Vademecum narzędzi ściernych

Szlifowanie to technika obróbki powszechnie wykorzystywana zarówno w przemyśle, zakładach rzemieślniczych, jak i przez domowych majsterkowiczów. Znajomość rodzajów materiałów ściernych i ich właściwości pozwoli dobrać najlepsze narzędzie do określonego zadania a tym samym łatwiej osiągnąć pożądany efekt i zminimalizować ryzyko zniszczenia szlifowanej powierzchni.

Narzędzia ścierne znajdują zastosowanie w obróbce ręcznej i mechanicznej z wykorzystaniem elektronarzędzi. Zależnie od przeznaczenia mogą przyjmować formę papierów ściernych i taśm o różnej grubości ziaren, pilników, tarcz, walców, rolek, ściernic listkowych oraz past ściernych i polerskich.

Narzędzia ścierne – z czego są zrobione i jak działają?

Każde narzędzie, niezależnie od typu i kształtu składa się z dwóch podstawowych elementów:

• Ścierniwa - ziaren materiału ściernego o określonej wielkości i kształcie, pełniące rolę ostrzy skrawających.

• Spoiwa - materiału wiążącego lub podłoża na które są one naklejone, układającego ziarna ścierniwa w odpowiedniej pozycji i gęstości względem siebie.

Szlifowanie to nic innego jak tarcie ścierniwa o obrabianą powierzchnię. W trakcie tego procesu ziarna tępią się lub kruszą tworząc nowe punkty tarcia, aż do ich całkowitego zużycia. Należy wtedy wymienić narzędzie ścierne na nowe.

Materiały wykorzystywane do produkcji ścierniwa to przede wszystkim:

• Elektrorund – syntetyczna odmiana korundu (tlenku glinu), uzyskiwana poprzez przetapianie boksytu w piecach łukowych. Jego zaletą jest stosunkowo niska cena oraz możliwość uzyskania regularnych kryształów, o krawędziach ostrzejszych niż w przypadku naturalnego korundu. W podstawowej odmianie (brązowej) znajduje zastosowanie do cięcia i szlifowania stali nierdzewnych, niskostopowych, żeliwa, drewna oraz większości tworzyw sztucznych. Istnieją również „ulepszone” odmiany elektrorundu z domieszkami tlenków tytanu, chromu lub cyrkonu.

• Węglik krzemu (karborund) - bardzo twardy, lecz jednocześnie kruchy materiał ceramiczny o wysokiej odporności termicznej. Powstaje w procesie przetapiania krzemu z wykorzystaniem koksu. Jego twardość (9,5 w skali Mohsa) sytuuje go pomiędzy korundem i diamentem. Narzędzia ścierne z węglikiem krzemu wykorzystywane są m.in. do precyzyjnego szlifowania twardych stali i tytanu, ale też gumy, szkła, drewna oraz różnego typu tworzyw sztucznych. Wersja uszlachetniona karborundu sprawdzi się w przypadku odlewów żelaznych i narzędzi ceramicznych.

• Diament syntetyczny – jako ścierniwo stosowany jest do obróbki szkła, betonu i kamienia. Wyjątkowo trwały i odporny na uszkodzenia mechaniczne, znacznie mniej na wysokie temperatury. Z tego też względu ścierniwa diamentowe niewskazane są w przypadku szlifowania z wysokimi prędkościami, często wymagają również pracy „na mokro” - polewania obrabianej powierzchni wodą lub specjalnymi emulsjami.

• Azotek boru (BN) – w materiałach szlifierskich wykorzystuje się jego odmianę o nazwie borazon lub elbor (cBN). Ma on twardość na poziomie 90-95% twardości diamentu, ale jednocześnie dużo większą odporność na wysokie temperatury i substancje chemiczne. Nie traci twardości nawet w temperaturze ok. 1500°C. Wykorzystywany do obróbki stali hartowanych i węglików z wysokimi prędkościami. Jego główną wadą jest cena, ok. 30% wyższa od ceny diamentu.

W przypadku ścierniwa istotnym parametrem jest jego granulacja, zwana również gradacją lub ziarnistością. Jest ona wyrażana cyfrą określającą liczbę ziaren materiału ściernego mieszczących się na długości jednego cala (25,4 mm). Im mniejsza cyfra, tym grubsze ziarno, im większa cyfra, tym drobniejsze ziarno. Przykładowo, najczęściej spotykane granulacje papieru ściernego (oznaczane literą P) zawierają się w przedziale P20-P1500, chociaż spotykane są również gradacje P2500 lub więcej.

W roli spoiwa najczęściej wykorzystuje się kleje naturalne (kostne lub skórne) oraz materiały syntetyczne (np. żywice). Pierwsze charakteryzuje dobra przyczepność do podłoża, elastyczność i niska cena. Zaletą drugich jest duża twardość, odporność mechaniczna i cieplna oraz wysokie właściwości adhezyjne, czyli zdolność przylegania i tworzenia wiązań pomiędzy dwiema substancjami (w tym przypadku pomiędzy spoiwem i ścierniwem). W razie potrzeby spoiwa „ulepsza” się dodatkiem substancji naturalnych (np. kredy) zwiększających odporność cieplną.

Narzędzia ścierne – podstawowy podział

Aby materiał ścierny najlepiej spełniał swoją rolę nadawany jest mu odpowiedni kształt i forma, dostosowane do określonych zadań. Jednym z najczęściej stosowanych podziałów narzędzi ściernych jest ich rozróżnienie ze względu na sposób, w jaki jest używane ścierniwo.
Podchodząc do sprawy w ten sposób możemy rozróżnić przede wszystkim:

• Narzędzia ścierne nasypowe – ziarna materiału ściernego przytwierdzone są za pomocą spoiwa do podłoża w postaci papieru, tkaniny lub specjalnej włókniny ściernej i podczas szlifowania przesuwają się wraz z nim. Najpopularniejszym przykładem tego typu narzędzia jest powszechnie znany papier ścierny. Równie dobrze mogą to jednak być różnego typu tarcze (listkowe, talerzowe, trzpieniowe) i krążki do wiertarek lub szlifierek o rozmaitych rozmiarach, kształtach i typach mocowania. Do tej grupy zaliczamy też metalowe tarcze szlifierskie z nasypem.

   

• Narzędzia ścierne spojone – ścierniwo spojone jest w nich przeważnie materiałem ceramicznym, magnetyzowanym, syntetyczną żywicą lub gumą - uformowanymi w odpowiedni kształt. Narzędziami tego typu są przede wszystkim różnego rodzaju ściernice, pilniki, segmenty, osełki ścierne i metalowe taśmy z diamentową warstwą ścierną. Znajdują one szerokie spektrum zastosowań w obróbce metali, ceramiki, betonu, drewna i tworzyw sztucznych.

   

• Pasty ścierne i polerskie – są mieszanką materiału ściernego o różnej granulacji (zależnie od przeznaczenia) oraz spoiwa w formie półstałej lub ciekłej (wosku, parafiny, cerezyny i innych). Od pozostałych produktów ściernych odróżnia je fakt, że w trakcie procesu szlifowania lub polerowania oprócz oddziaływania mechanicznego na powierzchni obrabianego materiału zachodzą również procesy utleniania, wytrawiania, co dodatkowo wspomaga cały proces. Pasty ścierne i polerskie znajdują zastosowanie przy wykańczaniu powierzchni metalowych, mineralnych a nawet drewna. Zależnie od średnicy ścierniwa dzielimy je na wstępne, ścierne do obróbki zgrubnej i wykańczające polerskie - dające wysoki połysk. Jest to jednak podział dość płynny a dana pasta może mieć różne zastosowania, zależne od poddawanego obróbce materiału. Pasty polerskie zyskały ogromną popularność zwłaszcza w branży motoryzacyjnej, gdzie wykorzystywane są do renowacji i przywracania blasku karoserii samochodowych.

Warto pamiętać, że na końcowy efekt obróbki ściernej w znacznym stopniu wpływa jakość zastosowanych narzędzi i materiałów ściernych. Dlatego też w Artmet oferujemy wyłącznie atestowane wyroby renomowanych producentów, takich jak Dialeks, Pentar, Klingspor, Inco-Flex czy Saint-Gobain. W razie problemów z wyborem nasi pracownicy chętnie udzielą fachowej porady.