Абразивные круги - производство, основные различия.

Абразивные круги имеют самый широкий диапазон применения. Они успешно справляются с резкой различных материалов: стали, сплавов, цветных металлов, кирпича, шифера, керамики, мрамора, гранита, бетона и т.д.
            По сути, абразивные круги представляют собой закреплённый связкой шлифматериал (абразив), которому придана форма диска. При работе частицы шлифматериала постепенно стачиваются и выпадают, но стачивающаяся одновременно связка открывает всё новые частички. Так процесс продолжается до полной выработки абразивного круга.
            Изготавливаются абразивные круги из нескольких химических и минеральных компонентов. Состав различается в зависимости от того, для резки каких изделий предназначается круг. Если речь идёт о работе по металлу - используются абразивные вещества на основе оксида алюминия. Для резки бетона, камня или других подобных неметаллических материалов используются абразивные вещества на основе карбида кремния. Кроме этих основных компонентов в состав круга входят различные добавки или примеси, такие, как оксид железа, минеральный криолит, сера, хлор и прочие. Все эти составляющие соединяются вместе с помощью порошкообразной и жидкой смолы и перемешиваются в специальных смесителях. В результате получается смесь по консистенции похожая на сырой песок. Затем эту смесь просеивают, чтобы отделить не промешанные крупные частицы, и засыпают в специальную форму в виде диска. Диаметр и глубина формы соответствуют размерам каждой конкретной модели абразивного круга. На дно формы предварительно укладывается тонкий слой бумаги и армирующая стекловолоконная сетка, которая служит несущей основой всей конструкции. Строение сетки может быть разное: радиальное или обычное - квадратное.
            Затем сверху укладывается ещё один слой тонкой бумаги. На нём нанесена вся необходимая информация о круге. После этого в центр формы устанавливается кольцо из оцинкованной стали, которое, в дальнейшем, будет служить для защиты вала, вращающего шлифовальный круг.

 

Внутренняя структура отрезного абразивного круга

Мощный гидравлический пресс сдавливает собранную комбинацию (давление достигает 350 кг на квадратный сантиметр), и затем получившиеся круги помещают в печь. В течение суток температура в печи постепенно поднимается с 20 до 200 градусов по Цельсию. В результате этого смола затвердевает, и все составляющие соединяются. Из печи выходят уже готовые прочные и твёрдые абразивные круги.
            Следует отметить, что в разных вариантах кругов может быть разное количество слоёв армирующей сетки (1, 2 или 3), а может и не быть её вовсе. Главное, чтобы конструкция и техпроцесс изготовления круга обеспечивали необходимую его прочность и, соответственно, безопасность использования. Тем более, что применять в отрезных кругах большое количество армирующих слоёв нежелательно, так как это снижает содержание в круге абразива и ещё одним существенным ограничением является конечная толщина абразивного круга. Чем отрезной круг тоньше, тем эффективнее получается резка с его использованием. Поэтому ведущие производители абразивных кругов, применяя всё более совершенные технологии и оборудование, стараются изготовить круги, как максимально прочные, так и максимально тонкие (толщина лучших экземпляров отрезных кругов с диаметром до 180 мм составляет около 1 мм). Естественно, что такие круги, изготовленные по новейшим и, как правило, более сложным технологиям, будут производительнее, но и дороже.
            После изготовления абразивные круги обязательно проверяются на разрушение. Если все параметры технологического процесса изготовления были соблюдены, то круги успешно выдержат определённую для каждого диаметра максимальную угловую скорость (число оборотов в минуту). Максимальные значения числа оборотов и линейной скорости в обязательном порядке указываются на круге, так как от этого зависит подбор подходящего для данного круга инструмента и, в конечном счете, безопасность работы.
            В настоящее время наиболее распространёнными являются абразивные круги для углошлифовальных машин (посадочный диаметр 22,2мм) и для торцовочных пил (посадочный диаметр 32мм). Круги для УШМ выпускаются с внешним диаметром от 115мм до 230мм, а для торцовочных пил - от 200мм и более. По посадочному и внешнему диаметрам и производится выбор абразивного круга под определённый инструмент, но в любом случае должно соблюдаться главное требование - максимальные обороты инструмента не должны превышать значение указанное на круге.
            Однако первоначальная прочность абразивных кругов со временем ухудшается. Это вызвано тем, что входящие в состав круга полимерные соединения не являются абсолютно стабильными и с течением времени меняют свои свойства. Поэтому на круге, обычно на центральном стальном кольце, обязательно указывается его срок годности (месяц и год), до которого можно использовать данный круг. Здесь же, обычно, указывается и логотип изготовителя (см. рисунок ниже). При отсутствии на круге такой обязательной информации лучше отказаться от его приобретения и использования, так как, скорее всего, это низкокачественная, а значит опасная, подделка.

Логотип изготовителя и срок годности абразивного круга

Значительное влияние на прочность абразивных кругов оказывает также и воздействие внешних факторов - температуры и влажности. Поэтому хранить абразивные круги следует в сухих, крытых и хорошо проветриваемых помещениях со стабильной температурой в пределах 10-30 градусов Цельсия и влажностью не более 70 процентов. Круги не должны подвергаться одностороннему нагреву, например, храниться вблизи отопительных приборов. Также не следует хранить круги совместно с химикатами, так как круги на органической связке чувствительны к щелочной среде.
            Кроме перечисленной выше информации, на круге, как правило, также наносятся и другие его характеристики:
            - обозначение типа (например - A30TBF);
            - геометрические размеры (внешний и посадочный диаметры, толщина круга);
            - артикул производителя;
            - указание на область применения (по металлу, по камню или по  нержавейке);
            - рекомендации по технике безопасности.
Если геометрические размеры, артикул производителя и рекомендации по технике безопасности в особых комментариях не нуждаются, то остальная информация требует некоторого пояснения.
            Обозначение типа круга представляет собой определённую комбинацию из букв и цифр, и у разных производителей (зарубежных или отечественных) может иметь некоторые отличия, но общее его построение такое: характеристика абразива, твёрдость круга и структура связки. Рассмотрим примеры обозначения типа абразивного круга по европейскому стандарту - A30 T BF и по отечественному - А14 80 Т2 БУ. В этих обозначениях содержится следующая информация:

      
      

  1. 1. Применённый в круге абразив:
                А (14А)= окись алюминия (нормальный электрокорунд);
                WA (25А)= электрокорунд белый;
                ZK (38А) = электрокорунд циркониевый;
                С (53С, 54С) = карбид кремния (SiC) чёрный;
                GC (63С, 64С) = карбид кремния зелёный.
     Цифры, отображающие размер зерна абразива (могут быть разные цифровые значения):
                30

= относительный размер по ISO FEPA, ряд F (размер частиц 630 мкм);
            80 = размер по ГОСТ (размер частиц 800 мкм);
3. Твёрдость круга по стандарту DIN ISO 525 (по ГОСТ):
            F, G (ВМ1, ВМ2) = весьма мягкие;
            H, I, J (М1, М2, М3) = мягкие;
            K, L (СМ1, СМ2) = среднемягкие;
            M, N (С1, С2) = средние;
            O, P, Q (СТ1, СТ2, СТ3) = среднетвёрдые;
            R, S (Т1, Т2) = твёрдые:
            T, U (ВТ1, ВТ2) = весьма твёрдые;
            VW, YZ (ЧТ1, ЧТ2) = чрезвычайно твёрдые.
4. Буквы, обозначающие материал связки и вид упрочнения:
            V (К) = керамическая связка;
            В (Б) = бакелитовая (из искусственной смолы) связка;
            BF (БУ) = бакелитовая связка с армированием стекловолокном.
Указание твёрдости круга является достаточно важным, так как помогает правильно подобрать круг под определённый материал. Разрезаемые материалы могут сильно отличаться по собственной твёрдости и особенно по абразивности (в основном относится к неметаллическим материалам) и для их производительной резки требуются круги соответствующей твёрдости. Принцип правильного подбора здесь такой же, как и при использовании алмазных кругов и будет рассмотрен ниже. Твёрдость абразивного круга задаётся его рецептурой и давлением прессования.
            Указание на область применения круга также выполняется разными производителями по-разному. Это может быть окрашивание части круга (половины, четверти) в определённый цвет (см. рисунок ниже) или нанесение широкой цветной полосы (иногда состоит из группы близко расположенных узких полосок) поперёк по центру  круга. В любом случае определённый цвет указывает на область применения. Варианты такие:

            синий = по металлу;
            зелёный = по камню;
            чёрный = по нержавеющей стали.

Как правило, производители наносят обозначение области применения ещё и соответствующей надписью (см. рисунок ниже).
            Выделение в отдельную группу кругов, применяемых для обработки нержавеющей стали, обусловлено тем, что изделия из нержавейки чаще всего применяется в медицинской и пищевой отрасли, т.е. там, где предъявляются повышенные требования к чистоте. Поэтому круги для резки нержавейки изготавливают из специального состава на основе оксида алюминия (белый электрокорунд) и с минимальным содержанием железа, серы и хлора, что позволяет избежать прижога разрезаемого материала. Для нержавейки прижог недопустим - при перегреве выгорают легирующие добавки, и нержавеющая сталь превращается в обычную, а по месту реза может начаться процесс коррозии.