W cyklu poświęconym obróbce szlifierskiej opowiemy o stosowanych w niej nowoczesnych technologiach i narzędziach, posługując się jako przykładem produktami firmy Klingspor, która od 1893 r. kształtuje historię nowoczesnego szlifowania i wprowadza liczne innowacje. W pierwszym odcinku naszego cyklu zajmiemy się budową narzędzi ściernych nasypowych stosowanych w obróbce szlifierskiej metali.

 

Wyroby ścierne nasypowe są to narzędzia ścierne składające się z czterech lub pięciu komponentów: podłoża, spoiwa podkładowego, ziarna ściernego, spoiwa zalewowego i opcjonalnie dodatkowej warstwy aktywnej. Do wyrobów ściernych nasypowych jako podłoże stosuje się papier, tkaninę bawełnianą, tkaninę poliestrową, a także fibrę (do produkcji krążków fibrowych), folię i płótno kombinowane jako specjalne

połączenie tkaniny bawełnianej i poliestrowej (do produkcji elastycznych oraz bardzo wytrzymałych na zrywanie pasów bezkońcowych). Przykłady zastosowania wyrobów ściernych nasypowych firmy Klingspor w zależności od zastosowanego podłoża ziaren ściernych zestawiono w tabeli.

W produkcji narzędzi nasypowych ściernych istotną sprawą jest siła umocowania ziaren ściernych do podłoża. Np. Klingspor jako spoiwo podkładowe stosuje najczęściej odpowiednie żywice, dzięki którym uzyskuje ono właściwości o niezmiennie wysokiej jakości. Jedynie w nielicznych rodzajach papierów ściernych przeznaczonych do szlifowania ręcznego zastosowano tradycyjny klej skórny. Jak wiadomo, głównym elementem skrawającym w narzędziach nasypowych jest ziarno ścierne. Np. wszystkie rodzaje ziarna stosowane przez firmę Klingspor są uzyskiwane syntetycznie. W wyrobach ściernych nasypowych do obróbki metali wykorzystuje się elektrokorund (stal węglowa, metale nieżelazne), elektrokorund cyrkonowy (stale szlachetne i jakościowe), elektrokorund ceramiczny (superstopy, stale szlachetne). Ziarna ścierne w materiałach nasypowych nanosi się z różną gęstością, czyli z różną ilością ziaren na jednostkę powierzchni podłoża. Dlatego materiały ścierne nasypowe mają nasyp pełny, półotwarty lub otwarty.

Nasyp otwarty oferuje najwięcej przestrzeni między poszczególnymi ziarnami, dzięki czemu materiał ścierny w czasie obróbki tak szybko nie zapycha się, przez co wydłuża jego żywotność. Podczas szlifowania materiału, którego cząsteczki nie mają tendencji do osiadania między ziarnami, można zastosować narzędzia ścierne o nasypie półotwartym lub zamkniętym.

Należy zwrócić uwagę, że ostateczne umocowanie ziarna ściernego na podłożu dokonuje się za pomocą spoiwa zalewowego. Powoduje one, że ziarno wytrzymuje siły powstające podczas skrawania. Często w końcowym etapie produkcji na spoiwo zalewowe nanoszona jest jeszcze dodatkowa warstwa aktywna o specjalnych właściwościach. Np. Klingspor stosuje na spoiwo zalewowe dodatkową warstwę Multi, która powoduje obniżenie temperatury szlifowania stali szlachetnych i wysokostopowych, co daje tzw. zimny szlif. W ten sposób warstwa Multi zwiększa okres trwałości wyrobu ściernego i jego wydajność. W celu udoskonalenia wyrobów ściernych nasypowych, a zwłaszcza w celu wydłużenia żywotności pasów bezkońcowych, Klingspor opracował technologię ACT (Advanced Coating Technology). Zastosowanie jej powoduje wyraźnie wyższą przyczepność ziarna podczas obróbki np. przy agresywnym szlifowaniu taśmą krawędzi elementów wytłaczanych lub odlewów.

Z bazowego materiału ściernego produkowane są poszczególne narzędzia ścierne: pasy bezkońcowe, rolki, arkusze i krążki ścierne (w tym fibrowe), ściernice listkowe nasadzane oraz trzpieniowe, ściernice listkowe talerzowe itd. Osobnym tematem, który omówimy, są spojone (żywiczne) tarcze do cięcia i szlifowania. W następny odcinku zajmiemy się granulacją ziarna ściernego i budową poszczególnych rodzajów narzędzi ściernych.

dr inż. Jan Krzos