Aбразивных круги - «упахать» терминатора...

Интересные факты

Количество брендов и торговых марок абразивных кругов, как отрезных, так и шлифовальных, огромно. Реальных заводов, выпускающих такую продукцию, гораздо меньше. Очень часто заводы выпускают круги не только под собственными марками, но также и на заказ, выступая в роли OEM-производителей. Так что круги разных марок запросто могут оказаться сделанными в одном цеху. Но это отнюдь не означает, что качество у них будет одинаковым, и вот почему.

Современный абразивный завод можно сравнить с кухней. Аналогия, может, грубовата, но она достаточно точно отражает ситуацию. Итак, представим себе некую кухню, которая славится своим салатом «Оливье». На кухне есть тазик и ложка для смешивания ингредиентов, весы для их взвешивания, а также повар, знающий сотню различных рецептов вышеупомянутого салата. Ещё у повара есть записная книжка с контактами поставщиков, которые по необходимости привозят ему различные продукты. К повару приходят клиенты и заказывают ему салаты на собственный вкус и кошелек. Кому-то нужен вариант изысканный, с богатым вкусом, а цена вторична — повар кладёт в салат, например, осетрину. Другой заказчик, наоборот, просит салат по минимальной цене — ему, соответственно, положат самую дешёвую колбасу (если вообще положат). Третьему принципиален большой срок хранения — и салат так нашпигуют консервантами, что он месяц пролежит в тёплом месте без каких-либо видимых последствий (о вкусе в данном случае, скорее всего, никто не заботится). Причём клиент не осведомлён, что именно входит в состав его салата — он получает некий продукт с заранее определёнными свойствами. Какие ингредиенты и как использовать, чтобы максимально точно удовлетворить требованиям заказчика, решает повар, ведь только он знает все рецепты. И делиться ими он не будет.

Да, кстати... вот ещё один важный момент. Заказчик сильно ограничен в своих возможностях проверить качество полученной продукции. В данном случае аналогия с салатом уже не столь показательна, там хоть по вкусу, запаху и консистенции многое понятно. В случае с кругами всё сложнее — выглядят они одинаково, мелкие отличия в деталях, по которым можно сделать хоть какие-то выводы, способен обнаружить только специалист. Испытательные лаборатории если и есть, то у немногих, а распространённый метод испытаний вручную даёт не слишком достоверные результаты и вряд ли может быть использован как аргумент в споре с поставщиком. Вы можете считать, что заказанный салат не настолько питателен, как вам хотелось бы, но как это доказать? Тем более что повар запросто может объявить это достоинством — салатик-то получился диетический. В общем, заказывая круги у OEM-производителя, покупаешь порой нечто не очень понятное.

Примерно так же работает и абразивное производство. Роль посуды для смешивания играет оборудование — оно может быть устаревшим или максимально современным, но даже самое современное оборудование не даёт гарантий высокого качества. Важны и компоненты, а это уже сфера деятельности технологов. Также важен, как ни странно, режим «готовки», но об этом чуть позже.

Вышеописанная картина наглядно показывает схему работы компаний, заказывающих круги под собственной маркой у производителя. Чаще всего «техническое задание» включает в себя минимум параметров: обязательно оговаривается цена, иногда — какие-то свойства, например высокая износостойкость. Или высокая производительность — испытания показали, что эти параметры находятся на разных чашах весов, рост одного порой ведёт к ухудшению другого.

Свойства кругов, как и вкус салата, зависят от множества факторов: от набора ингредиентов, технологии их смешивания, прессования, бакелизации... Основные компоненты, из которых состоит круг, известны — абразивное зерно (его тип и размер зашифрованы в маркировке круга), бакелитовая смола и армирующая стекло-сетка. Всё остальное — всевозможные присадки, улучшающие те или иные свойства продукции. Обычно информация о них составляет коммерческую тайну производителя, однако в этот раз получилось так, что нам удалось добыть информацию как минимум об одной из таких присадок. Не в результате удачного промышленного шпионажа, а просто по стечению обстоятельств. В те дни, когда мы проводили испытания, на заводе находились также представители компании «Метадинеа», поставщика «ИСМА». Они привезли образцы силанов и проводили их испытания. Естественно, мы не смогли проигнорировать это мероприятие и попытались хотя бы в общих чертах выяснить, что это за вещество и для чего оно нужно. Заодно получили такую массу полезной информации о тонкостях производства кругов, что сочли целесообразным привести её в этой статье в виде небольшого интервью. Некоторые из представленных здесь сведений могут оказаться крайне полезны тем представителям компаний, кто выступает в роли «заказчика салата». Будет понимание, стоит требовать у производителя закладывать те или иные добавки в рецептуру или это не нужно.

Ключевые параметры

Первый ключевой параметр — коэффициент шлифования, характеризующий износостойкость круга. Он определяется как отношение веса снятого с обрабатываемой заготовки металла к изменению веса самого круга. Второй параметр — производительность, то есть вес снятого металла в единицу времени.

Ни один из двух указанных параметров по отдельности не может служить однозначной характеристикой качества круга. Если оценивать только износостойкость, то самый лучший результат покажет наиболее жёсткий круг, который практически не износится, но при этом снимет мало металла в единицу времени. Очень твёрдая связка подобных кругов изнашивается слишком медленно, не освобождая новые зерна абразива взамен изношенных. Поэтому такой круг не шлифует, а «облизывает» заготовку, скорее скользя по ней, чем снимая металл. Если рассматривать совсем уж идеализированный случай, то победителем в таком «соревновании» будет обыкновенная стальная болванка — «шлифовать» ею можно едва ли не годами, но эффективность такой «работы» будет практически нулевой.

Производительность тоже нельзя рассматривать как единственный критерий качества, нужно также смотреть, насколько износился сам круг. Объединить эти две измеряемые величины в какую-то одну общую тоже не представляется возможным — не существует такого соотношения коэффициента шлифования и производительности, которое можно было бы признать идеальным. Каждый конечный потребитель определяет его для себя сам. Для всесторонней оценки необходимо учитывать не только цену самого круга, но также оплату труда рабочего — чем ниже производительность, тем больше времени будет затрачено на работу. Но наиболее производительные круги могут иметь не слишком высокий ресурс, изнашиваясь очень быстро, из чего вытекают повышенные расходы на закупку оснастки. Так что выражение «этот круг лучше того» не имеет смысла без оговорок, по какому именно параметру он лучше.

Руслан Юнусов, ведущий технический специалист по промышленным смолам (компания «Метадинеа»)

Руслан, что такое силаны и для него они нужны?
Каждый производитель абразивных кругов имеет свой уникальный рецепт и свои специфические добавки. Но есть и общие добавки» используемые всеми производителями. Как раз к таким и относятся силаны. Их добавляют в крайне малых количествах (0,01 % от общей массы абразива), но даже этого хватает, чтобы значительно усилить сцепление между зерном и волокном. Силан образует прочную связь между зерном и связующим, как грунтовка между металлом и краской, и, следовательно, препятствует образованию микротрещин, в которые может проникнуть вода. Благодаря силанам смола буквально облепляет зерно: кроме того, силан повышает прочность кругов на излом и разрыв.

Таким образом, повышается не только прочность абразивных кругов, но и их устойчивость к воздействию воды и влаги. Причем не только во время эксплуатации, но, что более важно, при транспортировке и хранении, что обусловлено в основном воздействием влаги, которое усиливается отрицательными температурами. Влага проникает в зону между зерном и связующим, разрушая связь между ними подобно ростку, пробивающемуся через асфальт. При замерзании вода превращается в лед, при этом увеличиваясь в объёме и отрывая зерно от связующего. Наличие в рецептуре силанов особенно актуально для кругов, которые длительное время везут морем в контейнерах, это в первую очередь относится к китайской продукции. Контейнеры, как правило, не герметичны, в них попадает сырой морской воздух, способный значительно ухудшить потребительские качества абразивной продукции.

Что в наибольшей степени влияет на безопасность кругов?
Армирующая стеклосетка. Для производства абразивных кругов используется стеклосетка не в чистом виде, а покрытая фенолоформальдегидными смолами, аналогичными тем, что используют для изготовления кругов. Это делается для получения максимальной прочности соединения между сеткой и кругом по принципу «подобное к подобному» и, соответственно, максимального армирующего эффекта.

Но и здесь есть свои нюансы. Чтобы сцепление между стекловолокном и покрывающей его смолой было прочным и смола не «осыпалась», необходимо применять силаны. Вот только силаны для разных смол нужны разные: для эпоксидных и полиэфирных смол — одни, а для фенольных — другие. Доля фенольных смол относительно невелика, поэтому производителям стекловолокна для стеклосетки порой невыгодно менять тип силана, и они используют силан «универсальный» или такой, который в большей степени предназначен для эпоксидных и полиэфирных смол.

Чем обусловлена «жёсткость» кругов и соответственно обновляемость/выкрашиваемость зерна? Структура абразива со связкой состоит из трёх особенно значимых частей. Две из них вполне привычные — это абразивное зерно и связка. Зерно — это режущий элемент, связка удерживает его на месте, предотвращая выкрашивание. А вот третья часть — это поры, то есть пустоты в круге. Они выполняют ту же функцию, что промежутки между зубьями ручной ножовки — выносят снятый материал за пределы рабочей зоны.

Важное свойство абразивного зерна — способность постоянно обновляться во время работы. Если связка зерна слишком сильная и обновление зёрен чересчур медленное, то поры забиваются сошлифованным материалом и эффективность работы снижается. Наоборот, если связка очень слабая и зерно замещается слишком быстро, круг и изнашивается с высокой скоростью. Поэтому при составлении рецептуры необходимо оптимально подбирать связку, учитывая возможную область применения кругов. Если выбрано связующее с высокой прочностью и высокой устойчивостью, и эти характеристики значительно выше, чем необходимо для применения, обновление зерна будет медленным, а эффективность работы — низкой. Этот эффект проявляется в тонких шлифовальных кругах при лёгкой нагрузке, например, во время работы ручным инструментом. С другой стороны, у шлифовальных кругов, предназначенных для тяжёлой нагрузки (например, в станках) следует избегать лёгкой замены зерна во время шлифования. Для таких кругов подбирают связующие с высокой термоустойчивостью и прочностью.

Особо жёсткие круги встречаются не так уж редко. Износостойкость у них на высшем уровне, а вот эффективность, мягко говоря, не очень, если сравнивать с конкурентами. В чём выгода от производства подобных кругов? Только ли в износостойкости, или есть ещё какие-то причины?
Отвечу коротко, иначе получится отдельная статья. Вы правильно догадались, дело не только в износостойкости, которую так удобно презентовать в маркетинговых материалах. Такие круги ещё и обходятся дешевле. Смысл в том, что в новолачных смолах используют фенол и формальдегид, и в зависимости от их мольного соотношения смола имеет разные характеристики. Чем больше формальдегида и меньше фенола, тем смола жёстче. А формальдегид значительно дешевле фенола, так что здесь есть возможность сэкономить. Кроме того, в качестве отвердителя для новолачных смол используют уротропин или сухие горючие, которые дешевле новолачной смолы. Но чем больше отвердителя, тем больше жёсткость кругов. Так что чем дешевле связующее, тем выше жёсткость.

Чем обусловлен специфический неприятный запах некоторых кругов?
Он обусловлен в первую очередь содержанием свободного фенола в связующем. Кроме того, температура во время резки/шлифования может достигать 1000 °С, при этой температуре связующее разрушается с выделением различных ароматических соединений, которые и обуславливают запах.

Свободный фенол, который выделяется из кругов,— вещь не самая приятная. Это вещество второго класса опасности (как и формальдегид), относится к нервным ядам. Определить заранее круги, из которых фенол выделяется наиболее активно, нельзя. Разве что по запаху, но запах — вещь очень субъективная.

Как определить безопасность абразивного круга?
Один из надёжных показатель соответствия абразивного круга требованиям безопасности — наличие на этикетке значка «oSa». Этот знак ставит так называемая Организация по безопасности абразивов (Organization for the Safety of Abrasives, www.osa-abrasives.org). Сама она производством абразивов не занимается, то есть является полностью независимой от производителей. Членство в oSa добровольное, платное, причём суммы взносов достаточно внушительные. Представители oSa проводят инспекцию производств и испытания продукции только на безопасность в строгом соответствии с методиками, изложенными в EN 12413 с широким циклом испытаний, включающие в себя также проверку на изгиб и на стойкость к боковой нагрузке.

Наличие логотипа oSa на абразивном круге означает, что на заводе-производителе и оборудование, и технологии, и конечная продукция соответствуют нормативным требованиям, которыми руководствуется oSa. Именно завод, а не владелец торговой марки ставит знак и на продукцию, которую делает на правах OEM. Со случаями «подделки» этого знака нам пока не доводилось сталкиваться. Видимо, юристы oSa достаточно строго следят за этим.

Однако наличие логотипа oSa внушает гораздо больше доверия. И не только нам — к примеру, в Турции запрещены к продаже круги, не прошедшие сертификацию oSa. Естественно, местный производитель — компания Karbosan — такой сертификат имеет. И, судя по результатам нашего теста, делает круги отличного качества. Сейчас в списке членов oSa есть и азиатские компании из Кореи, Таиланда, Индии и Китая. Из российских производителей абразивной продукции сертификат oSa не имеет никто (по данным на конец сентября 2013 г.).

Шлифовальные круги считаются более безопасными, чем отрезные. В первую очередь потому, что благодаря большой толщине и трём армирующим сеткам они лучше противостоят боковым нагрузкам. Но «рвануть» могут и они, и это крайне опасно из-за большой массы осколков.