Шлифовальная шкурка[1] (шлифшкурка, наждачка, наждачная бумага, шлифовальная/абразивная бумага) — гибкий абразивный материал, состоящий из тканевой или бумажной основы с нанесённым на неё слоем абразивного зерна (порошка).
Предназначена для ручной и машинной обработки поверхностей различных материалов (металл, дерево, стекло, пластик) — удаления старой краски, подготовки поверхности для грунтовки и окраски, шлифование окрашенных поверхностей и прочих подобных работ. Относится к вспомогательным материалам.
История
Впервые наждачная бумага была зафиксирована в Китае XIII века, когда измельченные ракушки, семена и песок были приклеены к пергаменту с помощью камеди[2][3].
Акулья кожа также использовалась в качестве абразива, а грубая чешуя целаканта до сих пор используется в тех же целях коренными жителями Коморских островов[4]. Вываренное и высушенное растение хвощ полевой используется в Японии как традиционный полировальный материал, более точный, чем наждачная бумага.
Наждачная бумага была произведена в Лондоне в 1833 году Джоном Оуки, чья компания разработала новые методы и процессы склеивания, что позволило наладить массовое производство. Стеклянная фракция имеет частицы с острыми краями, тогда как зерна песка сглажены и плохо работают в качестве абразива. Дешёвую наждачную бумагу часто выдавали за стеклянную[5].
В 1921 году компания 3M изобрела наждачную бумагу с зёрнами карбида кремния и водостойким клеем и основой, известной как Wet and dry. Это позволяло использовать её с водой, которая служила смазкой для удаления частиц, которые в противном случае засорили бы зерно. Её первое применение было связано с очисткой автомобильных красок[6].
Абразивы, применяемые для производства шлифшкурки
Строго говоря, натуральный наждак, природный материал, представляющий собой смесь корунда и магнетита, в производстве современных шлифовальных материалов почти не применяется. Наиболее часто для изготовления шлифовальных материалов на бумажной или тканевой основе используют искусственно получаемые оксид алюминия (электрокорунд) или карбид кремния (карборунд), реже применяются другие абразивы — гранат, синтетический алмаз, эльбор (боразон).
- Электрокорунд — наиболее широко применяемый абразив. Получают электрокорунд восстановительной плавкой в дуговых печах шихты, состоящей из бокситового агломерата, малозольного углеродистого материала и железной стружки. Выдерживает сильное давление, обладает отличной режущей способностью. Представляет собой твердые кристаллы с острыми гранями на изломе. Часто при плавке в шихту добавляют легирующие добавки, улучшающие его свойства, например добавление оксида хрома увеличивает абразивную способность и прочность электрокорунда (такой электрокорунд можно узнать по рубиновой окраске).
- Карбид кремния — получают спеканием кремнезема с графитом в электропечи Ачесона. Блестящие кристаллы нерегулярной формы с очень острыми краями. Карбид кремния по твердости превосходит оксид алюминия, но более хрупок. Под давлением во время работы кристаллы раскалываются с образованием новых режущих граней. Это свойство карбида кремния сохраняет рабочие свойства шлифовальных материалов долгое время и предотвращает засорение абразивной поверхности. Шлифовальные материалы с карбидом кремния рекомендуются для обработки стекла, пластика, чистовой обработки металла.
- Гранат — довольно мягкий минерал (твердость по Моосу 6,5-7,5), поэтому применяется для шлифовки мягких материалов (в основном, дерева). Такая шкурка быстрее изнашивается, но, при одинаковой зернистости, дает более гладкую поверхность, чем шкурка с другим абразивом.
- Алмаз, Эльбор — алмаз обладает самой высокой твердостью из известных веществ, эльбор незначительно ему уступает по твердости (значительно превосходя, однако, другие абразивы: втрое карбид кремния и почти вчетверо корунд), но превосходит алмаз по температурной устойчивости. Из-за высокой стоимости, для производства шлифшкурки применяются редко.
Классификация шлифовальной шкурки по зернистости
Зернистость — важнейшая характеристика шлифовальной шкурки. В зависимости от назначения (грубая предварительная обработка, шлифовка, полировка) размер зерна может быть от 1 мм и более (наиболее грубые работы) до 3-5 мкм (самая тонкая полировка).
В мире наиболее распространен стандарт FEPA, он же ISO 6344, тот же стандарт в 2005 принят и в России (ГОСТ Р 52381—2005). По этому стандарту зернистость шлифовальных порошков обозначается буквой P и числом от 12 до 2500 (например, P40, P180), причем чем выше число тем меньше размер зерна (число обозначает число проволок сита на дюйм).
На территории бывшего СССР также применяются обозначения по действующему ГОСТ 3647—80 Материалы шлифовальные. Классификация. Зернистость и зерновой состав, по которому цифра обозначает минимальный размер зерна в десятках микрон, после чего добавляется «-Н» (например 10-Н, 5-Н). Для самой мелкой шлифовальной шкурки цифра обозначает размер зерна в микронах, перед ней ставится буква М (сокращение от микро) (например М40, такую наждачку часто называют[кто?] «нулёвка»).
В некоторых странах встречается и другая маркировка, например по стандарту ANSI — в США и Канаде, по стандарту JIS — в Японии, по стандарту GB2478 — в Китае.
| Назначение | Маркировка по ГОСТ 3647—80 | Маркировка по ISO 6344 | Размер зерна, мкм | |
|---|---|---|---|---|
| Крупнозернистые | ||||
| Очень грубые работы | 80-Н | P22 | 800-1000 | |
| 63-Н | P24 | 630-800 | ||
| 50-Н | P36 | 500-630 | ||
| Грубые работы | ||||
| 40-Н | P40 | 400-500 | ||
| 32-Н | P46 | 315-400 | ||
| 25-Н | P60 | 250-315 | ||
| Первичная шлифовка | 20-Н | P80 | 200-250 | |
| 16-Н | P90 | 160-200 | ||
| 12-Н | P100 | 125-160 | ||
| 10-Н | P120 | 100-125 | ||
| Окончательная шлифовка мягких пород дерева, старой краски под покраску | 8-Н | P150 | 80-100 | |
| 6-Н | P180 (Р 220) | 63-80 | ||
| Мелкозернистые | ||||
| Окончательная шлифовка твердых пород дерева, шлифовка между покрытиями | 5-Н,М63 | P240 | 50-63 | |
| 4-Н,М50 | P280 | 40-50 | ||
| Полировка финальных покрытий, шлифовка между покрасками, мокрая шлифовка | М40\Н-3 | P400 | 28-40 | |
| М28\Н-2 | P600 | 20-28 | ||
| Шлифовка металла, пластиков, керамики, мокрая шлифовка | М20\Н-1 | P1000 | 14-20 | |
| Еще более тонкая шлифовка, полировка | М14 | P1200 | 10-14 | |
| М10/Н-0 | P1500 | 7-10 | ||
| М7\Н-01 | P2000 | 5-7 | ||
| М5\Н-00 | P2500 | 3-5 | ||
Маркировка шлифшкурки
Например, шлифшкурки на бумажной основе[1]
| Л 1 Э 620×50 П2 15А 25-Н М А ГОСТ 6456—82 622 |
|---|
где:
- Л — листовая
- для рулонной букву не ставят
- 1 — тип бумаги. Варианты:
- 1 — для шлифования материалов низкой твёрдости
- 2 — для шлифования металлов
- Э — абразив нанесён электростатическим способом
- 620×50 — размер, ширина, мм х длина, мм. Варианты:
- размер, ширина, мм х длина, мм для листов
- размер, ширина, мм х длина, м для рулонов
- П2 — основание — бумага 0-200. Варианты:
- Л1, Л2, М — влагопрочная бумага
- П1,… П11 — невлагопрочная бумага
- С1, С1Г, С2Г, У1, У2, У1Г, У2Г — ткань саржа
- П — ткань полудвунитка
- 15А — марка нормального электрокорунда. Варианты:
- 15А — нормальный электрокорунд
- 24А, 25А — белый электрокорунд
- 43А, 45А — монокорунд
- 53С, 54С, 55С — карбид кремния чёрный
- 62С, 63С — карбид кремния зелёный
- 71Ст — стекло
- 81Кр — кремень
- 25 — размер основной фракции абразива, мкм. Вариант:
- М63 … М3 — микрошлифпорошки, размер в мкм
- Н — содержание основной фракции абразива. Варианты:
- В — ≥ 60 %
- П — ≥ 55 %
- Н — ≥ 45 %
- Д — ≥ 41 %
- М — абразив приклеен мездровым клеем. Варианты:
- М — мездровый клей
- С — синтетический клей
- К — комбинированная связка (М + С)
- СФК — фенолформальдегидная смола
- ЯН-15 — янтарный лак
- А — показатель износостойкости по классу (наличие дефектов). Варианты:
- А — ≤ 0,5 %
- Б — ≤ 2 %
- В — ≤ 3 %
- ГОСТ 6456—82 — стандарт. Варианты:
- ГОСТ 13344—79 — водостойкая тканевая
- ГОСТ 6456—82 — неводостойкая
- 622 — заводской номер партии (иногда отсутствует)
Абразивы на бумажной основе[источник не указан 1625 дней]
Бумага для основы должна быть очень прочной, чтобы выдерживать механические воздействия. Её классифицируют в зависимости от плотности (г/м2) и маркируют цветными буквами. Принята такая классификация (согласно FEPA).
Бумага может быть как водостойкой, так и обычной. Обращайте внимание на маркировку производителя. Водостойкость шлифовальной бумаги также определяется типом связующего.
Преимущества бумажной основы:
— низкая стоимость;
— не происходит удлинения основы при работе;
— поверхность позволяет наносить самые мелкие фракции шлифматериала.
Недостатки:
— невысокая прочность и износостойкость;
— неводостойкость (водостойкая бумажная основа используется, как правило, только при ручной обработке).
Абразивы на тканевой основе[источник не указан 1625 дней]
Чаще всего в качестве основы для абразивных материалов используют хлопок и полиэстер. Ткани пропитываются полиэфирной смолой для придания им большей прочности и водостойкости. Основными характеристиками тканей являются эластичность и прочность на разрыв.
Ткань класса J применяется для чистового шлифования края и профиля. Ткань Х обычно используется для грязной тяжелой работы. Ткани типов W и Y применяют, когда требуется повышенная прочность ленты — при промышленном шлифовании панелей. Выбирая ленту на тканевой основе, брать всегда нужно тип настолько жесткий, насколько это позволяют операция шлифования и форма обрабатываемой поверхности. Жесткость основы чаще всего напрямую коррелирует со сроком службы ленты.
Преимущества тканевой основы:
— высокая прочность и износостойкость;
— водостойкость.
Недостатки:
— относительно высокая стоимость;
— удлинение при работе (зависит от типа ткани и характера обработки).
Для производства некоторых абразивных материалов используются комбинированные основы (ткань, склеенная с бумагой) с различными свойствами.
Фибровая основа — специальный вид основы, предназначенный для изготовления фибровых дисков. Фибру получают путём обработки целлюлозы хлористым цинком, в результате получается абсолютно новый, твердый и плотный продукт. Основа неводостойкая, активно впитывает влагу.
Классификация шлифовальной шкурки по типу нанесения абразива (насыпке)[источник не указан 1625 дней]
Открытая и полуоткрытая насыпка: зерна покрывают от 40 до 60 % поверхности основы. Такая насыпка подходит для обработки рыхлых, мягких материалов — мягкие, смолистые породы дерева, шпатлеванные поверхности и пр. Открытый тип засыпки исключает забивание промежутков между зернами отходами шлифования и образование комков на абразивной поверхности.
Закрытая или сплошная насыпка: зерна абразива покрывают поверхность основы полностью. Шлифовальные материалы со сплошной засыпкой более эффективны при шлифовании твердых материалов (металлы, твердые породы дерева).
Технология производства шлифшкурки
Нанесение абразива
В производстве шлифшкурки применяются следующие способы нанесения абразива.
Механический. Абразивные зерна под действием силы тяжести падают на основной связующий слой несущего материала, располагаясь хаотично. Абразивные материалы, при производстве которых используется механический способ нанесения зерна, менее агрессивны.
Нанесение зерна в электростатическом поле. Отрицательно заряженные абразивные зерна в электростатическом поле притягиваются к основному связующему слою несущей основы. Под действием электростатического поля зерна вдавливаются в клеевую основу, располагаясь вертикально, остриём вниз. Абразивные материалы, при производстве которых используется способ нанесения зерна в электростатическом поле, более агрессивны и позволяют снимать больше материала при одинаковых усилиях.
Связующие
Для изготовления наждачной бумаги применяют связующие различных типов и марок. Вид связки имеет определяющие значение для прочности и режимов работы абразивного инструмента. Задача связующего — удержание абразивного зерна на основе и отведение тепла с зерна в процессе работы. При этом прочность закрепления зерна в связующем должна превышать прочность абразивного зерна. Кроме того, от типа связующего в большой мере зависит жесткость или эластичность наждачной бумаги и её водостойкость. В композиции связующего могут добавлять и специальные компоненты придающие наждачной бумаге определённые свойства, как например антистатические или антизасаливающие.
Некоторые типы синтетических связующих:
— фенолоформальдегидные и карбамидоформальдегидные смолы
— на основе лака
— на основе эпоксидных смол
Из натуральных связующих наибольшее применение имеет мездровый клей. Наждачная бумага с его использованием не обладает водостойкими свойствами и не подходит для влажного шлифования.
Особенности применения
- При обработке поверхности следует придерживаться общего правила: начинать работу с применением более грубой шлифовальной бумаги, постепенно сменяя её на бумагу с более тонким зерном (большим показателем зернистости). Грубое и очень грубое зерно применяется для чернового шлифования дерева, снятия старой краски, ржавчины с металлических поверхностей. Тонкое и очень тонкое зерно — для разных стадий чистового шлифования, шлифования полирования окрашенных поверхностей, шлифования металла. Для пластика с успехом применяется шлифовальная бумага с напылением из карбида кремния.
- Для влажного шлифования обычно используется водостойкая шлифовальная бумага с зернистостью P400-P600. Использование воды при шлифовании позволяет достичь более гладкой поверхности, исключает образование пыли. Мокрое шлифование, как правило, производится вручную для тщательного контроля прилагаемого усилия.
- В настоящее время для ручного и машинного шлифования доступны не только традиционные шлифовальные листы на бумажной и тканевой основе, но и приспособления, наиболее подходящие для некоторых специфических нужд и облегчающих обработку сложных поверхностей или рыхлых сыпучих материалов.
- Медные ламели коллекторов электродвигателей рекомендуют очищать от нагара только стеклянной наждачкой, всякая другая оставит свои зёрна на поверхности меди и вызовет быстрое стачивание угольных или графитовых щёток. Народный способ — использовать для этого «чиркательную» поверхность (тёрку) спичечного коробка, содержащую стеклянную пыль.
- Для ручного шлифования больших криволинейных поверхностей удобно наждачную бумагу закрепить на толстом (около 1 см) куске мягкой резины.
- Для удобства работы с наждачной бумагой её оборачивают вокруг бруска (из любого материала — древесина, пластик, пенопласт) с прикреплённым (прибитым, приклеенным) к нему куском войлока или пористой резины.
качество ручной работы с контролем нажима сочетается с увеличением производительности труда
- В качестве тонкой наждачной бумаги для пластмасс можно использовать грубую (обёрточную или газетную без текста) бумагу.
Шлифовальные губки
Основой для губок является вспененный полиуретан. Используются они для ручного шлифования поверхностей сложной формы, с углублениями, пазами, округлых деталей. Жесткие грани губки отлично шлифуют внутренние углы. Лучше всего подходят для шлифовки изделий из дерева, МДФ. Грубо- и среднезернистыми губками готовят поверхности под грунтовку. Губками тонкой зернистости шлифуют грунты, используют для промежуточной шлифовки лакированных поверхностей.
По виду нанесения абразивного материала губки могут быть односторонними, двусторонними и четырёхсторонними.
По сравнению с шлифовальной шкуркой губка более долговечна[источник не указан 1625 дней], поскольку её можно промыть от продуктов шлифования и использовать снова.
Абразивная сетка
Абразивная сетка представляет собой сетку из стекловолокна с абразивом, нанесенным с обеих сторон. В качестве абразива чаще всего используется карбид кремния.
Для достижения наилучшего результата и чтобы сберечь руки, шлифовальную шкурку закрепляют на шлифовальной колодке (шлифке). Можно использовать ручные шлифовальщики (терки для шлифования) с фиксаторами или с держателем для телескопического стержня. Такая терка снабжена прокладкой из эластичного материала, обеспечивающего плотное прилегание шлифшкурки к обрабатываемой поверхности и более равномерное давление на обрабатываемую поверхность.
Машинное использование
Шлифовальная шкурка служит оснасткой для следующих инструментов:
- Вибрационные шлифовальные или плоскошлифовальные машины. Листы прямоугольной формы крепятся на зажимах или на липучке, могут иметь отверстия для пылеотвода.
- Дельташлифмашины. От плоскошлифовальных отличаются треугольной формой, напоминающей утюг (или букву дельта, откуда и название), которая позволяет работать в труднодоступных местах. Листы треугольной формы крепятся на липучке, имеют отверстия для пылеотвода)
- Эксцентриковые (орбитальные) шлифовальные машины (листы круглой формы крепятся на липучке, имеют отверстия для пылеотвода.
- Ленточные шлифовальные машины (ленты натягиваются на ведущем вале и ролике шлифмашины, не имеют отверстия для пылеотвода)
- УШМ, дрели с использованием дополнительной оснастки — опорной тарелки, имеющей липучую поверхность или зажимную шайбу (листы круглой формы крепятся, соответственно, на липучке или имеют посередине отверстие, такие листы не имеют отверстия для пылеотвода)
- Вибрационные многофункциональные инструменты (универсальные резаки) с использованием дополнительной оснастки — опорной платформы, имеющей липучую поверхность (листы треугольной формы крепятся на липучке, как правило, не имеют отверстия для пылеотвода)
См. также
Примечания
- ↑ 1 2 ГОСТ 6456—82 Шкурка шлифовальная бумажная. Технические условия. docs.cntd.ru. Дата обращения: 28 февраля 2019. Архивировано 1 марта 2019 года.
- ↑ Casey, Don (May 3, 2016). "Know How: Sandpapers and Sanding". Sail Magazine. Архивировано из оригинала 2 февраля 2019. Дата обращения: 1 февраля 2019.
- ↑ Parker, Jerry (April 1962), "How to choose the right coated abrasive", Popular Science, 180 (4): 159, ISSN 0161-7370.
- ↑ Thomson, Keith Stewart. Living Fossil: The Story of the Coelacanth. — W. W. Norton & Company Limited, 1992. — ISBN 978-0-393-30868-6.
- ↑ Stalker & Parker. A Treatise of Japaning and Varnishing. — Tiranti, 1971.
- ↑ Jeffrey, Kirk. The Major Manufacturers: From Food and Forest Products to High Technology // Minnesota in a Century of Change: The State And Its People Since 1900. — Minnesota Historical Society Press, 1989. — P. 234. — ISBN 978-0-87351-238-1.
- ↑ Размеры зерна = зернистость и назначение наждачной (шлифовальной) бумаги, лент, некоторых дисков и других гибких абразивных инструментов по ISO, JIS (Япония), ANSI (CAMI/UAMA) … Дата обращения: 4 апреля 2013. Архивировано из оригинала 14 марта 2013 года.
- ↑ Таблица соответствия наждачной бумаги ГОСТ / ANSI - abraziv. Дата обращения: 4 апреля 2013. Архивировано 4 апреля 2013 года.
Литература
- ГОСТ 6456—82 Шкурка шлифовальная бумажная. Технические условия
- ГОСТ 5009—82 Шкурка шлифовальная тканевая и бумажная. Технические условия
- ГОСТ 13344—79 Шкурка шлифовальная тканевая водостойкая. Технические условия
- ГОСТ 10054—82 Шкурка шлифовальная бумажная водостойкая. Технические условия
- ГОСТ 27181—86 Шкурка шлифовальная для обработки труднообрабатываемых материалов. Технические условия
- ГОСТ 344—85 Шкурка шлифовальная бумажная для контроля истираемости резины. Технические условия
 |
|---|
Эта страница в последний раз была отредактирована 3 января 2024 в 23:50.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.