Abrazivo

Abrazivo je materiál používaný k mechanickému obrábění povrchů, zejména k broušení, řezání, leštění a dalším procesům úpravy materiálů. Hlavním úkolem abraziva je odstranění nerovností, vytvoření požadovaného tvaru nebo hladkého povrchu obrobku. Abrazivní částice musí být tvrdší než obráběný materiál, aby byly schopné efektivně odstraňovat materiál třením.

Druhy abrazivních materiálů

Abrazivní materiály se dělí na přírodní a syntetické. Mezi přírodní abraziva patří například korund, křemen nebo diamant. Syntetická abraziva jsou vyráběna průmyslově a často mají lepší vlastnosti než jejich přírodní protějšky. Patří mezi ně například umělý korund (oxid hlinitý), karbid křemíku, kubický nitrid boru (CBN) nebo syntetický diamant.

Výroba abrazivních materiálů

Syntetická abraziva se vyrábějí chemickými a fyzikálními procesy, které zajišťují vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Například oxid hlinitý se získává z bauxitu a následně se taví při vysokých teplotách. Karbid křemíku vzniká reakcí křemene s uhlíkem při extrémně vysokých teplotách v elektrických pecích. Syntetický diamant se vyrábí za vysokých tlaků a teplot, což mu dodává výjimečnou tvrdost.

Existuje několik druhů abrazivních zrn, která se používají pro broušení kovů. Každý typ má specifické vlastnosti, které ovlivňují jeho tvrdost, odolnost proti opotřebení a schopnost odebírat materiál. Níže jsou uvedeny hlavní druhy abrazivních zrn spolu s jejich popisem, výhodami a nevýhodami.


1. Oxid hlinitý (korund, Al₂O₃)

Oxid hlinitý je nejběžnější abrazivní materiál používaný pro broušení kovů. Existuje několik variant:

  • Hnědý korund – obsahuje malé množství železa a titanu, což zvyšuje jeho tvrdost a houževnatost. Používá se pro broušení uhlíkových a legovaných ocelí.
  • Bílý korund – má vyšší čistotu a je křehčí než hnědý korund, ale zajišťuje jemnější broušení. Používá se pro tvrdé a nerezové oceli.
  • Růžový korund – obsahuje malé množství oxidu chromu, což zvyšuje jeho houževnatost a životnost. Používá se pro nástrojařské a legované oceli.

Výhody: široká dostupnost, dobrá odolnost proti opotřebení, vhodný pro různé druhy kovů
Nevýhody: nižší tvrdost oproti jiným syntetickým abrazivům, může se rychleji otupit při broušení velmi tvrdých materiálů


2. Karbid křemíku (SiC)

Karbid křemíku je tvrdší a křehčí než oxid hlinitý. Používá se hlavně pro broušení litiny, neželezných kovů (např. hliník, bronz, měď) a také kalených ocelí.

Výhody: velmi tvrdý materiál, vhodný pro tvrdé a křehké materiály, rychle odstraňuje materiál
Nevýhody: kratší životnost, méně houževnatý než oxid hlinitý, není vhodný pro houževnaté oceli


3. Kubický nitrid boru (CBN, cBN)

CBN je druhý nejtvrdší známý materiál po diamantu a je určen především pro broušení velmi tvrdých ocelí, jako jsou kalené nástrojové oceli, rychlořezné oceli a práškové metalurgie.

Výhody: extrémně dlouhá životnost, vysoká tepelná odolnost, velmi efektivní při broušení tvrdých materiálů
Nevýhody: vysoká cena, není vhodný pro broušení neželezných kovů


4. Diamantová zrna

Syntetický diamant je nejtvrdší abrazivní materiál. Používá se hlavně pro broušení extrémně tvrdých materiálů, jako jsou tvrdokovy, keramika, sklo nebo karbidy wolframu.

Výhody: nejvyšší tvrdost, vynikající přesnost broušení, velmi dlouhá životnost
Nevýhody: nevhodný pro broušení ocelí (vysoká teplota při broušení způsobuje reakci uhlíku v diamantu s železem v oceli), velmi vysoká cena


5. Zirkonový oxid (ZrO₂, zirkonový korund)

Tento materiál je houževnatější než běžný oxid hlinitý a často se používá pro náročné aplikace, jako je hrubé broušení nerezových a legovaných ocelí.

Výhody: vysoká houževnatost, dlouhá životnost, dobrá samoostřicí schopnost
Nevýhody: dražší než běžný korund, méně tvrdý než SiC nebo CBN


Shrnutí a doporučení

  • Pro běžné uhlíkové a legované oceli: oxid hlinitý (hnědý nebo bílý korund)
  • Pro nerezové a nástrojové oceli: růžový korund nebo zirkonový oxid
  • Pro litinu a neželezné kovy: karbid křemíku
  • Pro kalené a extrémně tvrdé oceli: CBN
  • Pro tvrdokovy a keramiku: diamant

Každé abrazivní zrno má své specifické použití, a proto je důležité správně vybrat materiál podle obráběného kovu a požadovaného výsledku.

Druhy brusných nástrojů

Brusné nástroje se liší podle tvaru a způsobu použití. Mezi nejčastější patří:

  • Brusné kotouče – používají se pro hrubé i jemné broušení kovů, dřeva či keramiky.
  • Brusné pásy – využívají se v pásových bruskách pro opracování velkých ploch.
  • Brusné kotoučky a segmenty – vhodné pro přesné a jemné broušení.
  • Diamantové a CBN nástroje – speciální nástroje pro extrémně tvrdé materiály.
  • Brusné papíry a plátna – používají se k ručnímu nebo strojnímu broušení.

Nejvhodnější nástroje pro broušení kovů

Pro broušení kovových materiálů se nejčastěji používají brusné kotouče s korundovým nebo karbidovým zrnem. U tvrdších materiálů, jako je kalená ocel nebo tvrdokovy, se doporučuje použít CBN nebo diamantové brusné nástroje. Pro jemné dokončovací práce a leštění se využívají jemnozrnné brusné pásy nebo speciální lešticí pasty.

Výběr správného abraziva a brusného nástroje závisí na typu materiálu, požadované kvalitě povrchu a konkrétní aplikaci.