ساحج

آلية السحج

علاوةً على ذلك، عندما يتحرك سطحان أحدهما على الآخر، يجب أن تتغير مواقع قمم التفاوتات المجهرية (الخشونة السطحية)، أو تزداد صلابتها، أو تنكسر. وإذا كانت الإجهادات الموضعية كبيرة بما يكفي، فسيؤدي ذلك إلى فشل حجم ضئيل من المادة المتآكلة، وينفصل جسيم صغير. يحدث هذا النوع من التآكل بغض النظر عما إذا كان التلامس بين السطحين ناتجًا عن الانزلاق أو الدوران أو الصدم. تتضمن بعض أشكال التآكل تأثيرًا ضئيلًا أو لا تتضمن أي تأثير على الإطلاق، ولكن في أشكال أخرى تكون طاقة التصادم عاملاً حاسماً في تحديد فعالية المادة الساحجة. فالمواد الهشة، مثلًا، تميل إلى التفتت عند التعرض للتصادم، وقد يشبه تآكلها التعرية أكثر من الكسر.

إضافةً إلى ذلك، يحدث السحج (التآكل الكاشط) في أغلب الأحيان نتيجة خدش السطح. وكقاعدة عامة، لا تتعرض المادة لخدش خطير إلا بواسطة مادة أكثر صلابة منها، وهو الأساس الذي يستند إليه مقياس موس للصلادة، الذي تُصنف فيه المواد بحسب قدرتها على خدش المواد الأقل صلابة.

كذلك، أثناء عملية السحج، تخترق جزيئات المادة الساحجة أولاً المادة المكشوطة (المشغولة)، ثم تتسبب في تمزق جزيئات من سطحها. وتعتمد سهولة تغلغل الجسيمات الساحجة في السطح على صلادة السطح المكشوط؛ بينما تعتمد سهولة انفصال السطح المشوه على قوة المادة، وفي بعض الحالات، على صلابتها (مقاومتها للكسر). ومن بين الصلادة والقوة والصلابة، تُعد الصلادة عادةً العامل الأهم في تحديد مقاومة المادة للتآكل.

علاوةً على ذلك، تُعتبر المواد الساحجة عادةً مواد ذات صلادة تتراوح بين 6 و10 على مقياس موس، ويمكن استخدامها لتقليل أو تنعيم أو تنظيف أو تلميع أسطح مواد أخرى أقل صلابة مثل المعدن أو الزجاج أو البلاستيك أو الحجر أو الخشب.

الأشكال الأساسية للمواد الساحجة

الخواص الفيزيائية (مقياس موس)

ومن جهة أخرى، مطلية على دعامات مصنوعة من الورق أو القماش على شكل أوراق (مثل ورق الصنفرة)، أو شرائط، أو أحزمة.

تستعمل الصناعة المواد الساحجة في ثلاثة أشكال أساسية:

• اقرأ كذلك
• كورندم
• صلادة
• مقياس موس لصلادة المعادن
• ورق الصنفرة
• سفع رملي

ومن جهة أخرى، يوضح الجدول التالي قيم الصلادة وفق مقياس موس لعدد من المواد الشائعة، وتتراوح بين المواد اللينة (مثل الشمع والجرافيت) إلى الأشد صلابة (الماس):

إضافةً إلى ذلك، سائبة، محفوظة في حامل سائل أو صلب كما هو الحال في عمليات التلميع أو الدوران، أو مدفوعة بقوة الهواء أو ضغط الماء ضد سطح العمل (مثل السفع الرملي للمباني).

من جهة ثانية، ملتصقة لتشكيل أدوات صلبة مثل عجلات الطحن، والأسطوانات، والحلقات، والأكواب، والقطع، أو العصي.

استخدامات المواد الساحجة

• تندرج تطبيقات المواد الساحجة عمومًا ضمن الفئات التالية:
• تنظيف الأسطح والإزالة الخشنة للمواد الزائدة، مثل الصقل اليدوي الخشن في المسابك.
• التشكيل، كما في صقل الأشكال وشحذ الأدوات.
• تحديد الحجم، بشكل أساسي في الصقل الدقيق.
• الفصل، كما في عمليات القطع أو التقطيع.

في هذا الإطار، تُستعمل المواد الساحجة بشكل أساسي في تشغيل المعادن لأن حبيباتها قادرة على اختراق حتى أصعب المعادن والسبائك. ومع ذلك، فإن صلابتها العالية تجعلها مناسبة كذلك للعمل مع مواد صلبة أخرى مثل الأحجار والزجاج وأنواع معينة من البلاستيك. كما تُستعمل المواد الساحجة مع المواد اللينة نسبيًا، بما في ذلك الخشب والمطاط، لأن استخدامها يتيح إزالة كميات كبيرة من المادة، وقدرة قطع تدوم طويلاً، وتحكمًا جيدًا في الشكل، وتشطيبًا دقيقًا.

المواد الساحجة الطبيعية والمصنعة

وفي السياق ذاته، على مدى المائة عام الماضية على وجه التقريب، حلت المواد الساحجة المصنعة — مثل كربيد السيليكون وأكسيد الألومنيوم — محل المواد الساحجة الطبيعية إلى حد كبير؛ بل إن الماس الطبيعي قد حُلّ محله على وجه التقريب بالماس الاصطناعي. ويعود نجاح المواد الساحجة المصنعة إلى خصائصها الفائقة التي يمكن التحكم فيها، فضلاً عن توحيدها الذي يمكن الاعتماد عليه.

في هذا الإطار، تتميز كل من المواد الساحجة المصنوعة من كربيد السيليكون وأكسيد الألومنيوم بصلابتها الشديدة وهشاشتها، ونتيجة لذلك فإنها تميل إلى تكوين حواف حادة. تساعد هذه الحواف المادة الساحجة على اختراق مادة العمل وتقليل كمية الحرارة المتولدة أثناء عملية السحج. ويُستعمل هذا النوع من المواد الساحجة في عمليات الطحن الدقيق والتشطيب. أما المواد الساحجة القوية، التي تقاوم الكسر وتدوم لفترة أطول، فتُستعمل في عمليات الطحن الخشن.

المواد الساحجة

وفي هذا السياق، تُعد المواد الساحجة بلورات صلبة، توجد في الطبيعة أو تُصنع صناعيًا. وأكثر هذه المواد استخدامًا هي أكسيد الألومنيوم، وكربيد السيليكون، ونيتريد البورون المكعب، والماس. وتُستعمل مواد أخرى مثل العقيق، والزركونيا، والزجاج، وحتى قشور الجوز في تطبيقات خاصة.

من جهة ثانية، ولغرض استخدام تلك المواد لا بد من سحقها أولاً بحيث يصغر حجمها إلى حبيبات بحجم 2 مليمتر أو إلى درجة سحق أعلى بحيث يصل حجم الحبيبات إلى نحو 0.001 مليمتر، وذلك يعتمد على الغرض المراد استخدامها فيه. وتتميز الحبيبات الناتجة بحروف حادة وتصبح مدببة الجوانب مما يساعدها على زيادة ضغط احتكاكها بالأسطح المراد سحجها وتلميعها.