Абразивный песок для пескоструя: описание видов, свойства

Во второй половине XIX века американец Б. Тилгман запатентовал технологию шлифовании камня, стекла, металлических деталей – абразивную обработку. Суть её заключалась в том, что на поверхность материала направлялся воздушный поток из песка или абразивного порошка. Пескоструйная шлифовка является одним из самых качественных способов очищения разнообразных поверхностей. На что обратить внимание, выбирая песок для пескоструйной обработки?

Где применяется абразивная обработка

Выбирая абразивный материал,  нужно разбираться в сферах его применения:

Понятие абразивной обработки

  • Очистка металлической поверхности от коррозийных следов проводится с предварительной очисткой просушенным и просеянным песком;
  • Измельчённый песок (габарит частиц – 0,3 мм) придаст блеск медным и алюминиевым изделиям;
  • Песок, формат частиц которого 0,3-0,6 мм, удалит старое лакокрасочное покрытие, хорошо зафиксированное на основании;
  • Песок, никель, купершлак, размер частиц которых 0,6-1,6 мм, удалят старые коррозийные следы;
  • Абразив грубой фракции удалит сварочную окалину, толстое битумное основание;
  • Стальная и чугунная дробь очистят и подготовят автомобильный кузов к покраске;
  • Электрокорунд, гранатовый песок очистят легированную сталь, титан;
  • Чистый мелкий песок, размер частиц которого 0,1-0,8 мм, позволит обработать стекло в целях дальнейшего матирования, нанесения рисунков;
  • Нержавеющая дробь и гранулы стекла мелкого размера позволят обработать изделие из нержавеющей стали.

Какие виды абразивных материалов бывают?

К самым популярным и перспективным абразивам пескоструйной обработки  следует отнести: кварцевый песок, купершлак, никельшлак, гарнет, корунд, металлическую дробь. У каждого из них есть и плюсы, и минусы, которые немаловажно знать перед началом обработки.

Кварцевый песок

Кварцевый песок получают в результате дробления и рассеивания породообразующего минерала кварца молочно-белого цвета. Вначале кварц измельчается, после просеивается и сортируется – так получают песок фракционированный. Сортируется полученная масса по размерам фракций:

  • величина частиц меньше 0,1 мм – пылевидный кварц;
  • величина частиц 0,1-0,4 мм – обычный песок;
  • величина частиц 0,5-1 мм – крупный песок;
  • величина частиц больше 1 мм – кварцевая крошка.

Белый кварцевый песок отличается однородностью, мономинеральностью, повышенной межзерновой пористостью. При соединении с водой он начинает выделять из жидкости растворённые в ней железо с марганцем.

Кварцевый песок длительное время занимал лидирующее положение среди расходного источника для пескоструйного аппарата. Такой обычный песок запрещён многими развитыми странами: природный кварц быстро измельчается в пыль при ударе с металлом. Поэтому абразивные материалы, содержащие большое количество кварцевой породы, запрещены для пескоструйной обработки.

Мелкокристализованная пыльца кварца способна вызвать тяжёлую болезнь лёгких – силикоз. В связи с этим применение такого песка осуществляется исключительно с использованием специфической системы подавления пыли либо в отдельно оснащённой камере. Используется для этого специальный пескоструйный аппарат, подающий расходный материал сильным воздушным потоком под давлением. Чаще всего кварцевым абразивом проводят обработку бетонных покрытий.

Кварцевый песок представляет собой сыпучий кварц — самый прочный в природе материал

Преимущества материала

Нужное количество кварцевого песка рассчитать заранее тяжело: это расходное сырьё в результате подготовки, промывки, сушки, фракционирования сильно теряет в весе.

Кварцевый абразив обладает рядом преимуществ:

  • доступная цена;
  • возможность использовать вторично;
  • невысокие показатели прочности, как следствие, — умеренное воздействие на поверхность, не оставляющее сильных вмятин, сколов;
  • возможность найти материал для обработки самостоятельно и бесплатно. Хороший абразив получится из речного, карьерного, пустынного песка;
  • несложная подготовка сырья к работе;
  • в результате сортировки отделяются крупицы разных габаритов, что помогает идеально подобрать материал для обрабатываемого изделия.

Купершлак, никельшлак

Медеплавильный и никелеплавильный процессы сопровождаются выделением отходной части, в ходе их утилизации получают расходный материал – абразив. По сравнению с кварцевым песком в этом абразиве содержится малая доля несвязанного минерала, поэтому им можно проводить открытые пескоструйные работы без вреда для здоровья.

Купершлак и никельшлак отличаются:

  • высокой абразивной возможностью;
  • повышенной твёрдостью;
  • подвижной стойкостью частиц;
  • малым пылеобразованием;
  • способностью вторичного применения.

Гарнет (Гранатовый песок)

Гарнет, второе название – гранатовый песок, имеет чисто природное происхождение. Крупнейшие залежи этого минерала находятся на территории Чехии, Индии, Африки, Австралии. Главное отличие гарнета от других абразивов заключается в том, что его крупицы очень твёрдые и прочные. Это позволяет применять их многократно при пескоструйной обработке. Проводить работу на основе гарнета можно без специального прибора очищения пыли.

Корунд

Кристаллизованный оксид алюминия (корунд) также используется в качестве расходного сырья. Возможности его поражают – по прочности он сопоставим с алмазом. Он применяется при декоративных процедурах (например,  при полировке изделий из нержавейки). Пескоструйная обработка корундом отличается высокой скоростью работы.

Металлическая дробь

Металлическая дробь бывает двух видов: чугунная и стальная. Дороговизна расходного сырья полностью компенсируется его возможностью многоразового применения при пескоструйной обработке.

Особенности абразивов

Один абразив отличается от другого рядом характеристик:

  • фракцией;
  • твёрдостью;
  • абразивной способностью;
  • механической устойчивостью;
  • химической устойчивостью.

Фракция

Величина крупиц расходного сырья измеряется во фракциях. Как происходит фракционное распределение? Сырьё рассеивается на специальном сите, номерной знак сита указывает на величину частиц, в зависимости от размера которых, выделяют фракцию:

  • предельную;
  • крупного помола;
  • стандартную;
  • комплексную;
  • измельчённую.

Фракционный состав

Твёрдость

Специальное устройство испытывает твёрдость пескоструйного песка. Происходит испытание так: в абразив вдавливается иной материал с более высокими показателями твёрдости, что позволяет установить его устойчивость при разрушительном процессе.

Существует специальная десятибалльная шкала твёрдости:

Шкала твердости

  • 1-ая группа – твёрдые как тальк;
  • 2-ая группа – как гипс;
  • 3-я группа – как кальцит;
  • 4-ая группа – как флюорит;
  • 5-ая группа – как апатит;
  • 6-ая группа – как полевой шпат;
  • 7-ая группа – как кварц;
  • 8-ая группа – как топаз;
  • 9-ая группа – как корунд;
  • 10-ая группа – как алмаз.

Абразивная способность

Абразивные возможности сырья зависят от площади обрабатываемого основания в результате пескоструйной обработки за конкретный промежуток времени.

Механическая устойчивость

Для установления данной характеристики проводится эксперимент: крупица пескоструйного песка раздавливается, при этом фиксируется тот уровень силы тяжести, на котором частица начинает разрушаться.

Химическая устойчивость

Для определения химической устойчивости абразивный порошок подвергают воздействию щелочных, кислотных и других растворов, а также – воды.

Выбор расходного материала

Выбирать расходный материал стоит в зависимости от поверхности обработки. Верное решение повышает показатели эффективности и скорости процесса, позволяет понизить денежные затраты. При выборе абразивного песка важно обратить внимание на:

Средние цены на абразивы для пескоструйной обработки

  • толщину покрытого или загрязнённого слоя, его устойчивость;
  • на твёрдость/мягкость поверхности;
  • требования к виду обрабатываемого изделия. Если требуется гладкое, немятое, без сколов – выбор за песком измельчённой фракции;
  • темп процесса;
  • возможность вторичного применения абразива.

Не стоит выбирать абразив измельчённой фракции с низкими показателями твёрдости для стойкого и утолщённого слоя: желаемый результат не будет достигнут. Для мягкого основания выбор слишком твёрдого абразивного песка приведёт к повреждению. Для твёрдой поверхности нужен абразив с высоким показателем твёрдости. При работе с твёрдым материалом, частицы которого имеют заострённые грани, обеспечена высокая скорость пескоструйной обработки. Крупицы с округлыми краями будут обрабатывать изделие дольше.

Изготовление абразива в домашних условиях

Материал для пескоструйной обработки продаётся во многих строительных магазинах. Однако песок можно подготовить и в домашних условиях, что позволяет сэкономить на всём процессе.

Поэтапный процесс:

Общая схема пескоструйного аппарата

  1. Тщательная сушка белого гравийного песка измельчённой фракции.
  2. Просеивание через мелкое сито гравийного сырья.
  3. Исключение крупных частиц.
  4. Окончательная просушка мелкого песка.

Работая с абразивным сырьём, обязательно следует использовать специальную одежду для защиты и маску. Материал из пескоструйного аппарата подаётся под мощным давлением и моментально разлетается по сторонам, образуя столп пыли.

Абразивная обработка – эффективный метод очистки разной поверхности: металлической, каменной, стеклянной. Процесс пескоструйной обработки построен на соприкосновении мельчайших крупиц абразива с очищаемым основанием. Необходимость такой процедуры возникает тогда, когда нужно  вывести старое лаковое, покрасочное покрытие, ржавчину и др. Для правильного выбора абразивного песка следует ориентироваться на множество характеристик.

Видео по теме: Песок (абразив) для пескоструя

Пескоструйная обработка основана на множестве микроударов частиц песка по поверхности. Принцип работы заключается в подаче воздухом под давлением абразивных крупинок на обрабатываемую поверхность. Очистка ведется как с металла, так и с камня. Этим методом удаляется окалина, ржавчина, красочные и лаковые покрытия. Направленная струя песка на кирпичную стенку, позволяет избавляться от внешних дефектов. Используется пескоструйная обработка и при подготовке поверхности под покраску.

Свойства абразивных материалов

Основные характеристики при подборе абразивного материала:

  • Твердость частиц, которые оцениваются по 10-балльной шкале. В качестве эталона берется алмаз. Его твердость равна 10.
  • Геометрия фракции. От этого зависит подбор и использования сопла аппарата.
  • Абразивная стойкость. Показатель дает информацию, какая площадь обрабатывается за определенный промежуток времени.
  • Стойкость абразива к механическим и химическим повреждениям.
  • Возможность вторичного использования.

Правильный выбор абразивного материала влияет на чистоту обработки.

Виды абразивных материалов

Кварцевый песок

Кварцевый песок для пескоструя наиболее популярен. Связано это с его доступностью и небольшой стоимостью. В качестве исходного сырья используется молочно-белый кварц. После дробления и измельчения, абразивный песок пропускается через сито. Таким образом, отбирается нужный размер фракции.

Кварцевый песок имеет преимущества перед речным. Он однородный. Имеет высокую пористость. К недостатку относится образование микрокристаллической пыли, которая наносит вред здоровью. Поэтому применять его можно в специально оборудованных камерах или фильтрах. Здесь тоже есть трудности, поскольку очистительные элементы быстро забиваются пылью. Оптимально использование кварцевого песка, возможно, для бетонных поверхностей с пылеподавлением.

Расход кварцевого песка зависит от факторов:

  • Мощности пескоструйного аппарата.
  • Величины загрязнения поверхности.
  • Объема проводимых работ.
  • Размера фракции.
  • Применяемых сопел.
  • Насколько песок был промыт и высушен.

Средний расход при обработке 1 М², составляет 60—100 кг.

Речной песок

Это наиболее удобный вид материала, применяемый для пескоструя. Он обходится недорого. Используется для снятия с металлической поверхности краски или лаковых покрытий.

Если влажность выше нормы, то требуется его сушить. Оптимальное состояние речного песка — когда он просыпается при сжатии в кулак. Размер фракции подбирается по соплу пескоструя. Работы проводятся в отдалении от жилья.

Перед применением, песок просеивается. Для этой цели подойдет кусок тюля, строительная или москитная сетка, а также мелкое сито для муки.

Если влажность песка выше нормы, просушить его можно с применением специального оборудования в виде барабанной сушилки.

Если такую работу нужно провести в домашних условиях, то берется металлический короб или лист железа. Снизу к нему крепятся ножки. Под коробом разводится костер и в него засыпается песок. Вместо огня, можно использовать любой нагреватель или ТЭН.

Купершлак и никельшлак

Купершлак для пескоструя и никельшлак, получают из отходов медеплавильного и никелеплавильного производств. Такие фракции имеют более высокие прочностные характеристики, поэтому пылеобразование значительно ниже. Показатели удельной плотности абразивных частиц выше, чем у речного песка. Поэтому они используются более эффективно.

У никельшлака, по сравнению с купершлаком, величина удельного веса меньше, поэтому степень воздействия на обрабатываемую поверхность ниже. При этом запыленность пространства тоже меньше.

Расход составляет 35 кг / м2.

Дробь из пластика и стекла

Материал относится к мягким абразивам. Применяется при работе с деревом, стеклом, керамикой, мягким металлом. Им удобно очищать кузова автомобилей, спортивных лодок. Мягкие составляющие пластикового абразива не наносят вред основной поверхности. Материал удобен для обработки цветных металлов, например, алюминия. Это нашло отражение в авиационной промышленности. Свойства пластиковой дроби оценено реставраторами памятников архитектуры.

Стеклянная дробь используется для устранения последствий термической обработки. Стекло щадящее действует на основную поверхность, которая не испытывает чрезмерного давления и не меняет своего цвета.

На поверхности создается наклеп, снимается напряжение. Обработанная деталь готовится к дальнейшей гальванической обработке.

Благодаря таким свойствам, ведется обработка высокоточных деталей в часовой промышленности, оптике и машиностроении. Стеклянная дробь исключает появление эффекта намагничивания.

Экологическая чистота материала используется в медицине для изготовления инструментов. Учитывая прочностные свойства стекла, ресурс повторного использования доходит до 35 раз.

Керамическая дробь

Такой материал имеет сходные характеристики со стеклом, но по некоторым показателям превышает их. Очень высоки у керамического материала прочностные свойства. В отличие от стекла, использование такой дроби достигает 500 циклов. Это создает дополнительные трудности для оборудования. Требуется максимальный возврат дроби, чтобы уменьшить экономические потери, поскольку стоимость материала высокая.

Обрабатываются керамикой цветные материалы, нержавеющие стали или керамические изделия. В процессе работы показатели пылеобразования очень низкие, что облегчает работу оператору.

Гарнет

Это порошок минерального происхождения. Другое его название гранатовый песок. Его характеристики значительно превышают другие виды песка. Частицы обладают высокой прочностью. Количество образующейся пыли минимальное. Это позволяет многократно применять гарнет во множестве циклов.

Электрокорунд

Корундовый материал состоит из оксида алюминия. Обладает сверхтвердыми прочностными характеристиками. Абразивные составляющие всего на 1 единицу меньше твердости алмаза. Режущие кромки частиц обладают способностью к самозатачиванию. Благодаря этому увеличивается скорость обработки поверхности.

Производство электрокорунда ведется 2 способами. Он бывает выплавленным или изготовленным из битых абразивных кругов. Изготовленный вторым способом, материал мало чем уступает выплавленному первично. При этом его прочностные характеристики довольно высокие, а стоимость небольшая.

Электрокорунд широко применяется для обработки керамических изделий, деталей из цветных металлов и сплавов.

При работе с нержавеющей сталью, лучше не применять электрокорунд из абразива. Мелкие частицы загрязнят поверхность, что приведет к ее корродированию.

Техническая дробь

Техническая дробь бывает чугунная и стальная. Она разделяется на колотую—остроугольную и литую—сферическую.

Дробь используется для дробеструйной обработки. Высокая абразивная способность ее обеспечивается внешним видом. Как правило, это многогранники с острыми углами. После обработки поверхности идет хорошая сцепляемость с защитным покрытием.

Отличие чугунной дроби от стальной в ее повышенной твердости. Однако недостатком является хрупкость. Что не дается возможности к длительному, повторному использованию.

Основное применение дроби — очистка литья и проката, подготовка поверхностей для нанесения гальванического покрытия. Дробеструйная обработка применяется для упрочнения рессор, торсионных валов и пружин.

Применение дроби из нержавеющей стали, дает возможность получать поверхности защиту от коррозии. Благодаря своим прочностным характеристикам, такая дробь имеет высокий ресурс применяемости.

Выбор расходного материала

Правильный выбор расходного материала повысит скорость и качество работы.

Правила выбора:

  • Если толщина удаляемого слоя большая, то абразив применяется повышенной твердости. В противном случае воздействие на удаляемый слой будет неэффективное.
  • В зависимости от твердости основной поверхности выбирается и абразив. Если поверхность мягкая, то обработка ведется менее твердым материалом, чтобы не повредить поверхность.
  • Если для применяемой детали предъявляются повышенные требования, то фракция выбирается мельче.
  • Скорость работы увеличивается, если частицы фракции с заостренными краями. Сферическими частицами обработка ведется дольше.
  • В качестве абразива более дорогой материал используется в том случае, если есть возможность повторного использования. В противном случае берется материал подешевле.

Пескоструйная обработка, позволяет обрабатывать поверхность деталей, устраняя с них заусенцы или другие дефекты, готовить под дальнейшее покрытие. При этом важно правильно подобрать фракцию абразивного материала, чтобы не испортить основную поверхность.

Пескоструйный аппарат способен очищать изделия из различных материалов. Он позволяет снимать грязь, старую краску, ржавчину и другие ненужные покрытия. После того как конструкция была обработана, можно наносить грунтовочный слой, окрашивать или декорировать. Очистка происходит за счет подачи песка под большим давлением, благодаря чему крупинки ударяются о поверхность со скоростью 400-800 км/ч, снимая верхний слой.

Оглавление:

  1. Характеристики кварца
  2. Разновидности песка
  3. Критерии выбора
  4. Обзор оборудования
  5. Расценки

Описание кварцевого песка

Наиболее распространенный тип, однако такое название стало применяться и к другим видам, которые появлялись позже с более высокими эксплуатационными параметрами. На сегодняшний день эта продукция запрещена во многих развитых странах. Причиной является то, что она не отвечает требованиям по технике безопасности.

В процессе работы частицы ударяются об металл и превращаются в пыль, которая при вдыхании человеком способна вызвать смертельное заболевание – силикоз. Несмотря на то, что работник использует спецодежду и респиратор, вероятность попадания пыли в легкие достаточно высока. При этом она вредна и посторонним людям на значительном расстоянии от места обработки пескоструйкой.

В сравнении с современными расходниками стоит отметить еще несколько недостатков:

  • Низкая твердость – кварцевый песок не способен очистить некоторые материалы.
  • Малая эффективность – требуются большие затраты для 1 см2 поверхности.
  • Низкая прочность – после первого же применения фракции полностью распыляются и не пригодны к повторному использованию.

Но, несмотря на это, его по-прежнему приобретают на территории России, так как он является самым бюджетным материалом, не требующим особых капиталовложений. Многие работники с пескоструйным аппаратом считают кварц неплохим вариантом, опираясь на некоторые факты.

Если песок крупнофракционный, то после обработки его можно просеять и использовать повторно или пустить на продажу как строительный. За счет низкой твердости он не способен навредить поверхности, поэтому его можно смело выбирать как для черных, так и цветных металлов. При работе с ним применяются сопла из карбида вольфрама или бора, при этом их износ существенно ниже, чем при более твердых абразивах. Также он имеет различную фракционность, что позволяет подобрать необходимый для очистки того или иного изделия .

Разновидности песка

При снятии старого покрытия можно приобретать для пескоструя обычный песок, однако он не всегда может обеспечить положительный результат. Поэтому выбирают другие варианты:

  • речной – популярен, но обладает низкими показателями прочности и твердости;
  • карьерный – необходимо промывать и просеивать, при этом мельче речного;
  • кварцевый промышленный – представляет собой простой песок, предварительно разделенный на фракции, поэтому более дорогостоящий;
  • особый дробленый – образуется при дроблении кварцевых пород, приобретает остроугольную форму, гораздо эффективнее очищая покрытие. Имеет низкий расход и высокую скорость обработки.

Кроме них существуют и другие абразивы, которые завоевали популярность на современном рынке:

1. Купер- и никельшлак. Образуются при отработке меди и никеля в производстве. Обладают высокими прочностными качествами, при этом цена практически соответствует обычному песку.

2. Стальная или чугунная дробь. Достаточно прочая, способна не только очистить поверхность, но и придать упрочняющий эффект по типу ковки. Превосходит кварцевый песок в 8-10 раз и выпускается круглой (для аккуратной очистки) и колотой (для грубой обработки) формы.

3. Гранатовый песок. Очень твердый, но прочность сопоставима с кварцевым. Применяется для разделения металлических изделий методом гидравлической резки.

4. Электрокорунд. Это кристаллы оксида алюминия, считающиеся наиболее твердыми. Подходит для абсолютно всех типов покрытий, при этом практически не разрушается после первой обработки пескоструей. Он собирается и используется повторно.

Рекомендации по выбору

Следует учитывать вид и состояние материала. Абразив предопределяет расход, скорость и качество очистки 1 м². Для того чтобы приобрести качественный расходник, нужно опираться на такие факторы:

  • Прочность и толщина покрытия. Если оно очень крепкое, то песок должен быть твердым и крупной фракции. При взятии мелкого и недостаточно прочного абразива плоскость не будет очищена, а расход существенно увеличится.
  • Твердость самого изделия. Если оно мягкое (цветные металлы), частицы должны быть мелкой фракции и средней прочности, иначе можно повредить поверхность.
  • Возможность повторного использования. В целях экономии можно купить крупнофракционный кварц или купершлак. После первой обработки их можно просеять и снова применять для пескоструйного аппарата.
  • Скорость. Если прочность позволяет, рекомендуется угловатая форма абразива, так как круглая не всегда может дать положительный результат с первой очистки.
  • Конечное состояние. Если требуется практически идеальное покрытие с минимальным количеством вмятин, то лучше взять прочный, но мелкий песок.

Следует помнить, что применение кварца вредно для здоровья не только самого работника, но и окружающих людей. Пыль способна разлетаться на очень большие расстояния, поэтому вероятность появления заболевания дыхательных путей крайне высока.

Перед выбором подходящего абразива стоит узнать его характеристики и степень безопасности. Сегодня выпускается множество видов в мешках, которые менее вредны для здоровья, при этом имеют хорошие эксплуатационные параметры.

Описание оборудования

Для данного вида работ нужен пескоструйный пистолет, который способствует очистке поверхности изделий и их обезжириванию. Поэтому после обработки можно сразу приступать к сварочным процессам или лако-красочным работам. Оборудование обеспечивает высокую производительность и экономичность, характеризующуюся многократным использованием.

В состав аппарата входит не только распылитель (пистолет), но и компрессор, резервуар для абразива, а также комплект шлангов (трубопроводов), которые обеспечивают бесперебойную подачу сжатого воздуха и потока песка с воздухом (воздушно-абразивная смесь). При этом его транспортировка происходит под большим давлением, что предусматривает соблюдение техники безопасности. При работе с оборудованием следует применять спецодежду, спецобувь, а также респиратор и очки, защищающие лицо от случайного попадания крупинок.

Стоимость

Наименование Фракция, мм Цена за тонну, рубли
Кварцевый песок мелкозернистый 0,1-1 2 400
крупнозернистый 1-3 2 700
Купер-/никельшлак мелкозернистый 0,125-1,6 1 800
крупнозернистый 1,6-3 2 400
Гранатовый песок W30/60 mesh, W40/80 mesh,W100/120 mesh 35 000
Стальная дробь (стальная/чугунная колотая, стальная/чугунная литая) 0,3-3,6 37 000