Абразивні матеріали та інструменти

Абразивні матеріали — природні та штучні тверді речовини, які застосовують для виготовлення шліфуваль­них інструментів (кругів, брусків тощо). Вони харак­теризуються зернистістю, цементуючою речовиною (зв'язкою), твердістю, формою та розмірами. Абразивні матеріали поділяють на такі групи:

шліфзерно (200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16),

шліфпорошки (12, 10, 8, 6, 5, 4, 3),

мікропорошки (М63, М50, М40, М28, М20, М14),

тонкі мікропорошки (М10, М7, М5).

Цифри зернистості шліфзерна та шліфпорошку пока­зують соту частку міліметра, а шліфпорошків — мікро­метра. Чим менша зернистість, тим нижчою буде шорст­кість поверхні, що обробляється. Цементуюча речовина — зв'язка для абразивних матеріалів. Вона буває кераміч­ною, бакелітовою, вулканітовою та металевою.

Як абразивні матеріали застосовують пісковик, на­ждак, корунд, електрокорунд, карборунд, карбід бору, алмаз та інші матеріали. Найтвердішим природним мате­ріалом є алмаз. Алмаз використовують у вигляді порошку і пилу, з яких виготовляють особливо тверді інструменти для обробки надтвердих матеріалів і правки шліфувальних кругів.

Синтетичні алмази одержують з графіту за температури 2500 °С і високого тиску. Синтетичні алмази подібно до природних після обробки та сортування використовують для виготовлення кругів, брусків, надфілів та ін. Синте­тичні алмази застосовують для кінцевої обробки деталей у вигляді порошків і паст.

Набули поширення надтверді матеріали — кубоніт (кубічний нітрид бору), ельбор і Славутич. Кубоніт — це хімічна сполука бору і азоту (43,6 % бору та 56,4 % азоту). Він твердий, як алмаз, але перевершує його за теплостій­кістю. Ельбор — також кубічний нітрид бору. Славутич — надтвердий матеріал з високою стійкістю до спрацювання, що перевершує за міцністю алмаз. Його застосовують для виготовлення олівців, брусків і роликів, необхідних для правки абразивних кругів.

Шліфувальні круги класифікують за хімічним складом (твердість), розміром зерна (зернистість) та геометричною формою. Твердість абразивних інструментів позначають літерами та цифрами, наприклад М — круги м'які (МІ, М2, МЗ); CM — середньої м'якості (СМ1, СМ2); С — середні (СІ, С2); СТ — середньотверді (СТ1, СТ2, СТЗ); Т — тверді (ТІ, ТІ), ВТ — дуже тверді (ВТ1, ВТ2), ЧТ -надзвичайно тверді (ЧТ1, ЧТ2).

Вибір шліфувального круга залежить від матеріалу де­талі. Деталі з твердої сталі та чавуну обробляють м'якими кругами, з м'якої сталі — твердими кругами з крупними зернами. На вибір кругів впливає режим різання: чим більша швидкість, тим м'якішим повинен бути круг і т. д. Крім того, вибір абразивних інструментів залежить від форми та розмірів поверхонь, що обробляються.

Лакофарбові матеріали

Лакофарбові матеріали призначаються для захисту ме­талевих деталей машин і механізмів від передчасного руй­нування від корозії, а дерев'яних — від гниття та для надання красивого зовнішнього вигляду, тепло- і електроізоляції тощо. Вони в своєму складі мають плівкоутворюючі речовини, смоли, розчинники, пігменти, пласти­фікатори, сикативи та наповнювачі, завдяки яким після висихання утворюють оболонку певної товщини, твердості та кольору з відповідним блиском, необхідною еластичністю. Залежно від плівкоутворюючих речовин ла­кофарбові матеріали можна поділити на олійні та ефіро-целюлозні. Олійні плівкоутворюючі речовини одержують з рослинних олій, штучні — з органічних кислот, ефіро-целюлозні — з бавовни.

Смоли є важливою частиною лаків; вони надають їм необхідної твердості, міцності, блиску і липучості. Для цієї мети застосовують каніфоль, асфальт тощо. Для розчинення плівкоутворюючих речовин використовують скипидар, бензин, ацетон, спирти тощо. їх призначення — розчинювати плівки, поліпшуючи цим процес забарвлен­ня поверхні. Вони повинні швидко вивітрюватися із за­барвленої поверхні.

Пігменти — нерозчинні речовини у вигляді порошку, які надають поверхні певного кольору. Вони знаходяться в лакофарбових матеріалах у зваженому стані та забарвлю­ють плівку. Як пігменти застосовують оксиди чи солі кольорових металів, металеві порошки (алюмінієва, брон­зова пудри) та сажу. Білі пігменти — свинцеві та цинкові білила, важкий шпат і алюмінієві порошки. Жовті пігменти — цинковий і свинцевий крон, вохра, забарвле­ні оксидом заліза. Червоний пігмент — свинцевий сурик, кіновар, кармін; синій — ультрамарин, кобальт, лазур (складна сполука заліза з синильною кислотою); зелений — зелений крон (хромова зелень — оксид хрому); чорний — сажа.

Пластифікатори — речовини, які надають необхідної еластичності плівці та захищають її від розтріскування. Як пластифікатори застосовують складні ефіри мінеральних і органічних кислот (дибутилфталат, трикрезилфосфат) або масла.

Сикативи вводять у лакофарбові речовини для приско­рення процесів висихання. До них належать оксиди свинцю, мангану, кобальту, взяті в певному співвідно­шенні.

Наповнювачі — речовини, які вводять до складу лако­фарбових матеріалів для здешевлення, а інколи й для підвищення міцності. Як наповнювачі застосовують крей­ду, вапно, тальк, каолін.

Крім лаків і олійних лакофарбових матеріалів застосо­вують емалеві фарби та шпаклівку. Емалеві фарби — матеріали, одержані зі спеціального олійного лаку дода­ванням до нього фарби та відповідних розчинників. Емалі бувають ґрунтувальні та покривні. Шпаклівки — це лако­фарбові матеріали, які містять в розчинникові плівкоутво-рюючі речовини, пігмент і наповнювач у 2...З рази більше, ніж емалі. Додавання вказаних компонентів надає шпак­лівці необхідної густоти.

Для фарбування заґрунтованих металевих поверхонь деталей машин застосовують нітроцелюлозні емалі марок НЦ-25 і НЦ-11, а для виробів, які експлуатуються на відкритому повітрі, емалі марок ХВ-1100 і НЦ-132 тощо. Для фарбування залізних і алюмінієвих приладів, а також інструментів застосовують емалі марки ГФ-1426. Для фар­бування машин, приладів, виробів з різних матеріалів застосовують багато інших масляно-смоляних, поліефір-них, силіційорганічних, бітумних лаків і фарб.

Клеї

Клеї можуть бути тваринного або рослинного (білко­вого) та синтетичного походження. Клеї тваринні — сто­лярний клей, міздряний, кістковий, рибний, альбуміно­вий, казеїновий, які застосовують для склеювання дере­вини, паперу, текстильних виробів тощо. Клеї рослинні — канцелярський клей, гуміарабік, декстриновий, крохмаль­ний, що застосовують для склеювання паперокартонних виробів.

Клей гумовий — розчин каучуку в бензині, який вико­ристовують для склеювання гумових, шкіряних і тканин­них виробів. Столярний, крохмальний та інші клеї нестій­кі до вологи та грибка, ними склеюють незначну кількість матеріалів.

Синтетичний клей буває таких видів: 1) фенольний марок БФ-2, БФ-4, призначений для гарячого склею­вання металів, пластмас, деревини, кераміки, фарфору; марки БФ-6 — для склеювання тканин, гуми, повсті та для приклеювання їх до металів; марок ВК-32-200, ВС-350 — для склеювання дуралюмінію, сталі, склотекстоліту та пінопластів; марок ВС-10М, ВС10Т — для склеювання металів, склотекстоліту, текстолітів; марок КР-4, КБ-3 — для гарячого та холодного склеювання пластмас, дереви­ни, текстильних матеріалів; 2) епоксидний марок ЗД-5,

ЗД-6 — для холодного склеювання металів, деревини, фарфору, для приклеювання вулканізованої гуми до металів; марок ВК-32-ЗМ — для склеювання сталі, дуралюмінію між собою та з пінопластами; марки Л-4 — для гарячого та холодного склеювання сталі, дуралюмінію, склотекстоліту, пінопластів; 3) поліамідний марок ППФЗ-2/10 для холодного та гарячого склеювання алюмінію, міді, деревини, поліамідних плівок, шкіри; МПФ-1 — для гарячого та холодного склеювання металів і приклеювання до них неметалевих матеріалів; 4) карба-мідний марок KM-З, К-17 — для гарячого та холодного склеювання пластмас, деревини, паперу, текстильних матеріалів; 5) гліфталевий марок АМК — для холодного приклеювання вовняної, бавовняної та скляної теплоізо­ляції до металів, для склеювання скла; 6) карбінольний — для склеювання металів, скла, фібри, пластмас і мармуру; 7) поліуретановий марки ПУ-2 — для гарячого склеюван­ня сталі, дуралюмінію, органічного скла між собою, пласт­мас і пінопластів з металами. Клей ПВА призначається для склеювання деревини, паперу, скла, шкіри, лінолеуму, тканини, а також для приклеювання облицювальної плит­ки тощо.

Рекомендується застосування синтетичного клею, який дає змогу склеювати різні матеріали та має необхідну стійкість. Поширення набули карбінольні клеї БФ-2, БФ-4, БФ-20, епоксидні ЗД-5, ЗД-6, Л-4. Карбінольними (універсальними) називають клеї, виготовлені на основі смоли БФ. Використання цього клею спрощує складання машин і їх ремонт, бо він міцно з'єднує різні матеріали.

Перед склеюванням зачищають місця з'єднання, потім на поверхню наносять клей, деталі з'єднують і спресо­вують (температурний режим і час затвердіння залежать від якості клею). Карбінольний клей наносять на поверхню і за 5...10 хв стискують місце з'єднання. При використанні клею БФ кожну поверхню покривають два рази. Перший шар клею просушують на повітрі протягом 1 год, а потім 15 хв за температури 55...60 °С. Після охолодження поверхонь наносять другий шар клею так само, як і раніше, а потім за температури 82...90 °С протягом 1 год сушать і лише після цього, видаливши розчинник, місця сполучення стискують під пресом. Сила стиснення залежить від форми та виду деталей. Міцність шва буде тим вищою, чим тонший шар, і навпаки.