Когда слышишь про крупный абразив, первое, что приходит в голову — наждак размером с грецкий орех. Но в промышленности все сложнее: тут и фракционный состав, и форма зерна, и даже способ рассева влияют на результат. Многие до сих пор путают крупность с твердостью, а это разные вещи — видел, как на стройке пытались шлифовать бетон зерном 400 вместо 24-го, потом удивлялись, почему диск 'плывет'.
В карбиде бора, например, крупная фракция — это не просто 'крупинки побольше'. Речь о зерне от 800 мкм и выше, где уже важна не только абразивная способность, но и геометрия частиц. Помню, на одном из старых производств использовали устаревшие дробилки — получался пережженный карбид с острыми гранями, который рвал поверхность вместо шлифовки. Сейчас те же ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив используют многостадийный рассев, где каждая фракция калибруется с погрешностью до 5%.
Кстати, про Шимань Босэн — их линия глубокой переработки на 2000 тонн как раз учитывает этот нюанс. Не каждый производитель заморачивается с контролем формы зерна, а зря: если в партии крупный абразив с округлыми частицами, он даст совершенно другую производительность при резке кварца или керамики.
Особенность крупных фракций — они требуют специфического связующего. Эпоксидные смолы не всегда подходят, иногда нужны фенольные композиции с добавлением металлических наполнителей. На своем опыте сталкивался, когда пришлось переформулировать связку для отрезных кругов диаметром 1200 мм — стандартный состав просто не держал зерно 16-го номера.
Самая частая ошибка — считать, что крупное зерно равно быстрый съем материала. На деле важно сочетание абразива и связки. Как-то раз на заводе в Яане пробовали увеличить фракцию карбида бора для шлифовки титановых сплавов — получили не рост производительности, а брак по геометрии деталей. Оказалось, связка не успевала 'отпускать' зерно, и круг засаливался за два прохода.
Еще один момент — однородность распределения зерна в инструменте. С мелкими фракциями проще, а вот крупный абразив имеет свойство сегрегироваться при прессовании. Приходится добавлять пластификаторы или менять технологию уплотнения — на том же производстве в Чжума для марки 'Хуангэн' используют виброуплотнение с подпрессовкой, иначе в кругах появляются рыхлые зоны.
Транспортировка — отдельная головная боль. Крупные фракции карбида бора склонны к измельчению при перегрузках. Видел, как при пересыпке из силоса в биг-бэги терялось до 8% продукции за счет образования мелочи. Сейчас многие переходят на пневмотранспорт с мягкой подачей, но это дорогое решение.
Для резки железобетона зерно 8-10 — идеально, а вот для шлифовки гранита уже нужен переход на 24-30. Запомнился случай на объекте в Сиане, где пытались пилить гранит дисками с крупным зерном — получили сколы по кромке глубиной до 3 мм. Перешли на более мелкую фракцию того же карбида бора — проблема ушла.
В литейке крупные фракции используют для очистки литья, но здесь важен не только размер, но и ударная вязкость зерна. Карбид бора марки 'Хуангэн' от Шимань Босэн показал себя хорошо — при дроблении литников из хромоникелевой стали ресурс оказался на 40% выше, чем у китайских аналогов.
А вот для полирования стекла крупный абразив почти не применяется — разве что на начальной стадии снятия грубых неровностей. Тут важна постепенность перехода между фракциями, иначе вместо полированной поверхности получается 'апельсиновая корка'.
Дробилки щекового типа для карбида бора — не лучший выбор, хотя многие пробуют. Зерно дробится с образованием непредсказуемой геометрии. Гидравлические прессы с контролем давления показывают себя лучше — на том же заводе в Шимянь после модернизации прессового участка выход кондиционного зерна увеличился на 15%.
Ситовые анализаторы — отдельная тема. Для фракций выше 600 мкм вибрационные рассевы часто дают погрешность из-за забивания ячеек. Приходится комбинировать вибрацию с воздушной продувкой, как сделали в лаборатории ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив — после внедрения такой системы удалось снизить брак по гранулометрии до 1.2%.
Упаковка — казалось бы, мелочь, но для крупных фракций критична. Мешки с полиэтиленовым вкладышем предотвращают увлажнение, а для карбида бора это важно — даже 0.3% влажности снижают режущую способность на 8-10%.
Себестоимость производства крупный абразив не всегда линейна. Казалось бы, меньше стадий обработки — дешевле. Но на деле выход кондиционной фракции 8-12 из шихты карбида бора редко превышает 65%, тогда как для мелких фракций 100-200 этот показатель достигает 85%.
Логистика — еще один сдерживающий фактор. Кубометр крупного абразива весит меньше, чем тот же объем мелких фракций, но требует больше места. При доставке в Казахстан разница в транспортных расходах достигала 20% по сравнению с мелкодисперсными порошками.
Рентабельность сильно зависит от применения. Для отрезных кругов крупные фракции дают выигрыш в скорости, но требуют более частой замены инструмента. Считали на примере того же завода в Яане — для некоторых операций переход с зерна 46 на зерно 16 увеличивал стоимость обработки на 12%, хотя время сокращалось на 30%.
Сейчас идет тенденция к специализации фракционного состава. Уже недостаточно иметь 'крупную' фракцию — нужны узкие диапазоны под конкретные материалы. Тот же карбид бора 800-1000 мкм для керамики отличается от аналогичной фракции для металлообработки по форме зерна и содержанию примесей.
Экология — неочевидный фактор. Крупные фракции меньше пылят при работе, но требуют больше воды при мокрой обработке. На одном из заводов в Гуандуне при переходе на зерно 10-го номера пришлось модернизировать систему очистки стоков — нагрузка на фильтры выросла в 1.5 раза.
Будущее, думаю, за гибридными составами — когда крупный абразив используется в комбинации с более мелкими фракциями для стабилизации процесса резания. Такие эксперименты уже ведутся, в том числе и на производстве в Чжума — предварительные результаты показывают рост стойкости инструмента на 18-25% без увеличения стоимости.
