Який розмір зернистості найкраще підходить для шліфувальних дисків для металу?

Як розмір зернистості впливає на продуктивність шліфувальних дисків для металу

Швидкість різання, якість поверхні (Ra/RMS) та чутливість до тиску в різних діапазонах зернистості

Розмір зерен абразиву дійсно визначає, наскільки ефективно працює шліфувальний диск під час різання металевих поверхонь. Грубі зерна з діапазону 24–36 мають великі абразивні зерна, які швидко видаляють велику кількість матеріалу, тому їх ідеально використовувати для робіт, де потрібно видалити товсті шари металу — наприклад, при видаленні зварних швів або попередньому формуванні деталей. Однак тут також є й недолік: диски з грубим зерном залишають досить шорстку поверхню, зазвичай з параметром шорсткості понад 125 мікрон Ra, і погано реагують на надмірний тиск під час роботи. Якщо оператор надто сильно натискає, диск швидше зношується й може пошкодити оброблюваний виріб або спричинити небажане нагрівання. Диски з середнім зерном (40–60) забезпечують добре співвідношення швидкості видалення матеріалу та якості поверхні, досягаючи значень шорсткості в діапазоні приблизно 60–125 мікрон Ra. Особливо цінними їх робить те, що вони краще переносять різницю в рівні кваліфікації операторів порівняно з дисками з грубим зерном. Щодо дисків з дрібним зерном (80–120), тут пріоритетом є якість остаточної поверхні, а не швидкість різання. Ці менші абразивні зерна регулярно забезпечують поверхні з параметром шорсткості нижче 60 мікрон Ra, хоча операторам доведеться виконувати кілька проходів по одній і тій самій ділянці, оскільки вони видаляють матеріал менш інтенсивно. За словами більшості досвідчених техніків, для досягнення найкращих результатів при роботі з дрібнозернистими дисками слід застосовувати м’який, але стабільний тиск протягом усього процесу шліфування.

Чому менші значення абразивності видаляють більше матеріалу — але не завжди ефективніше

Грубі абразивні зерна, такі як 24–36, на перший погляд швидше видаляють матеріал, але з часом їхня ефективність фактично знижується при тривалому використанні. Більші абразивні частинки швидше руйнуються під впливом тепла й тиску, тому такі круги, за спостереженнями більшості майстрів у цехах, мають менший термін служби порівняно з кругами середньої зернистості. Термін служби таких кругів скорочується приблизно на 30–40 % порівняно з кругами середньої зернистості. Ще гірше те, що глибокі подряпини, які залишають грубі зерна, зазвичай вимагають додаткового полірування — це може легко «з’їсти» ще чверть загального часу обробки. Диски середньої зернистості (40–60) краще підходять для тривалих робіт із матеріалами, такими як нержавіюча сталь або чавун, оскільки вони повільніше забиваються або покриваються глазурю. Ось у чому суть: вибір найгрубішої доступної зернистості може здаватися швидким рішенням на початку, але в контексті загальних витрат і строків виконання це рідко виправдано. Справжня ефективність досягається завдяки вибору оптимальної зернистості, яка добре працює протягом усього процесу обробки, а не лише тієї, що забезпечує максимальну швидкість різання на початку.

Оптимальний вибір розміру зерна за типом металу для шліфувальних дисків

Нержавіюча сталь та чавун: середній розмір зерна (36–60) для досягнення балансу та стійкості до забивання

Розміри зернистості в діапазоні від 36 до 60 практично стали стандартним вибором при обробці нержавіючої сталі та чавуну. Ці середні значення зернистості забезпечують гарний баланс між швидкістю знімання матеріалу та отриманням задовільної якості поверхні — приблизно 40–60 мікродюймів Ra. Крім того, такі абразиви краще протистоять явищу «забивання», коли абразивні зерна закупорюються липкими частинками металу, що утруднюють процес шліфування. Абразиви на основі цирконієво-алюмінієвого оксиду особливо ефективні в цьому діапазоні, оскільки здатні продовжувати різати навіть під високим навантаженням завдяки своїй здатності руйнуватися та постійно оголювати нові різальні кромки під час зношування. Зменшення зернистості нижче 36 призводить до надмірного нагрівання, що може спричинити деформацію поверхні або утворення мікротріщин. Навпаки, зернистість вище 60 значно уповільнює процес і спричиняє «полірування» (глязування) круга без суттєвого покращення якості поверхні на початкових проходах шліфування. Ще одне важливе перевагою середньої зернистості — запобігання явищу зміцнення поверхні при обробці нержавіючої сталі, що має велике значення для збереження властивостей корозійної стійкості готових деталей.

Сталь низьковуглецева та алюміній: коли використання шліфувальних дисків з грубим (24–36) або тонким (80–120) зерном дає найкращі результати

При роботі з низьковуглецевою сталью використання абразивних дисків з екстремально великим розміром зерна цілком виправдане. Грубі диски з розміром зерна від 24 до 36 чудово підходять для швидкого знімання матеріалу, наприклад, при зачистці зварних швів. З іншого боку, тонкі зерна з розміром від 80 до 120 забезпечують гладку й однорідну поверхню, необхідну перед нанесенням фарби або інших покриттів. Але з алюмінієм ситуація ускладнюється. Ті самі грубі зерна (24–36), що містять оксид алюмінію, краще витримують проблеми з закупоренням абразиву під час інтенсивної шліфувальної обробки — за умови, що йдеться про товсті заготовки. Для тонких алюмінієвих листів картина інша: використання таких грубих зерен може призвести до деформації металу, тому досвідчені шліфувальники відразу переходять до зерна № 60 або дрібнішого. Щоб отримати бездоганну поверхню без подряпин — особливо важливо при підготовці деталей до анодування або збереження їх візуальної привабливості — необхідно використовувати зерно в діапазоні 80–120. Промислові дані також демонструють цікавий факт щодо проблем, пов’язаних із шліфуванням алюмінію: близько 60 відсотків усіх дефектів — включаючи розмазування, перегрівання та неоднорідне покриття — виникають саме через неправильний вибір розміру зерна. Щоб уникнути цих проблем, доцільно поєднувати використання дрібнішого зерна з меншим зусиллям ручного тиску та забезпечувати достатнє охолодження протягом усього процесу, щоб запобігти термічному розмазуванню.

Ключові нетверді чинники, що впливають на ефективність шліфувальних дисків

Твердість зв’язуючого матеріалу та тип зерна — як вони взаємодіють із розміром зерна при обробці металу

Розмір зерна надає нам початкову точку для оцінки того, чого ми очікуємо від абразивного круга, але насправді важливо, як твердість зв’язуючого матеріалу взаємодіє з типом зерна, щоб забезпечити реальні результати. Зв’язуючий агент повинен мати саме ту ступінь жорсткості, яка потрібна. Якщо він занадто м’який, зерна відпадають занадто швидко, що призводить до втрат коштів на абразиви й створює небезпеку для безпеки. Але якщо він занадто жорсткий, круг не може ефективно самоочищатися під час роботи, що спричиняє такі проблеми, як перегрівання, утворення блискучого шару на поверхні та, в кінцевому підсумку, повне припинення процесу різання. Вибір типу зерна також має велике значення. Наприклад, оксид алюмінію, який зустрічається в більшості кругів із зернистістю від 24 до 60, руйнується передбачуваним чином, тому він стабільно видаляє матеріал під час обробки поверхонь із нержавіючої сталі. З іншого боку, цирконій-алюмінієвий оксид краще підходить для грубих застосувань із зернистістю від 36 до 80. Цей матеріал набагато краще витримує великі навантаження й довше зберігає ефективність різання. Дослідження, опубліковане в 2023 році, показало, що коли виробники правильно підбирають комбінацію зв’язуючого матеріалу й зерна, вони отримують приблизно на 19 % більшу продуктивність видалення матеріалу з часом порівняно з кругами, у яких ці компоненти погано узгоджені. Отже, хоча розмір зерна вказує на потенційні можливості круга, саме якість зв’язуючого матеріалу й вибір зерна визначають, чи реалізується цей потенціал у справжній продуктивності на виробничих дільницях, де щодня обробляються справжні метали.