стандарт fepa что это
Соотношение стандартов зернистости FEPA и ГОСТ
Для классификации зернистости используются специальные сводные таблицы, но в разных странах действуют различные системы оценки. Существует несколько наиболее популярных классификаций, которые принято сравнивать между собой, поэтому необходимо изучить цифровое и буквенное обозначение оценочных систем разного типа.
FEPA – унитарная классификация для европейских стран
The Federation of the European Producers of Abrasives (FEPA) – это классификация для абразивов, разработанная производителями и контрольными органами европейских стран. Данной таблицей также пользуются в США, несмотря на существование собственного американского регламента для обозначения зернистости.
Следует уточнить, что данная классификация устанавливает различные значения для объемных и поверхностных материалов, так как расчет параметров осуществляется по соотношению количества частиц в единице объема. Поверхностные абразивы не имеют объема, поэтому к таким материалам применяется формула расчета количества частиц на единице площади. В итоге сложилась ситуация, когда один и тот же абразив в разной форме изделия обладает различными показателями зернистости.
Помимо деления на виды материала, каждый стандарт состоит из подкатегорий: макрогриты и микрогриты. В первом случае требования установлены для грубых зернистостей, во втором – для мелкодисперсных. В зависимости от размера фракций используются различные требования к составу, поэтому производителям предстоит сначала определиться с основными характеристиками продукции и затем проверять свои изделия на соответствие установленной классификации.
ГОСТ – нормативные требования к абразивам в России и в ряде стран бывшего СССР
ГОСТ – это список стандартов, которые были разработаны еще во времена Советского Союза, и некоторые из них остаются действующими до сих пор. Требования к абразивам, созданные советскими инженерами, используются российскими предприятиями и сохраняют актуальность по нынешний день.
Различают два основных ГОСТа для абразивов:
Стандарты к алмазным абразивам выстроены по определению диапазона основной фракции. Для создания простой и понятной классификации используются категории фракций – основная, смежная и предельная. Распределение материалов по ступеням осуществляется при помощи микронной лестницы, которая применима как к мелкодисперсным материалам, так и к абразивам с крупными зернами. Помимо основных типов, ГОСТ рассматривает характеристики субмикронных фракций, но подобные абразивы используются крайне редко.
Система диапазонов распределяется по микронной лестнице, поэтому определить фракцию довольно просто, и для этого не нужно производить сложные математические расчеты. Аналогичная система оценки используется для анализа неалмазных абразивов, что намного упрощает работу с классификацией изделий и оборудования.
Существуют сводные таблицы, в которых можно посмотреть классификацию абразивов в разных системах. Как показывает практика, в некоторых случаях более эффективным является российский ГОСТ, который предъявляет более высокие требования к абразивам. Основная фракция по ГОСТу составляет от 70% до 80% среднестатистических зерен, в то время как такое же размерное значение в европейской классификации занимает лишь 50%.
Таблица соотношения зернистости по FEPA и ГОСТ
Примерный размер зерен (в микронах)
Шкала зернистости
Примерный размер зерен (в микронах)
Стандарты на абразивные порошки и материалы
Существуют следующие основные стандарты зернистостей синтетических алмазных порошков
СТАНДАРТ FEPA
Обозначение зернистости согласно стандарту FEPA представляет собой код, состоящий из ширины отверстия самого крупного сита, используемого при классификации алмазных порошков и числа размерных интервалов между самым крупным и самым мелким используемым ситом.
СТАНДАРТ США (JIS)
Обозначения зернистости в мешах стандарта US (JIS) приблизительно указывают число отверстий на дюйм, т.е.размеры мелкого зерна определяются большими цифрами, а размеры крупного зерна меньшими цифрами.
Зернистость шлифовальной шкурки
Зернистость шлифовальной шкурки
Методом классификации наждачной бумаги является зернистость или величина её абразивных частиц. Она же является основным ориентиром при выборе шлифовальной шкурки для выполнения различных работ.
Зернистость — условная числовая характеристика зернового состава шлифовального материала.
Размер шлифзерна и шлифпорошков обозначают как 0,1 размера стороны ячейки сита в свету в микрометрах, на котором задерживаются зерна основной фракции. Зернистость микрошлифпорошков обозначают по верхнему пределу размера зерен основной фракции.
Чем больше абразива размещается на единице площади, тем меньше размер крупинок. Соответственно, чем меньше абразива, тем крупнее кристалл.
Маркировка наждачной бумаги по зернистости
Маркировка шлифшкурки по зернистости регламентируется отечественным ГОСТ 3647 и ГОСТ 52381 и международным стандартам FEPA P. Последнее обозначение чаще встречается на обратной стороне изделия.
Следует отметить, что данные ГОСТа и значения международных стандартов перекликаются между собой.
Специалисты белгородского абразивного завода разработали рекомендуемые соответствия зернистости по ГОСТ и FEPA P.
Условное соответствие зернистостей шлифовального зерна по ГОСТ 3647, ГОСТ 52381, FEPA P
ГОСТ 3647,
ГОСТ 52381
FEPA P
ГОСТ 3647, ГОСТ 52381
FEPA P
100-Н
P180
P220
P240, P280
P320
Р320
P360, Р400, P500
P600, P800
P1000, Р1200
P100
P1500
P120
P2000, P2500
P150
P3000
Условно можно выделить три категории зернистости шлифовальной шкурки:
В зависимости от условий применения инструмента необходимо учесть следующее:
Как подобрать зернистость шлифовальной шкурки
Специалисты технологического отдела Белгородского абразивного отдела разработали рекомендации по подбору шлифовального инструмента, в зависимости от того, какой материал необходимо обработать и какая выполняемая операция. С рекомендациями можно ознакомиться в Таблице 2.
Выбор размера абразивного зерна при подборе материалов для шлифования
Абразивное зерно разного размера используется для различных целей. Зерно при его изготовлении сортируется по размерам согласно так называемому стандарту FEPA.
Размер абразивного зерна определяется количеством ячеек на дюйм в сите, через которое просеивается зерно. В случае с микро градациями количество ячеек является теоретической величиной.
Чем более высокая градация зернистости у шлифовального материала, тем более мелкое сито использовано при его изготовлении.
 |
|---|
| Рис. 1. Сортировка абразивного зерна через сито |
Стандарты зернистости FEPA и ANSI
Шлифовальные материалы с маркировкой зерна «Р» изготовлены по стандарту FEPA (Federation of European Producers of Abrasives, что в переводе значит Федерация Европейских Производителей Абразивов). По этому стандарту строго определяется размер зерна.
Примерное соответствие разных стандартов приведено в таблице 1 ниже, в том и числе и привычных нам российских величинах зернистости.
Таблица 1
Зернистость шлифовальных материалов по разным стандартам
| Размер зерна в микронах | FEPA P | ANSI | ГОСТ РФ |
|---|---|---|---|
| 1815 | Р 12 | 12 | 160 |
| 1324 | Р 16 | 16 | 125 |
| 1000 | Р 20 | 20 | 100 |
| 764 | Р 24 | 24 | 80 |
| 642 | Р 30 | 30 | 63 |
| 538 | Р 36 | 36 | 50 |
| 425 | Р 40 | 40 | 40 |
| 336 | Р 50 | 50 | 32 |
| 269 | Р 60 | 60 | 25 |
| 201 | Р 80 | 80 | 16 |
| 162 | Р 100 | 100 | 12 |
| 125 | Р 120 | 120 | 10 |
| 100 | Р 150 | 150 | 8 |
| 82 | Р 180 | 180 | 6 |
| 68 | Р 220 | 220 | 5 |
| 58,5 | Р 240 | М63 | |
| 52,2 | Р 280 | 240 | М50 |
| 46,2 | Р 320 | М40 | |
| 40,5 | Р 360 | 280 | |
| 35 | Р 400 | 320 | М28 |
| 30,2 | Р 500 | М20 | |
| 25,8 | Р 600 | 360 | М10 |
| 21,8 | Р 800 | 400 | М7 |
| 18,3 | Р 1000 | 500 | М5 |
| 15,3 | Р 1200 | 600 | |
| 12,6 | Р 1500 | 800 | |
| 10,3 | Р 2000 | 1000 | |
| 8,4 | Р 2500 | 1200 |
Использование стандарта абразивного зерна при изготовлении шлифовальных материалов гарантирует ровность шлифуемой поверхности.
Шлифовальные материалы, в которых использовано не стандартизированное зерно, не имеют право использовать маркировку «Р». Шлифование такими материалами повышает риск получения неровной поверхности, а также сквозной прошлифовки слоя покрытия.
Введение
Вопрос на засыпку (попробуйте ответить на него сами или задайте его опытному заточнику, если вы пока не разбираетесь в предмете). Есть алмазная гранула размером 9 мкм. Какова ее зернистость в разных классификациях зернистости?
Скорее всего вы (или ваш визави) откроете одну из многочисленных сводных таблиц, чтобы найти однозначный ответ. И в этом случае ваш ответ будет неверным, вне зависимости от того, какие значения вы назовете. Потому что заданный вопрос просто не имел смысла.
Зернистость во всех существующих классификациях определяет статистический состав абразива как конгломерата огромного количества частиц. С отдельными частицами классификации не работают. Нельзя присвоить зернистость отдельно взятой частице, потому что частица одного размера может входить в совершенно разные фракции абразива. (Частица 9 мкм из нашего примера может входить в 4 фракции по ГОСТ 9206-80, и в целых 8 фракций по JIS!)
Что такое зернистость
Человек всегда будет стремиться свести любую сложную проблему к одному числу, и зернистость – не исключение. Вне всяких сомнений, присвоить любому точильному камню одно единственное число – зернистость – является очень соблазнительной идеей, так как задача сравнения становится тривиальной. Жонглируя значениями зернистости, вы должны отчетливо понимать – что стоит за цифрами. Пользуясь таблицами преобразования – знать фундаментальные недостатки и ограничения каждой классификации.
Основные классификации зернистостей объемных абразивов, которыми пользуются в деле заточки:
Каждая из этих классификаций дает определение своего набора зернистостей. Зернистость – величина дискретная (не непрерывная). К примеру, FEPA-F дает определение зернистости 800 и 1000, а зернистостей 801 или 900 не существует.
Любой абразив (неважно – твердый, паста или порошок) состоит из громадного числа частиц. В мире пони и бабочек (в котором живут многие маркетологи компаний-производителей) все частицы имеют одинаковый размер. В реальном мире абразивные частицы не могут иметь одинаковый размер, одни будут больше, другие – меньше. Даже если производитель тщательно сортирует абразивные частицы по размеру, всегда будет определенный диапазон размеров. Как классифицировать абразивный порошок, состоящий из миллиарда частиц разного размера?
Классификации вносят элемент порядка в хаотический мир статистики. Зернистость определяется как интегральная функция предельного распределения размера зерен. Поясняющая картинка – зернистость грубых абразивов (макрогриты) в классификации FEPA-F (мы используем логарифмическую шкалу на всех графиках). Большая часть исследуемого абразива должна находиться внутри указанного диапазона. Особо подчеркну – среднее значение размера зерен не совпадает с центром диапазона, а просто находится внутри.
Примерим на себя роль лаборанта, который должен определить зернистость FEPA-F абразивного порошка. Мы последовательно берем пары эталонных сит – крупнозернистое сверху и мелкозернистое снизу. И сыпем порошок сверху. Если большая часть порошка проходит сквозь верхнее сито и застревает в нижнем сите – значит образец удовлетворяет зернистости. При этом возможны три случая:
И это – общая проблема при пользовании таблиц зернистостей. Зернистость по одной классификации никогда не совпадает с какой-либо зернистостью другой классификации. Если производитель декларирует соответствие бруска какой-либо зернистости, без тщательного лабораторного анализа невозможно определить соответствие бруска зернистости в другой классификации. Можно лишь делать допущения и упрощения.
Что такое фракция
Вы спросите – неужели нарисованные на графике прямоугольники FEPA так сильно отличаются от аналогичных для других классификаций? Все дело в том, что мы сильно упрощаем суть, так как говорим лишь об основной фракции. Основная фракция – это лишь половина абразивных частиц (размер которых ближе всего к среднему значению). Вторая половина (ее называют смежной фракцией) может находиться за пределами описанного диапазона. Смежная фракция может оказывать существенное влияние на чистоту абразива в целом.
Например, абразив J 2500 (JIS) имеет основную фракцию в диапазоне 5-6 мкм, а зерна смежной фракции могут достигать 14 мкм, что почти втрое крупнее. Если вы взглянете на таблицу преобразования в конце статьи, то увидите, что J 2500 соответствует ГОСТ 7/5. Но ГОСТ 9206-80 запрещает наличие крупных зерен смежной фракции. Поэтому транслировать J 2500 в ГОСТ 7/5 по меньшей мере самонадеянно.
Но и это еще не все! Основная фракция – около 50% частиц, смежная – еще около 40%. Остается еще 9-10% частиц, размер которых может выходить за диапазон смежной фракции. Это называется предельной фракцией. К примеру, абразив с зернистостью J 240 имеет основную фракцию 57±3 мкм, а зерна предельной фракции могут достигать размера 127 мкм! И это не какой-то брак, это такой стандарт.
Разумеется, не стоит кидаться в крайности и считать, что раз стандарт допускает разброс, безобразный с точки зрения заточки ножей, то производители этим пользуются и халтурят. Реальные абразивные бруски скорее всего будут иметь адекватное распределение размера зерен. Но не зная этого наверняка, не стоит делать допущений.
Пройдемся по основным классификациям.
FEPA (The Federation of the European Producers of Abrasives, http://www.fepa-abrasives.org/) регулирует стандарты абразивов для Европы. Несмотря на наличие своего национального стандарта ANSI, производители США повсеместно используют стандарты FEPA для обозначения зернистости. Актуальные стандарты: 42-1:2006, 42-2:2006 для объемных абразивов и 43-1:2006, 43-2:2006 для поверхностных абразивов. Отсутствуют в свободном доступе.
Исторически сложилось, что значение зернистости объяснялось как количество частиц в единице объема для объемных абразивов. Так как у поверхностных абразивов объема нет, то для них зернистость объяснялась как количество частиц на единице площади. Этот не очень продуманный подход привел к тому, что один и тот же абразив имеет разную зернистость в точильном камне и на наждачной бумаге. Чтобы не путаться, для объемных абразивов используют обозначение «F» (классификацию называют FEPA-F), для поверхностных абразивов – обозначение «P» (FEPA-P).
Каждый из двух стандартов в свою очередь разделяется на два подстандарта: для макрогритов (грубых зернистостей) и микрогритов (мелкодисперсных зернистостей). Они имеют несколько разные требования к составу фракций.
JIS (Japanese Industrial Standards) регулирует стандарты абразивов Японии. Актуальный стандарт для объемного абразива: JIS R 6001:1998. Отсутствует в свободном доступе.
В этой статье анализируются только микрогриты для JIS. (Информации по макрогритам JIS не было найдено.)
ГОСТ регулирует стандарты абразивов РФ и некоторых стран бывшего СССР. Все стандарты ГОСТ есть в свободном доступе.
Актуальные стандарты, регулирующие зернистость:
ГОСТ 9206-80 (для алмазов) используют интуитивно понятное именование зернистостей – в ней указывается диапазон основной фракции. Но в этом скрывается подвох, так как есть еще смежная и предельная фракции (поэтому алмазный порошок 2/1 может включать зерна от 0 до 3 мкм.)
Одна из прелестных черт классификации ГОСТ 9206-80 – это простая система диапазонов для всех фракций: основной, смежной и предельной. Надо лишь запомнить микронную лестницу – последовательность 1 – 2 – 3 – 5 – 7 – 10 – 14 – 20 – 28 – 40 – 60 для микрогритов, и аналогичную для макрогритов. Соседняя пара чисел будет основной фракцией для одноименной зернистости (к примеру 7/5 – основная фракция от 5 до 7 мкм). Смежная фракция – на одну ступеньку вниз (от 3 до 5 мкм). Предельная фракция – еще на одну ступеньку вниз и на одну – вверх (от 7 до 10 мкм, плюс от 2 до 3 мкм).
Для макрогритов смежная фракция – на одну ступеньку вверх и вниз. (Предельной фракции нет.)
В ГОСТ 9206-80 есть еще классификация субмикронных фракций, но мы ее не будем затрагивать в виду малого использования.
Если вы сравните размер полосок основной фракции ГОСТ 9206-80 с FEPA и JIS, вы обратите внимание на их сравнительно большой размер. Но не стоит ругать советский стандарт. В отличии от FEPA и JIS, основная фракция ГОСТ – это от 70% до 80% среднестатистических зерен (в отличии от 50% в FEPA, JIS и даже ГОСТ 3647-80).
ГОСТ 3647-80 (для не-алмазов) использует почти такую же микронную лестницу, но другую систему именования. Для макрогритов зернистость обозначается числом, для микрогритов – числом с индексом «М». При этом разработчики стандарта своеобразным образом «сплавили» макрогриты и микрогриты: зернистость 5 = М63, зернистость 4 = М50 (они полностью эквивалентны за исключением верхней предельной фракции).
Сводный график
Сведем все полученные данные в один график. Вертикальная шкала – размер зерна в логарифмической шкале, на которой горизонтальными линиями отмечены 0, 1, 10 и 100 мкм.
Теперь, приложив немного усилий, вы сможете ответить на некоторые вопросы, которые раньше ставили вас в тупик. Иногда вы видите явное несоответствие каких-либо данных «общепризнанным» таблицам зернистости.
Например, бруски Boride серии Golden Star имеют две маркировки – FEPA-F и JIS. На бруске зернистости F 800 отпечатано «J-1500».
Но если вы посмотрите любую таблицу преобразования, то напротив F 800 будет другая зернистость – J 2000. Boride ошиблись? Если абстрагироваться от дискретных значений в таблице и переключиться на график с диапазонами, то все встает на свои места. Boride делает бруски из отборных зерен, и реальный диапазон может быть очень узким. Легко представить где на графике должны быть зерна Golden Star 800, чтобы удовлетворять условиям F 800 / J 1500.
Нерегулируемые зернистости
Как вы, наверное, догадались, все описанные стандарты создавались с большим запасом. Необработанный песок, который черпает ковшом из карьера экскаватор, наверняка подходит под одну из зернистостей. И тем не менее, очень часто производители абразивов сталкиваются с тем, что их продукт не вписывается ни в одну стандартную зернистость. В этом случае вступают в дело маркетологи! И они начинают изобретать свои собственные зернистости.
Boride изобрела несуществующую зернистость F 900, базируясь на среднем размере зерна. Не исключено, что абразивы с маркировкой F 900 не удовлетворяют стандарту FEPA-F для соседних зернистостей: F 800 и F 1000. Eze-Lap изобрела несуществующую зернистость F 250 для своих грубых алмазов.
JIS заканчивает свое существование на отметке 8000 грит. Но уже начиная с 4000 грит начинается настоящая вакханалия. Производители японских водных камней и примкнувший к ним Norton предлагают собственные «продолжения шкалы JIS». Разумеется, каждый гнет свою линию, не оглядываясь на других. 5000, 10000, 15000, вот уже 30000 грит. Что означает та или иная зернистость в этом диапазоне, могут дать лишь данные о размере зерна.
Таблица зернистости
Если вы прочитали все вышесказанное, вы должны понимать необходимость таблиц преобразования с одной стороны, и огромные ограничения их использования с другой. Подавляющее большинство известных производителей абразивов не пользуются никакими стандартами классификаций вообще, либо отходят от них для некоторых продуктов. Но каждая надпись в приведенной таблице – это не точка, а размытое пятно. Пятно может быть маленьким, может быть большим (в зависимости от строгости отбора зерен для конкретного абразива). Если вы конвертируете одну зернистость в другую, не забывайте произносить слово «примерно».
Таблица разделена на серии с соответствующими заголовками. Вертикальная позиция метки – это средний размер зерна в микронах.
Некоторые колонки включают две серии (для компактности), например, в одной колонке вы найдете шкалу «ASTM Sieve» и серию Chosera. В этом случае метки двух серий различаются цветовым оформлением.
Черно-оранжевые вертикальные полосы демонстрируют удвоение размера зерна. Часто считается, что комплект абразивных брусков должен иметь зернистости с логарифмической прогрессией. Так как наша таблица имеет логарифмическую шкалу, то зернистости в наборе должны быть равноудалены друг от друга.
В некоторых колонках вы увидите метки, выделенные красным цветом. Это отмечены серии, которые не имеют своих отдельных колонок.
Цветные метки соответствуют продуктам, имеющим такой же цвет в реальности, например бруски Chosera и алмазы DMT. Цвет алмазных паст, указанный в колонке «♢ Compound», стал стандартом де факто, ей пользуются компании Advanced Abrasives Corporation, Amplex Superabrasives, BORIDE Engineered Abrasives, Engis®, Norton, PPT Pro Polishing Tools, United States Products Co. Российские алмазные пасты выпускаются в других цветах по требованию ГОСТ.
Фиолетовым цветом отмечены метки, которые были смещены по вертикали для того, чтобы избежать наложения друг на друга. Бруски Shapton 8K и 10K, 15K и 16К были смещены по вертикали на 2%. Micro-Mesh™ MXD 600, 800 и 1200 были смещены на 4.5% (они практически идентичны друг другу по зерну). В одном случае два бруска совпадают по зернистости: Norton Hard Arkansas и Spyderco Fine. Соответствующие метки надо читать как «Spyder Fine» и «Hard Ark», находящиеся в одной колонке в одной точке.
Алюмокерамика Spyderco, Wicked Edge, BRKT, а также арканзасы соответствуют «ожидаемой зернистости», то есть по результатам тестов, а не анализа физической структуры.
Продукты с недоказанной зернистостью отмечены серым цветом.
Для стандартных классификаций использовался средний размер зерна основной фракции.
Для продуктов, использующих средний размер зерна в микронах, использовался этот самый размер.
Один пиксел соответствует изменению размера на 1%. Поскольку из статьи вы знаете, что средняя фракция стандартных классификаций имеет существенно больший разброс, положение меток имеет достаточную точность для сравнения.
В колонке «Other» (другие) вы найдете пункт «Table Salt» (поваренная соль). Это шутка автора таблицы.