معرفی ساینده ها

[rahele_s 6,472]

ساینده ها

 

 

در بیشتر صنایع به منظور ساییدن و جلا دادن سطوحی که احتمالاً به وسیله ترکیبات دیگر پوشیده شده است از کانیها و یا سنگهای با سختی بالا استفاده می شود . در این روش سعی می شود غشاء نازکی از سطوح مورد نظر به وسیله ساینده ها برداشته شودتا سطح اصلی جسم در معرض دید قرار گیرد . برای این کار لازم است کانیها یاسنگهای سخت با استفاده از فشار هوا یا روشهای دیگر به سطح جسم مورد نظراصابت کند.

 

موادی که به عنوان ساینده مورد استفاده قرار می گیرند باید دارای ویژگیهای زیرباشند:

 

*سختی قابل قبولی داشته باشند.

 

*دارای مقاومت و استحکام مناسبی باشند.

 

*از نظر شیمیایی بی اثر باشند.

 

*در برابر شوک یا تغییر ناگهانی حرارت مقاوم باشند.

 

*دیرگداز باشند.

 

*از شکل و اندازه مناسبی برخوردار باشند.

[rahele_s 6,472]

سختی در ساینده ها

 

 

مقدار سختی ساینده ها عامل مهمی در ارزیابی آنها به شمار می رود . یکی از روشهای متداول برای تعیین سختی کانیها استفاده از روش موس 3 می باشد . در این روش بااستفاده از ده کانی استاندارد (سختی 1 تا 10 ) می توان سختی نسبی کانیها را به دست آورد. با تو جه به این که فواصل بین سختیهای موس یکسان نیست (مثلاً اختلاف سختی 6 با 7 برابر با اختلاف سختی 7 با 8 نیست) بنابراین برای تعیین سختی کانیهای ساینده، استفاده از جدول موس کارآیی لازم را ندارد . برای پرهیز از این نقص می تواناز سختی نوپ که توسط تایبالت و نایکویست در سال 1947 ارائه شده است استفاده نمود. در این روش از دستگاه مخصوصی که حاوی یک قطعه الماس است و با نیروی مشخصی روی جسم مورد آزمایش کشیده یا فشار داده می شود استفاده می شود . سپس ابعاد شکاف ایجاد شده را اندازه می گیرند و با مشخص بودن نیروی وارده ، به کم کجداول استاندارد، سختی نوپ مشخص می شود. ساینده ها را می توان بر اساس سختی موس به سه گروه تقسیم کرد:

 

گروه اول : ساینده های سخت مثل الماس، کروندم، گارنت و استارولیت که سختی آنهابیشتر از 7 می باشد.

 

گروه دوم : ساینده های با سختی متوسط مثل کوارتز، کلسدونی، چرت، فلینت،فلدسپات، کوارتزیت، پامیس، پرلیت، میکاشیست، بازالت و گرانیت که سختی آنها بین 5/5تا 7 می باشد.

 

گروه سوم : ساینده های با سختی کم مثل آپاتیت، کلسیت، دولومیت، دیاتومیت، اکسید 5می باشد. / آهن، سیلت و تالک که سختی آنها کمتر از 5

[rahele_s 6,472]

اندازه و شکل ذرات ساینده ها

 

 

اندازه و نحوه توزیع بلورها در ساینده ها بسیار مهم است . شکل ذرات نیز عامل مهم دیگری در تعیین کیفیت ساینده ها می باشد . دانه های هم بعد 4 و بلوکی شکل تحت عنوان اشکال مناسب 5 و دانه های غیر هم بعد تحت عنوان اشکال نامناسب در بحث ساینده هامطرح هستند (شکل)وسایل مختلفی برای بررسی شکل ساینده ها مورد استفاده قرار می گیرد که یکی مشاهده می شود. این دستگاه برای اندازه گیری وزن مخصوص - از انواع آن در شکلکلی ساینده ها استفاده می شود . وزن مخصوص کلی ساینده ها تابعی از شکل آنهاست وبسیار مهم است که در هنگام اندازه گیری وزن مخصوص کلی ساینده ها در این دستگاه،نمونه یا دستگاه دارای حرکت و لرزش نباشد، چون در این صورت وزن مخصوص کلی نمونه افزایش چشمگیری خواهد داشت.

 

 

 

 

 

 

برای اندازه گیری وزن مخصوص کلی نمونه از فرمول زیر استفاده می شود:

 

D/ V = W

 

حجم نمونه است. V وزن نمونه و W ، وزن مخصوص کلی D که در آن برخی از کانیها مانند الماس نیز علیرغم سختی زیاد دارای شکستگیهای فراوانی هستند که از کیفیت آنها برای ساینده بودن می کاهد بنابراین اندازه گیری قابلیت

ابزار اندازه گیری - خردشدن و مقاومت کانیهای ساینده بسیار مهم است . در شکل قابلیت خردایش و تعیین مقاومت 1 کانیهای ساینده نشان داده شده است.

 

 

[rahele_s 6,472]

ساینده های طبیعی و مصنوعی

 

ساینده ها از نظر منشأ به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند:

**ساینده های طبیعی

**ساینده های مصنوعی

از ساینده های طبیعی می توان به الماس، گارنت، کروندم، اولیوین، کوارتز، چرت،فلینت، کوارتزیت، پامیس، آپاتیت و دیاتومیت اشاره نمود. ساینده های مصنوعی نیز شامل کاربید بور، کاربید سیلیسیم، کاربید تانتالیم، کاربیدتنگستن، کاربید زیرکنیم، نیترید بور، فسفات کلسیم، کربنات کلسیم، اکسید سدیم،اکسید منیزیم، اکسید کرم، اکسید قلع، اکسید آهن، الماس مصنوعی، شیشه و سیلیکات

زیرکنیم است.

طریقه تولید الماس مصنوعی و کروندم مصنوعی با استفاده از ماسه سیلیسی و یا پودر کوارتز و زغال سنگ (SiC) است. کاربراندم رو غنی در کوره های الکتریکی و در دمای 2400 درجه سانتی گراد طی چند روز تولیدمی شود. کاربراندم تجاری دارای رنگهای مختلفی است که نوع سبز رنگ آن از درجه خلوص بیشتری برخوردار است . میزان تولید کاربراندم دنیا در حدود 700000 تن دراز مخلوط پودر دی اکسید بور و زغال (B4C). کاربید بور است. سنگ در کوره ساخته می شود . به دلیل شکنندگی کاربید بور، بیشتر از شکل پودری آناستفاده می شود.

[rahele_s 6,472]

انواع ساینده ها بر اساس شکل مصرف

 

ساینده ها بر اساس شکل مصرف به چهار نوع تقسیم می شوند که عبارتند از:

***ساینده های پودری یا دانه ای

***ساینده های متصل

***ساینده های پوششی یا غشایی

***ساینده های خمیری یا صابونی

ساینده های پودری یا دانه ای از ذرات ریز تا ذرات با ابعاد بسیار ریز (پودر)تشکیل می شوند . کانیهای با سختی زیاد، متوسط و کم می تواند تشکیل دهنده این نوع ساینده ها باشد . از ذرات با ابعاد درشت تر برای سایش سطح فلزات و سنگها استفاده می شود در حالی که ذرات ریزتر همان ساینده ها برای سایش و صیقل دادن عدسی،سنگهای تزئینی و جواهرآلات ، و ذرات بسیار ریزتر (پودر) همان کانیها برای صیقلدادن سطوح چوبی، پلاستیک و مجسمه های تزئینی استفاده می شوند.از ساینده های متصل می توان به چرخ سابها 6 اشاره نمود . چرخ سابها می توانند به صورت چرخ ساب شیشه ای، لاستیکی و شبه رزینی باشند . چرخ سابهای مختلفی براساس نوع ذرات چرخ ساب، اندازه ذرات، درجه سختی، شکل ذرات و نوع اتصال ذرات چرخ ساب وجود دارد.

کاغذ سمباده با پوشش فلینت یا کاربراندم، پارچه با پوشش پودر گارنت و فلینتاز ساینده های پوششی هستند که می توانند برای صیقل سطوح چوبی، فلزی وپلاستیکی مورد استفاده قرار گیرند.برخی از ساینده ها به صورت خمیری یا صابونی تهیه می شوند . ابعاد ذرات ساینده ها در این نوع از 100 م ش تا 325 مش می باشد . از مواد استفاده شده برای تولیداین نوع ساینده ها می توان به فلدسپات، ماسه، پومیس، دیاتومیت و کوارتز اشاره نمود .برای صیقل دادن سطح مقاطع صیقلی در مطالعات مینرالوگرافی 2 (شناخت کانیهایفلزی) از خمیرهای الماس با شماره های مختلف استفاده می شود.

[rahele_s 6,472]

1- مواد ساینده طبیعی : به صورت طبیعی در محیطهای مختلف بوجود آمده اند ،معروف ترین آنها عبارتند از : سنباده طبیعی ،کروندوم ،کروکاس ،سنگ سیاه ،کوارتز و الماس .کیفیت این مواد طبیعی خیلی متفاوت است و ناخالصی های زیادی دارد که بر قابلیت سایندگی آنها اثر منفی می گذارد.بعضی از این این گونه مواد ساینده طبیعی که هنوز هم به صورت محدود استفاده میشود عبارتند از :

( Crocac ) کروکاس : اکسید آهن به رنگ قهوه ای قرمز که هم به صورت طبیعی وجود دارد و هم به صورت مصنوعی قابل ساخت است . این ماده به صورت پودر خیلی نرم برای سیقل دادن سطوح ادوات دقیق مورد استفاده قرار می گرد و فقط براده اندکی از سطح قطعه بر می دارد .( آلومینیم اکسید طبیعی )

(Corundum ) کروندوم : یک کانی بسیار سخت به رنگ سیاه یا قهوه ای قرمز است که به صورت طبیعی و با مقداری ناخالصی یافت میشود. با توجه به قابلیت چسبیدن این ماده به سرامیک و خاک رس اولین ماده ای بود که در ساخت سنگهای سنباده بکار رفته است .

سنباده طبیعی :یک ماده ساینده سخت است که غالباً از کریستال های کروندوم در زمینه ای از اکسید آهن تشکیل شده است . دانه های این ماده نیز در ساخت سنگهای سنباده و کاغذهای سنباده مورد استفاده قرار گرفته است .

 

( Diamond ) الماس : سخت ترین ماده ساینده طبیعی است که در ساخت بعضی انواع سنگ های سنباده و ابزارهای تیز کردن سنگهای سنباده بکار می رود . الماس مصنوعی یا صنعتی نیز ساخته شده اند که به عنوان جواهر تزئینی قابل استفاده نیستند ولی قادرند مواد بسیار سخت صنعتی نظیر : کاربیدها و مواد سرامیکی رابسایند .

 

 

 

[rahele_s 6,472]

2- مواد ساینده مصنوعی :با ارائه این مواد مصنوعی مشکلات ناشی از وجود ناخالصی و غیر یکنواختی ساختار در مواد ساینده طبیعی برطرف گردید ،زیرا این مواد تحت شرایط کنترل میشوند . پر مصرف ترین مواد ساینده مصنوعی عبارتند از : سیلیکون کارباید ،آلومینیم اکسید ،برنترید مکعبی ،الماس مصنوعی .

آلومینیم اکسید :یکی از مواد ساینده مصنوعی محسوب میشود . از گذاشتن سنگ معدنی بوکسیت در یک کوره قوس الکتریکی بدست می آید . آلومینیم اکسید در تولید حدود 75% سنگهای سنباده بکار می رود . از این نوع سنگ برای سنگ زنی مواد با استحکام بالا استفاده می شود .آلومینیم اکسید = براده آهن + کک + بوکسیتAl2 O3 H2o C Fe Al2 O3

انواع آلومینیم اکسید :ماده ساینده آلومینیم اکسید پس از تولید بر اساس مقدار نا خالصی های باقی مانده در آن و یا مواد افضوده شده درجه بندی می شود ،معمولاً آلومینیم اکسید را در پنج گروه با عناوین : معمولی ،نیمه ترد ،سفید ،خشن تراش و بسیار خشن تراش رسته بندی میکنند .آلومینیم اکسید معمولی پر مصرف ترین ماده ساینده است که 94.5% آن را آلومینیم اکسید خالص تشکیل میدهد ،رنگ این ماده ساینده قهوه ای است و محکم ترین و چقرمه ترین آلومینیم اکسید محسوب میشود . آلومینیم اکسید معمولی در سنگ زنی با ماشین های سنترلس گرد سابی و سنگ زنی میل لنگ بکار میرود . این ماده ساینده مخصوصاً در عملیات سنگ زنی نسبتاً خشن بر روی فولادهای مستحکم و چدن مالیبل آنیل شده بسیار خوب عمل میکند .

آلومینیم اکسید نیمه ترد :شبیه آلومینیم اکسید معمولی است با این تفاوت که میزان ناخالصی آن کمتر است ( 96% - 97% آلومینیم اکسید خالص است ) از این ماده ساینده در سنگ زنی ضریف فولادهای سخت استفاده می شود . به هنگام سنگ زنی نسبت به آلومینیم اکسید معمولی خنک تر کار میکند به همین دلید برای سنگ زنی تخت مناسب است ،زیرا در این عملیات تماس زیادی بین سنگ سنباده و قطعه کار بوجود می آید .

آلومینیم اکسید سفید :خالص ترین ماده ساینده است و حدود 99.5% آلومینیم اکسید خالص دارد . رنگ این ماده ساینده سفید و خیلی ترد و شکننده است . با افزودن موادی مانند : سنگ معدنی کرم میتوان این ماده ساینده را به رنگ های صورتی و قرمز تولید نمود . در کارگاههای ابزار سازی و برای سنگ زنی فولادهای بسیار سخت ،ابزارهای سخت و حساس به حرارت و فولادهای ابزار بکار میرود .

آلومینیم اکسید خشن تراش :ساختار ریز دانه کریستالی های آن باعث میشود چغرمگی بیشتری از خود نشان داده و بدون آن که دانه های سازنده از بدنه سنگ سنباده جدا شود لبه های هر دانه به مرور شکسته شده و لبه های برشی جدیدی پدید آید . در عملیات سنگ زنی که فشار زیادی به سنگ وارد میشود بکار میرود . مثلاً در عملیات زایده برداری قطعات ریختگری شده .

(Sillicon carbide) سیلیکون کارباید: اواین ماده ساینده مصنوعی است که در ایالت متحده ساخته شده . ماسه سیلیسی و کربن به شکل کک وقتی در یک کوره الکتریکی در معرض حرارت شدید قرار گیرند . با هم ترکیب شده و کریستالهای سخت و ساینده بوجود می آورند . سیلیکون کاباید عموماً برای سنگ زنی مواد غیر فلزی و با استحکام پایین بکار مبرده میشود .کریستالهای سیلیکون = خاک اره + ماسه سیلیسی + کک C Sio2 Sicانواع سیلیکون کاباید دو نوع دارد : 1- معمولی یا سیاه 2- سبز رنگ سختی سیلیکون کارباید به میزان خلوص آن بستگی دارد . سیلیکون کارباید سخت تر از آلومینیم اکسید و شکننده تر از آن است . سیلیکون کارباید سیاه دارای ناخالصی بیشتری است که سه نوع از آن وجود دارد : سیاه معمولی ،سیاه خشن تراش و سیاه مخصوص . سیلیکون کارباید سبز یکی از سخت ترین مواد مصنوعی است ، کابرد اصلی این ماده ساینده سنگ زنی ابزارهای کابایدی ( الماسی ) می باشد .

سرامیک آلومینیم اکسید : معرفی نمود ، در واقع این ماده ساینده SG نوعی ماده ساینده از جنس سرامیک آلومینیم اکسید به نام Norton در سال 1988 شرکت ساینده سنتی و مواد فوق ساینده جدید از نظر توان براده برداری ابداع گردید . بین موادروش تولید این ماده ساینده مانند : آلومینیم اکسید است . بااین تفاوت که از همان مواد اولیه ولی با یک فرآیند شیمیایی مرطوب میشود . در این فرآیند ذرات ریز با ابعاد کمتر از میکرون حاصل میشود .

مواد فوق ساینده :اختراع مواد فوق ساینده یعنی الماس مصنوعی و بریلیترید مکعبی نقطه اتفی مهم در تکنولوژی سنگ زنی محصوب می شوند ،این مواد فوق ساینده مخصوصاً برای سنگ زنی فلزات سخت ،سوپر آلیاژ ،کاربایدها ،سرامیکها مناسب میباشد .ویژگی های مواد فوق ساینده عبارتند از : 1- سختی 2- مقاومت سایشی 3- استحکام فشاری 4- هدایت گرمایی که دیگر مواد ساینده همه این ویژگی ها را ندارند .

الماس مصنوعی : الماس سخت ترین ماده شناخته شده است و از آن در ساخت قلم های الماس جهت تیز کردن سنگ سنباده و در ساخت سنگهای سنباده الماس استفاده می شود .گرافیت ( شکلی از کربن ) و یک کاکالیزور مانند : آهن ،کروم ،کابالت و نیکل در معرض حرارت بالا ( درجه 1400-2350 ) وفشار زیاد معادل ( 5500-13000 اتمسفر ) قرار میگیرد تا به کریستالهای الماس تبدیل گردد . به هنگام سنگ زنی فلزات آهنی با توجه به حرارت و فشار ایجاد شده ممکن است الماس دچار تغییرات شیمیایی شده و به سرعت ساییده گردد بنابراین توصیه می شود برای سنگ زنی آلیاژهای آهن از سنگ های الماسی استفاده نشود .

(CBN ) برونیترید مکعبی:لین ماده ساینده نظیر الماس مصنوعی تحت حرارت و فشار زیاد تولید شده و برای سنگ زنی دقیق و سریع آلیاژهای آهن سخت بسیار مناسب است . دوبرابر سخت تر از آلومینیم اکسید است و هنگام سنگ زنی گرمای کمتری تولید میکند .این ماده از ترکیب کرم ونیتروژن در حضور یک کاتالیزور ایجاد می شود و سپس در دمای درجه1650 و فشار 68500اتمسفر به برنیترید مکعبی تبدیل می گردد .

 

منبع: سایت دپارتمان مهندسی مکانیک