Основними матеріалами (сировиною) для виготовлення абразивного каменеобробного інструменту служать абразивні матеріали (абразиви) і утримують їх в робочому шарі інструменту сполучні речовини (зв'язки).
Абразиви (від латинського абразив - соскабливание). Являють собою матеріали підвищеної твердості і ріжучої здатності, що використовуються для різання і шліфування металів, гірських порід, мінералів, керамічних виробів і ін.
Переважна більшість абразивів входить до складу робочого шару інструменту в подрібненому стані, закріплюючись там зв'язкою. Це так звані пов'язані абразиви, на відміну від яких деякі абразиви (технічна дріб, карборунд, кварцовий пісок), не пов'язані в інструменті, прийнято називати вільними.
Таблиця 1. Фізико-механічні властивості алмазів та інших абразивних матеріалів
Щільність, кг / м 3
До абразивам відносяться самі, різні за характером і властивостями матеріали: кварцовий пісок, карборунд, технічна дріб, а також корунд і електрокорунд. Особливий різновид абразивів складають алмази, які через їх унікальних властивостей прийнято виділяти в самостійну групу матеріалів, що складається з природних і штучних (синтетичних) алмазів. Основні усереднені властивості алмазів та інших характерних абразивів наведені в табл. 1.
Рядові (неалмазние) абразиви також підрозділяються на природні (кварц, корунд) і штучні, одержувані промисловим способом (карборунд, електрокорунд, технічна дріб).
Кварц - мінерал (оксид кремнію), широко поширений в природі у вигляді піску, пісковиків, кварцитів. Кварцовий пісок - перший абразив, який завдяки доступності і невеликій вартості тривалий час використовувався при розпилюванні каменю штріпсового (смуговими) і канатними пилами. Його застосовували тільки у вільному стані, подаючи з водою в пропили під ріжучу частину пилки. В даний час цей найдавніший абразив зберіг лише часткове застосування при розпилюванні каменю неармованими канатними пилами. Зрідка кварц (у вигляді кварцового піску) використовують також при виготовленні інструменту для тонкого шліфування (лощіння).
Корунд (оксид алюмінію) - мінерал, що володіє високою твердістю і ударною в'язкістю. В даний час корунд практично замінений штучними абразивами.
Карборунд (карбід кремнію) - хімічна сполука кремнію з вуглецем, що отримується плавкою в електропечах при температурі близько 2200 ° С. Сировиною служать кварцовий пісок і вуглецеві речовини - нафтовий кокс і антрацит. Абразивна промисловість випускає два види карборунда: чорний (КЧ), що містить не менше 9.5% кремнію, і зелений (КЗ) - не менше 97%.
Зерна карборунда мають кристали багатогранників пластинчастої і голчастої форми, довжина яких в 2-3 рази більше їх поперечного перерізу.
З карбіду кремнію отримують шліфзерно, шліфпорошкі і мікропорошки, використовувані при виготовленні різного інструменту для шліфування, калібрування і профілювання каменю. Раніше карборунд широко застосовувався також при розпилюванні каменю як у вільному, так і в зв'язаному стані (дискові абразивні пилки). Абразив закріплювався на корпусі інструменту в бакелітовій або керамічній зв'язці. В даний час при розпилюванні каменю він повністю витиснений алмазними пилами і має одиничне використання у вільному стані при розпилюванні міцних порід канатними пилами.
електрокорунд
Зерна електрокорунду мають шорстку поверхню і більш просту конфігурацію, ніж зерна карборунда.
Залежно від змісту корунду електрокорунд змінює колір, структуру і властивості. Це зумовило його підрозділ на нормальний (алунд), білий (корракс) і монокорунд.
нормальний електрокорунд
монокорунд
Зерна монокорунду є в більшій частині монокристалами (а не їх осколками). Вони мають більшу, порівняно з іншими видами електрокорунду, число граней і менше дефектів (раковин, пустот і т. П.).
Технічна дріб
Технічна дріб (рис. 1) - металевий абразив, широко використовуваний при розпилюванні міцних вивержених порід гладкими штріпсового пилами, а також для їх грубої шліфовки (обдирання), т. Е. У вільному стані. Дріб характеризується невисокою вартістю і простотою класифікації та рекуперації. Виготовляється вона з чавуну і сталі відповідно до ГОСТ 11964-81 Е. В залежності від виду металу і форми розрізняють наступні марки дробу: ДЧЛ - дріб чавунна лита, ДЧК - чавунна колота, ДСЛ - сталева лита, ДСК - сталева колота, ДСС - сталева рубана з дроту (січка), ДСЛБ - сталева лита бурова.
Малюнок 1. Плити декоративні на основі природного каменю
- а - I типу (мозаїчні);
- б-II типу (брекчіевідние);
- в -III типу (орнаментні).
Малюнок 2. Дріб технічна:
а - чавунна лита; б - чавунна колота
Малюнок 3. Кристалічні решітки: а - алмазу; б - графіту
Кожна з перерахованих марок дробу вибирається за номерами. Номер дробу приблизно відповідає її діаметру: № 0,8 (0,7-0,9 мм), № 1,0 (0,9-1,2 мм), № 1,2 (1,1-1,3 мм ), № 1,5 (1,2-1,6 мм), № 2,0 (1,6-2,2 мм). Дріб вказаних номерів застосовується для розпилювання каменю, причому діаметр дробу повинен складати приблизно 1/4 товщини пилки. Перевага віддається ДЧЛ номерів 0,8; 1,0 або 1,2 (іноді з добавкою в кількості 20-30% дроби ДСС № 1,2). Для грубої шліфовки зазвичай використовують дріб номерів 1,5 і 2,0.