De mensheid weet al millennia van schuurmiddelen. Mensen gebruikten stenen en zand om messen, speren en pijlpunten en vishaken te vormen en te slijpen. Het eerste schuurmiddel was zandsteen, waarbij de rol van de werkzame stof werd gespeeld door de kleinste kwartskorrels. Tot de ontdekking van metaalverwerkingsmethoden maakte dit schurende materiaal de ontwikkeling van de hele mensheid mogelijk, sindsdien hadden mensen gewoon geen andere manieren om gereedschap voor werk en wapens te maken.
Wat is het vanuit fysiek oogpunt
Gewoonlijk zijn schuurmiddelen zeer harde mineralen die zich aan de bovenkant van de Mohs-hardheidsschaal bevinden - van kwarts tot diamant. Maar zelfs zachte materialen kunnen deze functie vervullen. Sponzen, bakpoeder en fruitpitten kunnen met recht schuurmiddelen worden genoemd. We komen ze dagelijks tegen en hun belang in het dagelijks leven van een persoon is groot.
In welke processen kunnen ze worden gebruikt?
Schuurmateriaal wordt vaak zo genoemd, niet vanwege de fysieke eigenschappen, maar vanwege de gebruikskenmerken. Er zijn verschillende klassen van dergelijke processen. Met name in een zandstraalmachine kan het grootste aantal materialen worden gebruikt, die onder normale omstandigheden geen uitgesproken schurende eigenschappen hebben. Deze apparatuur maakt gebruik van een krachtige stroom lucht of water, waarin kleine deeltjes van sommige stoffen met grote snelheid bewegen. In sommige gevallen wordt een schurend gaas gebruikt, dat de rol van een hakselfilter speelt.
Zandstraalmachines worden gebruikt om onderdelen en afgewerkte producten te polijsten en af te werken. In dit geval kan vrijwel elk schurend materiaal worden genomen: van de schelpen van noten en zaden van fruitgewassen, schelpen van weekdieren en ander organisch materiaal tot de kleinste stukjes staal, slakken, glas of zelfs zuiveringszout.
Hoofdcomponenten
Kwartszand is het meest populaire schuurmiddel voor het zandstralen van bruggen en andere staalconstructies. In dit geval vindt een zeer effectieve roestverwijdering plaats, wat de duurzaamheid van kunstwerken aanzienlijk verhoogt. Dit proces vereist schuurmiddelen met een hoge dichtheid. Bij het reinigen van metalen constructies wordt in de regel perslucht gebruikt. Het werkt als een deeltjesversneller en heeft geen extra corrosief effect.
In sommige gevallen kan echter ook water worden gebruikt. Vooral bij het reinigen van betonstructuren. Bijna alle constructies die in de kustzone worden gebouwd, hebben het periodiek nodig. Feit is dat er na verloop van tijd een dikke laag zout en andere agressieve verbindingen op hun oppervlak groeien. Zoet water, waaraan eerder het juiste materiaal (schuurmiddel) was toegevoegd, verwijdert ze niet alleen uit het beton, maar veroorzaakt ook een "ontzilting". Nogmaals, deze actie verlengt de levensduur van gebouwen aanzienlijk.
Afgewerkte producten polijsten
Polijsten is het belangrijkste proces waarin veel vraag is naar schuurmiddelen. In de regel worden speciale pasta's of zachte schijven, evenals verbindingen op basis van synthetische harsen, gebruikt om afgewerkte producten of sommige onderdelen te perfectioneren. Zelfs een eenvoudige schuurspons is gewild. Ceriumoxide, diamant, kwarts, ijzeroxide en chroomoxide zijn tegenwoordig de meest gebruikte verbindingen.
Novaculiet (dicht kiezelhoudend gesteente) is ook een goede grondstof voor de productie van polijstmaterialen. Ceriumoxide is het meest voorkomende mineraal dat wordt gebruikt om glas te polijsten. Deze compound krast niet, maar geeft het een bijzondere zachtheid en glans. De laatste jaren worden hiervoor echter steeds vaker siliciumcarbide en synthetische diamanten gebruikt. Op basis hiervan wordt een bijzonder dure en effectieve schuurband geproduceerd. Het is zeer geschikt voor het verwerken van bijzonder "grillige" materialen.
Gebruik van magnetische velden
In de afgelopen jaren beginnen steeds vaker in de industrie het proces van schurend slijpen te oefenen. Hierbij wordt geen water gebruikt.onder druk en niet met perslucht: de kleinste deeltjes schuurmiddel zweven in een krachtig magnetisch veld, dat het "slijpwiel" vormt. Deze methode wordt gebruikt in de precisietechniek, omdat het kan worden gebruikt om die onderdelen te polijsten of te slijpen die normaal gesproken te duur en/of tijdrovend zijn om te verwerken. Als schuurmiddel worden aluminiumverbindingen met die metalen die deze eigenschap hebben het vaakst gebruikt.
Magnetorheologische polijstmethoden
Bij de reologische polijstmethode wordt het "fysieke" schuurgereedschap helemaal niet gebruikt. Materialen worden vermengd met vloeistoffen, in de dikte waarvan ze bewegen onder invloed van elektrische velden. Deze methode lijkt erg op de hierboven beschreven methode en wordt ook gebruikt op sommige onderdelen in de precisietechniek en soortgelijke industrieën.
Over het algemeen worden de afgelopen jaren steeds vaker schuurmiddelen gebruikt die vooraf zijn gemengd met vloeistoffen of synthetische harsen in de productie. Een goed voorbeeld is de GOI bevochtigde schuurpasta op basis van chroomoxide. Het is al lang bekend, maar pas de laatste jaren krijgt het speciale aandacht. De reden is simpel: de lage kosten van deze verbinding en de hoge efficiëntie bij het polijsten. Bovendien werkt de schuurpasta zacht op het verwerkte materiaal zonder het te krassen of te beschadigen.
Schuurschijven voor haakse slijpers ("slijpmachines")
Ze worden niet alleen gebruikt om te polijsten. Schuurmiddelen kunnen ook bijzonder harde materialen snijden. Gebruik hiervoor dunne slijpstenen op basis van aluminiumoxide en fenolstaanplaatsen. In zeldzame gevallen wordt een metalen schuurschijf gebruikt. Dergelijke gereedschappen zijn met name onmisbaar bij de winning van marmer in steengroeven. Het feit is dat dit mineraal erg dicht is, het is moeilijk te zagen met gewone zagen.
Zoals we al zeiden, worden aluminiumoxide, siliciumcarbide, kunstmatige diamanten en boorcarbide gebruikt voor het zagen. Ze kunnen worden gebruikt om een schuurschijf te maken, ze worden ook gebruikt om speciale zagen te vormen voor bijzonder duurzame materialen.
Belangrijkste tools die worden gebruikt voor de industrie
Deze verbindingen zijn dus nodig voor het slijpen, polijsten en snijden van materialen. De moderne industrie gebruikt meestal een schurend hulpmiddel van kunstmatige oorsprong. De reden hiervoor is de relatief lage kostprijs van kunststof. Verbindingen van natuurlijke oorsprong zijn veel duurder. Deze omvatten aluminiumoxide, dat we herhaaldelijk hebben genoemd, evenals siliciumcarbide, zirkoniumdioxide en zogenaamde superabrasives (diamant- of boornitride).
Uitzonderingen zijn zeldzaam en worden voornamelijk vertegenwoordigd door korund. Het is erg duur en het gebruik ervan bij de productie is vrij beperkt. In nog zeldzamere gevallen worden natuurlijke diamanten gebruikt die vanwege hun extreem kleine formaat of structurele defecten niet geschikt zijn om te snijden.
De evolutie van industriële schuurmiddelen
De geschiedenis van industriële schuurmiddelen voor slijpstenen begon met natuurlijke mineralen - kwarts en silicium, evenals korund. Het was trouwens de laatste die voor het eerst de naam "emery" kreeg. Het was de eerste barschurend. De afwijzing van natuurlijke mineralen begon in de eerste helft van de twintigste eeuw en was tegen het einde bijna volledig voltooid. En het punt hier was niet alleen de hoge kosten van natuurlijke materialen. Het is een feit dat ze allemaal strikt gedefinieerde eigenschappen hebben die op geen enkele manier kunnen worden gewijzigd. Synthetische schuurmiddelen, gemaakt onder bepaalde omstandigheden, kunnen compleet anders zijn en beter geschikt voor het oplossen van sommige atypische taken.
Door nieuwe technologieën kan bijvoorbeeld een verbinding worden gemaakt met een deeltjesvorm die lijkt op een chip. Dit materiaal is ideaal voor het aanbrengen van polijstschijven op het oppervlak. Daarnaast kunnen geheel nieuwe materialen ontstaan door bijvoorbeeld titaanoxide te combineren met aluminiumverbindingen. Deze schuurmiddelen zijn ideaal voor bijzonder harde oppervlakken.
Wanneer vond de "schurende doorbraak" in de industrie plaats?
Moderne productie van schuurmiddelen, inclusief de productie van slijpstenen en amarilvellen, is moeilijk te beschrijven vanwege de massa handelsmerken en patenten, die in veel gevallen hetzelfde product beschrijven. De oplossing voor dergelijke botsingen is eenvoudig: door de kleinste verschillen in de chemische samenstelling kunt u een nieuw merk registreren. Maar wat is de basis voor synthetische schuurmiddelen, en wanneer kreeg de industrie de kans om ze op grote schaal te gebruiken?
Een echt belangrijke gebeurtenis was de ontdekking van siliciumcarbide, een mineraal dat niet in de natuur voorkomt. De creatie van synthetisch aluminiumoxide in de jaren 1890 stimuleerde alleen het begin van onderzoek op dit gebied. Tegen het einde van de jaren 1920synthetisch aluminiumoxide, siliciumcarbide, granaat en korund waren de belangrijkste industriële schuurmiddelen.
Maar de echte doorbraak kwam in 1938. Het was toen dat het mogelijk werd om chemisch zuiver aluminiumoxide te verkrijgen, dat onmiddellijk de breedste toepassing vond in de machinebouw. Al snel werd duidelijk dat een mengsel van zirkoniumoxide en aluminiumoxide ideaal was voor veeleisende zaagklussen in met name harde metalen. Dit is echt een uniek schuurpoeder: het behoudt zijn hoge prestaties, maar is relatief goedkoop. Tegenwoordig wordt de palm nog steeds vastgehouden door synthetisch aluminiumoxide, dat de oorspronkelijke microkristallijne structuur van bauxietgrondstoffen heeft behouden. Met name de unieke Cubitron™ is op deze manier ontstaan, evenals schuurmiddelen op keramiekbasis onder het merk SolGel™.
Over "de beste vrienden van meisjes"
Natuurlijke diamant is de oudste schuursteen. Het werd populair in 1930. Hiervoor waren twee redenen. Ten eerste was het volume van de diamantwinning tot dat jaar eenvoudig te verwaarlozen en kon het fysiek de groeiende behoeften van de industrie niet dekken. Ten tweede, vanwege het acute gevoel van naderende oorlog, begonnen veel landen dringend te zoeken naar manieren om wolfraamcarbide met machines te verwerken. Deze stof wordt nog steeds gebruikt bij de productie van kernen voor pantserdoorborende projectielen.
Het probleem was de onrealistische hardheid van dit materiaal, waar schurende verwerking gewoon niet tegen bestand was. Een studie uitgevoerd in de jaren zestig door de General Electric Companyleidde tot de ontwikkeling van synthetische diamanten. Uiteindelijk leidt onderzoek op dit gebied tot de ontdekking van kubisch boornitride, CBN. Deze diamantharde verbinding wordt veel gebruikt bij de vervaardiging van andere schuurmiddelen, omdat het harde staalsoorten letterlijk tot stof kan vermalen.
Natuurlijk hebben al deze schurende stoffen, naast al hun geweldige eigenschappen, één enorm nadeel: de kosten. Een recente uitzondering is het Abral-schuurmiddel, gesynthetiseerd door het Europese concern Pechiney. Dit bedrijf heeft een soort "vervanger voor diamanten" ontwikkeld, die, hoewel ze niet onderdoen voor wat betreft hardheid, aanzienlijk in prijs wint.
Maar het waren niet alleen de schuurmiddelen zelf die de industrie vooruit stuwden. Van groot belang waren de materialen die werden gebruikt als basis voor hun toepassing. Met name toen bakeliet werd gemaakt, werd het mogelijk om lichtere maar duurzamere slijpstenen te produceren. Ze schuurden gelijkmatiger en schuurmiddelen waren beter verdeeld in hun interne volume. Dit resulteerde in een aanzienlijk betere materiaalbehandeling.
Schuurpapier
Amarilhuiden gebruiken kunstmatige en natuurlijke stoffen, films en zelfs gewoon papier versterkt met geweven vezels als basis. In sommige gevallen wordt "schuurpapier" verkregen door een stof te impregneren met een oplossing op basis van fenolharsen of water (uiteraard met toevoeging van schuurmiddelen). Er kan ook een schuursponsje worden verkregen. Dergelijke tools zijn algemeen bekend bij bijna iedereen, we komen ze constant tegen endagelijks.
We hebben veel toepassingen van deze materialen beschreven. Maar feit is dat de gemiddelde gemiddelde persoon de meeste van hen in hun leven helemaal niet tegenkomt. Dus veel mensen weten van slijpstenen, wetstenen of hetzelfde schuurpapier, iemand gebruikte een schurend gaas. Maar weinig mensen kennen de specifieke soorten stoffen die bijvoorbeeld worden gebruikt door fabrikanten van lagers of hoogwaardige messen van superhard staal. Die laatste zijn trouwens bijna niet thuis te slijpen. "Slijpers" voor hen hebben heel speciaal nodig.
Welke toepassingen zijn geschikt voor dit of dat schuurmiddel?
Voor specifieke behoeften zijn superschuurmiddelen nodig, die we hierboven al kort hebben genoemd. Ze worden ook gepresenteerd in de vorm van amarilhuiden, schuurborstels, schijven en cirkels. Dus bij de productie van messen van standaard staalsoorten gebruiken fabrikanten aluminiumoxide en siliciumcarbide. Massaproductie daarentegen vereist meestal een uitgebreider gebruik van zandstraalmachines: roestvrij staal, kogellagers en massaverwerking van vooral hard hout. In de meeste gevallen blijven industriëlen echter trouw aan het "goede oude" aluminiumoxide. Dit schuurpoeder is goedkoop en toch zeer effectief.
Eindelijk
Schuurmiddelen spelen direct of indirect een rol bij de productie van bijna alles waar mensen dagelijks mee te maken hebben. Zonder hen is het met name onmogelijk om koffers van geanodiseerd aluminium te maken, diezo populair bij fans van "appel" -producten. Vergeet niet dat een eenvoudige schuursteen "slijper" of zelfs gewoon schuurpapier het resultaat is van de activiteit van vele generaties wetenschappers en ambachtslieden die hun kennis door de jaren heen hebben verzameld en gesystematiseerd.
Bedrijven die verschillende soorten schuurmiddelen, slijpschijven en amarilvellen produceren, gebruiken de theoretische kennis die aanwezig is in veel gerelateerde industrieën. Ze laten zich leiden door de gegevens die zijn verkregen tijdens de studie van keramiek, op grote schaal toegepaste scheikunde, natuurkunde en metallurgie. Schuurmiddelen zullen altijd nuttig zijn, ze zijn een belangrijk kenmerk van de moderne productiecyclus van veel ondernemingen.
