lösung für solche Kollisionen ist einfach: Schon bei kleinsten Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung können Sie eine neue Marke anmelden. Aber was ist die Grundlage für synthetische Schleifmittel und wann bekam die Industrie die Möglichkeit, sie in großem Maßstab einzusetzen?
Ein wirklich bedeutendes Ereignis war die Entdeckung von Siliziumkarbid, einem Mineral, das in der Natur nicht vorkommt. Die Schaffung von synthetischem Aluminiumoxid in den 1890er Jahren regte nur den Beginn der Forschung auf diesem Gebiet an. Bis Ende der 1920er Jahresynthetisches Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Granat und Korund waren die wichtigsten industriellen Schleifmittel.
Aber der wirkliche Durchbruch kam 1938. Damals wurde es möglich, chemisch reines Aluminiumoxid zu erh alten, das sofort die breiteste Anwendung im Maschinenbau fand. Schnell war klar, dass eine Mischung aus Zirkonoxid und Aluminiumoxid ideal für anspruchsvolle Schneidaufgaben in besonders harten Metallen ist. Dies ist ein wirklich einzigartiges Schleifpulver: Es behält seine hohe Leistung, ist aber relativ billig. Noch heute wird die Palme von synthetischem Aluminiumoxid geh alten, das die ursprüngliche mikrokristalline Struktur der Bauxit-Rohstoffe bewahrt hat. Insbesondere das einzigartige Cubitron™ ist auf diese Weise entstanden, sowie Schleifmittel auf Keramikbasis unter der Marke SolGel™.
Über "beste Freundinnen der Mädchen"
Natürlicher Diamant ist der älteste Schleifstein. Es wurde 1930 populär. Dafür gab es zwei Gründe. Erstens war das Volumen des Diamantenabbaus bis zu diesem Jahr einfach vernachlässigbar und konnte den wachsenden Bedarf der Branche physisch nicht decken. Zweitens begannen viele Länder aufgrund der akuten Kriegsgefahr, dringend nach Möglichkeiten zu suchen, Wolframcarbid maschinell zu verarbeiten. Dieser Stoff wird noch immer zur Herstellung von Kernen für panzerbrechende Geschosse verwendet.
Das Problem war die unrealistische Härte dieses Materials, die eine abrasive Bearbeitung einfach nicht aushielt. Eine Studie, die in den 1960er Jahren von der General Electric Company durchgeführt wurdeführte zur Entwicklung synthetischer Diamanten. Letztendlich führt die Forschung auf diesem Gebiet zur Entdeckung von kubischem Bornitrid, CBN. Diese diamantharte Verbindung wird häufig bei der Herstellung anderer Schleifmittel verwendet, da sie harte Stähle buchstäblich zu Staub zermahlen kann.
Natürlich haben all diese Schleifmittel zusätzlich zu all ihren wunderbaren Eigenschaften einen großen Nachteil - die Kosten. Eine neuere Ausnahme ist das Abral-Schleifmittel, das vom europäischen Konzern Pechiney synthetisiert wird. Diese Firma hat eine Art "Ersatz für Diamanten" entwickelt, der ihnen zwar in der Härte nicht nachsteht, aber deutlich im Preis gewinnt.
Aber es waren nicht nur die Schleifmittel selbst, die die Branche voranbrachten. Von großer Bedeutung waren die verwendeten Materialien als Grundlage für ihre Anwendung. Insbesondere mit der Entwicklung von Bakelit wurde es möglich, leichtere und dennoch langlebigere Schleifscheiben herzustellen. Sie schleiften gleichmäßiger und Schleifmittel wurden besser in ihrem Innenvolumen verteilt. Dies führte zu einer deutlich besseren Materialhandhabung.
Sandpapier
Emery Skins verwenden künstliche und natürliche Stoffe, Folien und sogar mit gewebten Fasern verstärktes Normalpapier als Basis. In einigen Fällen wird "Sandpapier" durch Imprägnieren eines Gewebes mit einer Lösung auf Basis von Phenolharzen oder Wasser (natürlich unter Zusatz von Schleifmitteln) erh alten. Ein Schleifschwamm ist ebenfalls erhältlich. Solche Tools sind fast jedem bekannt, wir begegnen ihnen ständig undtäglich.
Wir haben viele Anwendungen dieser Materialien beschrieben. Tatsache ist jedoch, dass der durchschnittliche Durchschnittsmensch den meisten von ihnen in seinem Leben überhaupt nicht begegnet. Also, viele Leute kennen Schleifsteine, Wetzsteine oder das gleiche Schleifpapier, jemand hat ein Schleifgitter verwendet. Doch nur wenige kennen die konkreten Arten von Stoffen, die zum Beispiel von Herstellern von Lagern oder hochwertigen Messern aus superharten Stählen verwendet werden. Letztere sind übrigens fast unmöglich zu Hause zu schärfen. "Anspitzer" für sie brauchen ganz besondere.
Welche Anwendungen eignen sich für dieses oder jenes Schleifmittel?
Für spezielle Anforderungen werden Superschleifmittel benötigt, die wir oben bereits kurz erwähnt haben. Sie werden auch in Form von Schmirgelhäuten, Schleifbürsten, Scheiben und Kreisen präsentiert. Bei der Herstellung von Messern aus Standardstahlsorten verwenden die Hersteller daher Aluminiumoxid und Siliziumkarbid. Die Massenproduktion hingegen erfordert in der Regel einen umfangreicheren Einsatz von Sandstrahlmaschinen: Edelstahl, Kugellager und die Massenbearbeitung von besonders harten Hölzern. In den meisten Fällen bleiben die Industriellen jedoch dem „guten alten“Aluminiumoxid treu. Dieses Schleifpulver ist billig und dennoch hochwirksam.
Endlich
Schleifmittel spielen direkt oder indirekt eine Rolle bei der Herstellung von fast allem, womit Menschen täglich zu tun haben. Ohne sie ist es insbesondere unmöglich, Gehäuse aus eloxiertem Aluminium herzustellen, dieso beliebt bei Fans von "Apfel" -Produkten. Vergessen Sie nicht, dass ein einfacher Schleifstein "Schleifer" oder sogar gewöhnliches Sandpapier das Ergebnis der Tätigkeit vieler Generationen von Wissenschaftlern und Handwerkern ist, die ihr Wissen im Laufe der Jahre gesammelt und systematisiert haben.
Unternehmen, die verschiedene Arten von Schleifmitteln, Schleifscheiben und Schmirgelhäuten herstellen, nutzen das theoretische Wissen, das in vielen verwandten Branchen vorhanden ist. Sie orientieren sich an den Daten, die sie während des Keramikstudiums erh alten haben, und praktizieren in großem Umfang angewandte Chemie, Physik und Metallurgie. Schleifmittel werden immer nützlich sein, sie sind ein Schlüsselelement des modernen Produktionszyklus vieler Unternehmen.
