घर्षणाने पृष्ठाची झीज घडवून आणणारा पदार्थ. कोणत्याही वस्तूचा पृष्ठभाग घासून स्वच्छ करणे, गुळगुळीत करणे, त्याच्यावर चकाकी आणणे, पृष्ठ झिजवून त्या वस्तूला इष्ट व अचूक मापाची करणे इ. कामांसाठी अपघर्षक वापरले जातात.
गुणधर्म : (१) अपघर्षक कठीण, चिवट आणि उच्चतापसह (तापमान वाढले असता लिबलिबीत न होता कठीणपणा कायम राखण्याचा गुण) असावा. (२) अपघर्षकांच्या कणांचा आकार गोलसर असू नये, तो खडबडीत असावा. घाशीत असताना कण भंग पावले म्हणजे कणांच्या कडा अणुकचीदार होतील असे त्यांचे भंजन (फुटणे) असावे, अशा कडांनी त्यांची कर्तनशक्ती (कापण्याची शक्ती) वाढते.
अपघर्षक हे सुट्या कणांच्या स्वरूपात किंवा त्यांचे कण कागदावर किंवा कापडावर चिकटवून किंवा त्यांची चाके करून वापरली जातात. अपघर्षक पदार्थांचे कण कोणत्या तरी बंधकाने (वस्तू एकमेकांस चिकटवून ठेवणाऱ्‍या पदार्थाने) एकत्र चिकटवून वापरावयाचे असतील, तर अपघर्षकाप्रमाणेच बंधकाची उच्चतापसहतासुध्दा लक्षात घ्यावी लागते.
कठिनता मापक्रम : अपघर्षकाची कठिनता मोजण्यासाठी म्हो किंवा नूप मापक्रम वापरतात.
|
अपघर्षक द्रव्ये |
म्हो मापक्रम |
नूप मापक्रम |
|
|
नैसर्गिक अपघर्षक
|
औद्योगिक हिरा | १० | ८,००० |
| कुरुविंद | ९ | १,६००—२,१०० | |
| एमरी | ७—९ | ८००—१,८०० | |
| गार्नेट | ७—८ | १,३००—१,३५० | |
| सिलिका | ७ | ७००—८०० | |
| कृत्रिम अपघर्षक
|
सिलिकॉन कार्बाइड | ९ | २,०००—३,७०० |
| बोरॉन कार्बाइड | ९—१० | २,२००—५,१०० | |
| ॲल्युमिना | ९ | २,०००—२,६०० | |
अपघर्षकांचे नैसर्गिक व कृत्रिम असे दोन गट पडतात.
नैसर्गिक अपघर्षक :
हिरा : हिऱ्‍याइतके कठीण व प्रभावी असे दुसरे अपघर्षक नाही. हिरा अतिशय महाग असतो ही त्याच्या वापरातील मुख्य अडचण असते. दरवर्षी खाणीतून काढल्या जाणाऱ्‍या हिऱ्‍यांपैकी सु. वजनी २५ टक्के इतक्या हिऱ्‍यांचाच रत्ने म्हणून उपयोग होतो. इतरांत कोणता ना कोणता दोष असल्यामुळे रत्ने म्हणून ते निरूपयोगी असतात. त्यांचा उपयोग उद्योगधंद्यांत व मुख्यत: अपघर्षक म्हणून होतो. त्यांना ‘औद्योगिक हिरे’ म्हणतात. औद्योगिक हिऱ्‍यांचे पुढील दोन प्रकार आहेत :
(१) काळा हिरा (Carbonado) : याचे गोटे व खडे ब्राझीलमधील बाहिया प्रांतातल्या गाळांच्या खडकात सापडतात.
उपयोग : खनिज तेलाचे व धातुपाषाणांचे साठे शोधून काढण्यासाठी जमिनीत खोल भोके पाडताना जी गिरमिटे वापरतात त्यांचे फाळ व धातूंची तार काढण्याचे साचे कार्बोनॅडोचे असतात. अपघर्षक चाकांना इष्ट आकार देऊन ती अचूक मापाची करण्यासाठी अपघर्षक म्हणून कार्बोनॅडोचा उपयोग केला जातो. विमानांच्या व मोटारींच्या एंजिनांचे व इतर कित्येक यंत्रा-उपकरणांचे काही भाग अचूक मापाचे करण्यासाठी घासणे, भोके पाडणे, कापणे इ. क्रिया अचूक प्रमाणात व्हाव्या लागतात. हिऱ्‍याचे पीठ किंवा कण धारेवर चिकटविलेली हत्यारे वापरून ती कामे अचूक व थोड्या वेळात होत असल्यामुळे हिरे महाग असले तरी ते वापरून वस्तू बनविणे स्वस्तच पडते. त्यामुळे हिऱ्‍याची मागणी अतिशय वाढलेली आहे व युद्धकालात तर ती प्रचंड असते.
(२) बोर्ट : रत्ने म्हणून निरुपयोगी असणाऱ्‍या हिऱ्‍यांचे तुकडे, कपच्या, खडे, कण इत्यादींचा समावेश ‘बोर्ट’ या संज्ञेत होतो. बोर्ट मुख्यत: काँगो, गोल्डकोस्ट, सिएरा लिओन व दक्षिण आफ्रिका येथे मिळते.
उपयोग : बोर्टाच्या पिठाचा किंवा पुडीचा वापर रत्नांचा पैलू पाडण्यासाठी, खनिजांची व कार्बाइडांची पृष्ठे घासण्यासाठी, विमाने व मोटारी यांच्या एंजिनांच्या भागांची पृष्ठे घासून त्यांना अचूक मापात आणण्यासाठी केला जातो. भोके पाडण्याच्या हत्याराच्या फाळाच्या टोकांवर व करवतींच्या धारांवर चिकटविण्यासाठी बोर्ट वापरले जाते. कार्बोनॅडोपेक्षा बोर्ट स्वस्त असल्याने शक्य तेथे कार्बोनॅडोऐवजी बोर्टाचाच वापर केला जातो.
कुरुविंद : (AI2O3). हा सुट्या कणांच्या स्वरूपात, त्याचे कण कागदावर वा कापडावर चिकटवून किंवा त्यांची चाके बनवून वापरला जातो. याऐवजी कृत्रिम कार्बोरंडमाचा वापर दिवसेंदिवस वाढत आहे. नील व माणिक (लाल) हे कुरुविंदाचे प्रकार रत्ने म्हणून वापरतात. औद्योगिक कुरुविंदाचे साठे दक्षिण आफ्रिकेत, कॅनडात, अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत, भारतात, मॅलॅगॅसीत व रशियात आहेत.
एमरी (Emery) : हे कुरुविंद, मॅग्नेटाइट, थोडे हेमॅटाइट व स्पिनेल यांच्या मिश्रणाच्या खडकाचे नाव होय. या खडकातील उच्च कठीणपणा असणारा घटक म्हणजे कुरुविंद होय. त्याचे कण उच्चतापसह असतात व दाब पडल्यावर हळूहळू भंग पावतात. एखाद्या एमरीचा कठीणपणा व कर्तनशक्ती हे गुण तिच्यात किती कुरुविंद आहे यावर अवलंबून असतात. एमरीचे सुटे कण, तिचे कण चिकटवून तयार केलेले कागद वा कापड किंवा तिच्यापासून केलेली चाके अपघर्षक म्हणून वापरली जातात. चांगली एमरी ग्रीसमधून व तिच्यापेक्षा किंचित कमी प्रतीची तुर्कस्तानातून येते. अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांतील एमरी बरीच नरम असते.
गार्नेट (Garnet) : या खनिज गटात सारखेच भौतिक गुणधर्म परंतु निरनिराळे रासायनिक संघटन असणाऱ्‍या अनेक जाती आहेत. त्यांपैकी आल्मंडाइट या सामान्य आणि क्वचित अँड्राडाइट व रोडोलाइट या इतर जातींचा अपघर्षक म्हणून उपयोग केला जातो. चुनडी व पुलकमणी ही रत्ने या गटातली आहेत. गार्नेटही कित्येक रूपांतरित व क्वचित इतर खडकांत कमी-अधिक संख्येने विखुरलेले आढळतात. त्यांचे खडे एकूण खडकाच्या कमीत कमी दहा टक्के असले व ते पावट्यापेक्षा मोठे असले तरच त्यांचा उपयोग फायदेशीर होतो.
उपयोग : तावदानी काचांची व शोभेच्या दगडांची पृष्ठे सपाट व गुळगुळीत करण्यासाठी गार्नेटाचे सुटे कण वापरले जातात. गार्नेटाचे कण चिकटविलेले कागद किंवा कापड ही पृष्ठ घासण्यासाठी, विशेषत: कठीण लाकडाचे पृष्ठ घासण्यासाठी, वापरली जातात. त्यांची कर्तनशक्ती वाळू-कागदाच्या दुप्पट ते सहापट असते. रबर, सेल्युलॉइड, चामडे इत्यादींच्या वस्तूंच्या व रेशमी किंवा फेल्टहॅटांच्या पृष्ठावर अखेरचा हात फिरविण्यासाठी तसेच तांब्या-पितळेच्या वस्तूंवर किंवा मोटारींच्या बॉडीवर जे रंग किंवा व्हार्निशे दिलेली असतात, ती घासून त्यांचा लेप सर्वत्र सारखा करण्यासाठी गार्नेट-कागद वापरले जातात. गार्नेटाच्या जागतिक उत्पादनापैकी जवळजवळ सर्व अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत होते. स्पेन, भारत, कॅनडा व मॅलॅगॅसी यांच्यातही गार्नेटाच्या खाणी आहेत पण त्यांचे उत्पादन क्षुल्लक आहे. दक्षिण आंध्रात, कर्नाटकात व तमिळनाडूत गार्नेट असणारे खडक आहेत.
सिलिकामय अपघर्षक : यांच्यात वाळू, वालुकाश्म, गारेचे गोटे, फ्लिंट, डायाटमी माती (डायाटम नावाच्या शैवालांनी युक्त असलेली माती), ट्रिपोलीची माती इत्यादींचा समावेश होतो. त्यांपैकी शेवटचे तीन भारतात सापडत नाहीत. पमीस हे सिलिकेटांचे बनलेले असते पण त्याचा समावेश याच गटात करतात. त्याचे साठेही भारतात नाहीत.
उपयोग : वालुकाश्मांपासून धार लावण्याचे दगड, चाके व जाती तयार करतात. क्वॉर्ट्‍झ व फ्लिंट यांच्या गोट्यांचा उपयोग दळण्याच्या यंत्रांत आणि त्यांच्या वाळूचा उपयोग वाळू-कागद व कापड करण्यासाठी होतो. दंतमंजन व धातूंचे पॉलीश करण्यासाठी डायाटमी माती वापरतात. पृष्ठ घासून पूर्वीचा रंग किंवा व्हार्निश काढून टाकण्यासाठी पमीसाचा उपयोग करतात.
संकीर्ण नैसर्गिक अपघर्षक : नरम अपघर्षकांत कॅल्साइट, चिनी माती, ज्वालामुखी राख, चॉक, डोलोमाइट, फेल्स्पार, मॅग्नेसाइट, रूज (काव), संगजिरे इत्यादींचा समावेश होतो.
उपयोग : धातूंचे किंवा इतर वस्तूंचे पृष्ठ घासून साफ करण्यासाठी त्यांचा उपयोग होतो.
कृत्रिम अपघर्षक :
सिलिकॉन कार्बाइड : ग्रॅफाइटाची विद्युत् अग्रे असलेल्या विजेच्या भट्टीत वाळू, कोक व लाकडी भुस्सा यांचे मिश्रण २,५००० से. इतके तापवून हे तयार करतात. साधी काळसर व हिरवी अशा याच्या दोन जाती मिळतात. हिरवी जात अधिक निर्मल व दुधी काचेप्रमाणे पारभासी असते.
उपयोग : काचेच्या, ग्रॅनाइटाच्या, तापवून एकाएकी थंड केलेल्या लोखंडाच्या व कार्बाइड चिकटविलेल्या वस्तू ॲल्युमिनियम, रबर व चामडे इत्यादींच्या वस्तू घासण्यासाठी सिलिकॉन कार्बाइडापासून तयार केलेल्या चाकांचा वापर केला जातो.
∝-ॲल्युमिना : पाण्याने थंड ठेवलेल्या धातूच्या पात्राचे आवरण असलेल्या विजेच्या चाप-भट्टीत, सु. २,२५०० से. तापमानात बॉक्साइट किंवा निर्मल केलेली ॲल्युमिना वितळवून व गोठवून अपघर्षक ॲल्युमिना तयार करतात. ती सिलिकॉन कार्बाइडाइतकी कठीण नसली तरी अधिक चिवट व टिकाऊ असते.
उपयोग : खडबडीत पृष्ठे घासण्यासाठी केवळ ∝-ॲल्युमिनाचे कण किंवा काचीकृत बंधकांच्या (vitreous bonded) जोडीने, वापरण्यास अगदी योग्य असतात.
बोरॉन कार्बाइड : याचा कठीणपणा सिलिकॉन कार्बाइडापेक्षा अधिक व हिऱ्‍यापेक्षा कमी असतो. निर्मल बोरिक ऑक्साइड (B2O3), पेट्रोलियम कोक व थोडे रॉकेल यांचे मिश्रण हवाबंद अशा व ग्रॅफाइटाचा रोध असलेल्या विजेच्या भट्टीत सु. २,५००० से. पर्यंत तापवून बोरॉन कार्बाइड तयार करतात.
उपयोग : बोरॉन कार्बाइडाच्या पुडींचा उपयोग सिमेंटेड टंगस्टनाच्या किंवा टँटॅलम कार्बाइडाच्या वस्तू कापण्याच्या व त्यांचे ‘लॅपिंग’ (कापलेला भाग सफाईदार करण्याची क्रिया) करण्याच्या हत्यारात केला जातो. रत्नांना पैलू पाडण्यासाठी व रत्ने किंवा दगड कपण्यासाठीही बोरॉन कार्बाइडाची पूड वापरतात. २,४५०० से. ला बोरॉन कार्बाइड वितळवून व ते ग्रॅफाइटाच्या साच्यात ओतून आणि उच्च तापमान असताना दाब देऊन ठशाच्या वस्तू तयार करतात. त्या कठीण, लवकर न झिजणाऱ्‍या व टिकाऊ असतात. संपीडित (दाबाखालील) हवेने वाळूचा झोत उडविणाऱ्‍या नळांच्या तोंडांची टोके व गेजांमधील (प्रमाणभूत मापे मोजण्याच्या उपकरणांतील) एकमेकांशी स्पर्श होणारे भाग अशा ओतीव कार्बाइडाचे असतात.
संदर्भ :
- Shaw, Milton C. Principles of Abrasive Processing, Oxford Science Publications, 1996.
समीक्षक – भालचंद्र भणगे