Абразивные материалы делятся на искусственные и естественные. С развитием техники значение естественных абразивных материалов сильно упало за счет все большего внедрения искусственных. Это объясняется,
Главнейшими искусственными абразивными материалами являются карборунд и электрокорунд. Гораздо меньшую роль играют соединения высокой твердости (карбиды, нитриды) и металлические абразивы. Довольно широко используются искусственные полировальные материалы.
Карборунд представляет собой соединение углерода и кремния SiC в форме кристаллов (карбид кремния), не встречающееся в природном состоянии.
Карборунд фигурирует на заграничном рынке под многочисленными названиями (кальцинит, карбобрант, карборит, корекс, кристолон, наталон, силексон.сика и др. Уд. вес его от 3,12 до 3,22, твердость по шкале Моса около 9, -хрупок; теплопроводность от 0,015 до 0,023 cal/см2 ск °С, теплоемкость около 0,180; с кислотами не реагирует; со щелочами реагирует очень слабо.
Хлор разрушает его при 600° только с поверхности; не плавится; при 2 220° разлагается. Кристаллизуется в виде правильных гексагональной формы пластинок. В чистом виде прозрачен и бесцветен; примеси окрашивают его в зеленый и черный цвет с радужной побежалостью.
Черный карборунд является наименее чистым. Технич. карборунд содержит по весу Si — 67,69%, С— 30,31%, железа и кальция от 0,9 до 1,9%. Сырьем для получения карборунда служат чистый кварцевый песок (или молотый кварц), содержащий Si02 от 97 до 99,5%, и измельченный нефтяной кокс или антрацит, содержащий в воле не более 0,3—0,5% Fe203 и А1208, смешиваемые в пропорции 1,4 : 1.
Для облегчения выхода окиси углерода, образующейся при плавке, в шихту добавляют небольшое количество древесных опилок (4—5%), которые, выгорая, оставляют в шихте поры для выхода газов. Для удаления окиси железа и алюминия прибавляют также немного обыкновенной каменной соли (от 0,15 до 9% в зависимости от количества этих примесей), которая дает летучие хлористые соединения железа и алюмиия.
Карборунд образуется при t° в пределах 1 920—2 200°. Производство его ведется в печах сопротивления мощностью до 1 600—2 000 kW.
Электрокорунд, который фигурирует на заграничном рынке, как и карборунд, под самыми разнообразными названиями (алунд, электрит, алоксит, электрорубин, карракс и др.), представляет собой кристаллическую окись алюминия, полученную путем электроплавки боксита, естественного корунда или глинозема, предварительно извлеченного из какого-либо материального сырья с высоким содержанием Alg03. Для непосредственного производства электрокорунда могут быть применены и другие минералы и горные породы, богатое, глиноземом, если они допускают удаление примесей путем электроплавки (например каолин, глины, гранат и др.).
Содержание глинозема в электрокорунде колеблется в зависимости от сорта в пределах от 75 до 99%. Черный электрокорунд содержит его менее 92%; он применяется только для мало ответственных изделий, не подвергающихся обжигу. Нормальный искусственный корунд, цвет которого варьирует от светло- до темнокоричневого, содержит 6т 97 до 92% А1203.
Корунд «Экстра» лучшего сорта (белый или розовый) должен содержать 98—99% А1203. Уд. вес электрокорунда в зависимости от наличия примесей колеблется от 3,2 до 4; твердость по шкале Моса ок. 9, он менее тверд, чем карборунд.
С расплавленными металлами не взаимодействует, легко реагирует с кислыми шлаками и жидким кремнеземом. Хорошо растворяется в расплавленных щелочах.
Дробленый искусственный корунд применяется для приготовления ответственных шлифовальных кругов, частично он идет на изготовление шкурок; мелочь используется для выработки порошков, в частности особо тонкого измельчения, так называются минутники. Отличаясь значительной вязкостью, корунд применяется преимущественно для обработки вязких материалов. Он находит в промышленности вдвое большее потребление, чем карборунд. Соединения высокой твердости карбиды вольфрама, бора, титана, тантала, а также нитриды используются для получения твердых сплавов; они применяются в качестве абразивных материалов сравнительно редко.
Металлические абразивные материалы в виде измельченного чугуна, дроби и пр. применяются в довольно значительном количестве для очистки отливок, в аппаратах, действующих под давлением (пескоструйные аппараты и др.). Стальная вата представляет собой спутанные тонкие стальные нити—стружки, применяется при очистке деревянных предметов от старой краски и пр.
К искусственным полировальным материалам относятся тончайшие порошки искусственного крокуса, окиси хрома, окиси олова, венская известь, итальянский порошок и др. Все они используются для придания поверхностям блестящего зеркального вида. Опись хрома, обладая большой твердостью, применяется для полировки драгоценных камней и твердых металлов.
Алмаз, состоя почти из совершенно чистого кристаллическог углерода, является самым твердым из всех существующих в природе веществ.
Естественный корунд является минералом, состоящим из кристаллической окиси алюминия, Физич. свойства его очень близки к свойствам электрокорунда. Как абразивный материал он несколько уступает последнему, отличаясь меньшей чистотой и однородностью и давая при дроблении больше пыли. Применяется в дробленом виде в тех же случаях, как электрокорунд. Низкосортные руды используются иногда как сырье для получения электрокорунда. Корунд Семиз-Бугу отличается высоким качеством. Содержание его в руде от 60 до 90%.
Наждак представляет собой мелкозернистую горную породу черного и черно-серого цвета, содержащую зерна корунда в тес нош прорастании с магнетитом, хлоритом и другими темноокрашенными минералами. Отделено этих примесных минералов технически почти невозможно. Будучи благодаря им значительно мягче корунда, наждак используется: для приготовления шкурок, а также неответственных шлифовальных кругов и точильных камней на цементной связке. Наличие сравнительно легкоплавких примесных минералов исключает возможность приготовлять, из него изделия на керамической связке.
Гранат охватывает группу минералов, представляющих собой алюмо-(ферро-хромо) силикаты извести, магнезии, марганца и железа. Отличается постоянством кристаллической формы. Чаще всего встречается в виде ромбического додекаэдре, а также комбинации его с трапецоэдром. Твердость по шкале Моса 7—8. Для абразивных целей используются не все разновидности, а только железистые — альмандин реже андрадит и пироп. Применяется в дробленом виде для изготовления шкурок, используемых вместо менее эффективных кремневых в деревообрабатывающей, кожевенной и некоторых других отраслях промышленности.
Кремнеземно-силикатные абразивные материалы охватывают целый ряд, широко распространенных минералов и горных пород, а именно кварц, халцедон, пемзу, полевой шпат, диатомит, трепел и др. Кварц в виде кварцевого песка является самым дешевым материалом, широко применяясь в пескоструйных аппаратах, для резания и шлифования камней, стекол и др.
Халцедон в виде дробленого кремня идет для приготовления шкурок, используемых в деревообделочной и других отраслях промышленности. Измельченная пемза служит для изготовления пемзовых камней.
Крокус, он же железный сурик, состоит в основном из окиси железа. Получается путем в измельчения и отмучивания чистых разностей красного железняка. Иногда используются охристые разности железняка и глинистые высокодисперсные окислы железа. Используется также мел и диатомит.
