Ваша корзина пуста

Вернуться в каталог     К списку заявок    

На что потратить деньги на пыль или чистый металл?

Сегодня продолжим серию статей по выбору абразивного материала для пескоструя. В предыдущих статьях были рассмотрены Сырьевая база и химсостав. Сегодня рассмотрим твердость и на, что она влияет.

Существует несколько способов измерения твердости материалов, почти все способы технически схожи один элемент (индентор) вдавливается в исследуемый материал. В данных методах индентор всегда изготовлен из одного материала и имеет одинаковую форму (в каждом методе свои) для всех испытываемых материалов.

tverdost 1

Исключение составляют два метода это Метод Кузнецова — Герберта — Ребиндера где твердость определяется методом затухания колебаний маятника и Метод Мооса где твердость определяется по тому как испытываемый материал царапает или царапается одним из 10 эталонных веществ. Для абразивных материалов применяют метод Мооса.

tverdost 2

Как говорилось в предыдущей статье, от химического состава зависят физические свойства абразивных материалов, а в данной серии статей мы рассматриваем одноразовые, минеральные абразивы. В статье про химический состав мы определили, что кварцевый песок значительно отличается от шлаков и состоит в основном из кварца. Купершлак и никелшлак состоят в основном из силиката железа, но в никельшлаке присутствует кварц, в свободном виде, и значительно больше оксида кальция (CaOили мел) по сравнению с купершлаом. Именно эти химические добавки делают никельшлак (5,5) значительно мягче купершлака (6,7) при определении твердости методом Моосу.

Что такое пескоструйная очистка? Это частицы, летящие к очищаемой поверхности, с большой скоростью и ударяются об нее. А что происходит дальше? Дальше частица в зависимости от своих свойств может разбиться на мелкие частицы, отскочить, сделать в поверхности кратер и т.д.

При пескоструйной очистке нам нужен заданный результат:

  • Очистка обрабатываемой поверхности от загрязнений (ржавчина, старая краска, окалина и т.д.);
  • Необходимая шероховатость;
  • Чистота (отсутствие пыли).

Таким образом, абразивный материал должен обладать:

  • Способностью резать загрязнения в т.ч. и твердые (Например: окалина);
  • Достаточной твердостью для придания шероховатости или углубляться в очищаемую поверхность;
  • Не быть очень хрупким, что бы не разбиваться на мелкие частицы.

Иначе говоря, с точки зрения твердости нужен такой абразивный материал, который при ударе о поверхность не будет слишком хрупким, что бы не разбиваться, а очищать поверхность и не оставлять много пыли, но достаточно твердым что бы создавать шероховатость и удалять загрязнения. Становится ясно, что для такой оценки нужен еще показатель, который будет оценивать способность абразива выдерживать удары или динамические нагрузки.

По закону сохранения энергии каждая частица, вылетевшая из сопла, обладает скоростью и массой, а значит и кинетической энергией и при ударе о поверхность эта энергия затрачивается на очистку поверхности и проникновение в обрабатываемый материал, отскок частиц или их разрушение до полного преобразования этой энергии. Все эти преобразования происходят во время удара абразива о поверхность. Необходимо учитывать, то что для того чтобы частица долетела до поверхности тоже нужна энергия. Здесь действует принцип сопротивления, на какой процесс нужно меньше энергии тот процесс ее и поглощает, а остатки энергии затрачиваются на следующий процесс по энергоемкости. Кто присутствовал при струйной очистке в непосредственной близости знает, как отлетают крупные частицы и какое пылеобразование непосредственно в месте очистки. Если наблюдать этот процесс с использованием разных материалов одинаковой фракции, и при одинаковых условиях очистки то сразу видно, что при использовании никельшлака и песка больше пыли и меньше отскакивающих частиц. Не смотря на разницу в твердости, никельшлак и кварцевый песок разрушаются примерно одинаково, а купершлак меньше пылит. Это подтверждает и фракционный состав отработанного абразива. Несмотря на то, что твердость кварца по Моосу 7 он хуже очищает поверхность т.к. очень хрупкий, а энергия, содержащаяся в летящей частице, используется на разрушение частицы, как и у никельшлака. В случае с купершлаком порядок несколько иной твердость и динамическая этого абразива такова, что для разрушения частицы необходимо больше энергии, чем для очистки.

Подводя небольшой промежуточный итог, проявляется следующая закономерность – при использовании в качестве абразива никельшлака и песка энергия частиц затрачивается на следующие преобразования в порядке их свершения: движение частицы к обрабатываемой поверхности; разрушение; очистка поверхности; отскок. Для купершлака хронология немного другая: движение частицы к обрабатываемой поверхности; очистка поверхности; разрушение; отскок. Необходимо отметить, что данная закономерность не учитывает зависимости от массы частиц как изначальных, так и полученных в результате разрушения частиц, а кинетическая энергия считается по формуле: масса умножить на квадрат скорости и разделить на 2.

Дальше можно углубиться в физику и школьную программу или даже в физику, преподаваемую в институтах и университетах и сделать расчеты и построить графики изменения хронологии распределения энергии на происходящие процессы в зависимости от массы частиц, но мы с Вами в это не полезем. Сделаем проще. Указанные закономерности взяты из наблюдений за процессом выполнения работ и учитывают массу частиц, но не их взвешиванием, а наблюдениями за изменением фракционного состава абразивов. Хотя существует значительное количество научных трудов на эту тему, которые также подтверждают выведенные выше закономерности (Например: Дмитриева Любовь Анатольевна. Исследование процесса измельчения хрупких материалов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.13 Иваново, 2006 165 с. РГБ ОД, 61:06-5/2201). И данные закономерности выведены для абразивов с фракциями в диапазоне от 0,2 до 3,0 мм. Тема фракционных составов это уже другая история, которую мы будем разбирать позднее, когда будем рассматривать свойства абразивов, получаемые при их производстве.

От куда берется кинетическая энергия в частицах? Эту энергию частицы получают из струи воздуха создаваемой в сопле пескострйного аппарата, а воздух в него подает компрессор, а работа компрессора это деньги, потраченные на топливо или электроэнергию. Но на что вы готовы потратить эти деньги? На очистку поверхности, на разрушение абразива или на отскок частиц решаете Вы, когда выбираете абразив.

Карабашские Абразивы