История развития процессов абразивной обработки и производства абразивных изделий, тесно связана с историей человечества и во многом предопределило его развитие. В многовековой истории процессов абразивной обработки до современного состояния было несколько периодов развития:
Первый период — использование для целей абразивной обработки естественных абразивных пород, продолжавшийся от глубокой древности до первой половины XIX в.
Период «неолита» явился временем начала развития технологий обработки камня, кости и рога. Около восьми тысяч лет назад люди освоили технику пиления, сверления и шлифовки. Эти открытия вызвали настоящую революцию в развитии общества, названную неолитической революцией. Но она не смогла бы состояться без использования в те далекие времена абразивных материалов.
Начались поиски материалов и минералов, пригодных для производства предметов труда и орудий. Неолит стал также и временем первого знакомства с самородными металлами - медью, золотом и серебром. Шлифование, как метод обработки, известно человеку с незапамятных времен: тем или иным способом обтачивались и шлифовались практически все создаваемые человеком орудия охоты и предметы быта. История и развитие разнообразного абразивного инструмента - неотъемлемая часть истории развития человечества.
На ранних этапах заготовку просто шлифовали о шершавый камень. Затем между заготовкой и шлифовальным камнем стали подсыпать кварцевый песок. Это ускорило процесс обработки. Наконец, был освоен процесс мокрой шлифовки, когда шлифовальную плиту обильно и часто поливали водой. Для окончательной отделки и полировки древние умельцы применяли измельченный пемзовый порошок, который наносили с помощью кусочка кожи. Искусство полировки доходило до такой высоты, что в некоторых местностях практиковалось производство каменных зеркал, вполне пригодных для употребления (на Гавайях такие зеркала делали из базальта, в доколумбовской Мексике - из обсидиана).
Впоследствии древние люди пришли к пониманию, что лучше шлифует песок не с реки или моря, хотя его проще достать, а добытый из земли, поскольку кромки у зерна острые, а у песка на воде за счет перекатывания и перетирания кромки округляются и для абразивных работ малопригодны. Потом начали применять другие природные абразивы: наждак, кремень и пр. В зависимости от географического положения, использовались различные абразивы - мелкие морские ракушки, корунды, гранаты, но основные принципы шлифования практически не менялись.
Развитие инструмента для сверления - от обычной деревянной палки до каменного сверла и изобретения лучкового способа вращения сверла в эпоху неолита - позволило делать первые отверстия в твердых и хрупких материалах. Технология сверления с применением абразивных порошков и трубчатых костей стала очередным великим открытием в производстве инструментов. Под перпендикулярно срезанный торец трубчатой кости, приводимой во вращение сначала руками, а затем, с открытием лука, - тетивой лука, обернутой вокруг кости, подсыпался абразивный порошок, и подавалась вода, как смачивающая и охлаждающая жидкость. Эта технология позволяла выполнять сквозное сверление во всех известных материалах, включая и кремень, окончательно решая проблему надежного закрепления ручек в топорах, молотках и т. п.
Когда же пиление и сверление было дополнено шлифовкой, древний человек полностью овладел всей технологией обработки камня. Главное отличие шлифовки камня от других способов обработки заключалось в возможности удалять материал очень малыми и ровными слоями, причем одновременно со всей поверхности заготовки. Появились инструменты правильных геометрических форм с гладкой поверхностью. Шлифовка позволяла обрабатывать материал любой формы, строения и твердости.
При переходе к железному веку железо становится основным материалом для производства оружия и орудий труда, усложнение хозяйственной деятельности привело человека к необходимости создания более совершенных инструментов с тщательно отделанными лезвиями. Люди научились обрабатывать металл, и для его шлифования требовались новые абразивы
Из истории известно, что у многих народов и культур, особенно у скифов, абразивы были культовыми предметами. Ни один уважающий себя воин не обходился без специального предмета - точильный камень, древнего оселка. Благодаря нему точились мечи, ножи, заострялись двух, трёх и четырёхгранные наконечники стрел.
Древний оселок имел продолговатую форму с отверстием вверху, таким образом, его можно было без проблем прикрепить к поясу. В некоторых племенах северо-кавказских культур этот предмет связан с языческим богом неба и грозы. Оселки часто находят вместе и с другим арсеналом воина в протомеотских (до сарматских) и киммерийских захоронениях, они представляют из себя узкую или широкую пластину камня с утолщением посередине. Обломки брусков, сточенные до основания встречаются в древних поселениях и стоянках кочевников. Сделаны были точильные бруски из мелкозернистых пород песчанников, сланцев и кварцитов.
Удивительно то, что в оселки чаще встречаются новые, специально для жизни в ином мире. Точила делались из разного камня (с мелко кристаллической структурой) часто твёрдых, красивых пород. Они хорошо отшлифованы, отверстие аккуратно просверлено либо с одной стороны, либо с двух. Самые длинные из них от 18-21см.
Не менее древней является шлифовальная шкурка (наждачная бумага). Сушеные рыбьи шкуры явились её прототипом. Изначально использовалась кожа некоторых видов акул с грубой чешуей, в основном для обработки древесины. Обработка более твёрдых материалов потребовала других абразивов.
Ещё в Древнем Китае, наряду с точильными камнями, наждачка широко использовалась для изготовления домашней утвари и украшений. Её из разных природных материалов: измельченных моллюсков, разных семян, песка. Клей для создания бумаги делали как из веществ, образующихся при вываривании костей, так и растительных материалов с клеющими свойствами. Клеющими веществами наждачную крошку закрепляли на пергаменте — им далее можно было шлифовать необходимые изделия. Некоторые древние народы применяли как шлифовальную шкурку кожу крокодилов и даже акул.
С этого времени для человека не было ничего невозможного - он мог придавать изделию любую желаемую форму и грани всегда оставались гладкими и ровными. Абразивные материалы и инструмент различались в зависимости от традиций и условий конкретного региона. По мере совершенствования орудий труда совершенствовался процесс шлифования. В начале первого тысячелетия появились первые песчаные ручные точила. И хотя точильный камень – был непрочный и грубый, результаты работы на нем были качественны и точны
С появлением первого кустарного производства в 5-6 веках шлифование и полирование стали его частью. Первые абразивные станки это приспособления с лучком для добывания огня плавно перешедшие в сверление каменных топоров а также планшайбы гончаров и мельницы мукомолов.
Потом появились станки с прямым приводом кривошипом, сначала ручным, а потом и с использованием подсобных рабочих или животных
Первоначально абразивная обработка велась на монолитных кругах вырезанных из природных камней, в основном из природного песчаника. Отделочная обработка велась на деревянных кругах обтянутых воловьей кожей смесью масла с наждаком за счет мягкого основания абразив при работе вдавливался в поверхность и не оставлял глубоких рисок.
Полирование велось на деревянных кругах, на поверхности которых натягивался ремень, покрытый разведенным в масле крокусом или наждаком. В зависимости от величины зерен последнего, различалось грубое и тонкое полирование. Для придания лучшим сортам клинков особо красивой поверхности применялась полировка на кругах, покрытых тончайшим крокусом на разведенном спирту, сами же круги вращались сравнительно медленно.
Второй период — развитие производства и использование для целей обработки искусственных абразивных изделий (кругов, брусков, шлифовальной шкурки и др.) из естественных абразивных материалов, в основном корунда, наждака, граната и др., продолжавшийся с начала XIX в. до начала XX в.
Отправной точкой в развитии абразивной обработки является промышленная революция в Англии, в конце 18-го века. Начиная с этого периода машинная технология стала играть первостепенную роль в развитии промышленности и серьезно возросла потребность в абразивных материалах. Каменщики Англии, Франции, Швеции и Америки быстро наживали состояния: в этих странах были найдены месторождения особенно удачных по структуре точильных камней. Взрыв спроса на шлифовальные камни взвинтил цены на все естественные абразивные материалы: искусственных тогда еще не изобрели.
Высокие цены на точильные камни, которые высекали из цельного камня, стимулировали поиск суррогатов. В результате, в 1842 году были изобретены и изготовлены искусственные шлифовальные круги из размолотых зёрен наждака смешанных с глиной. Круги формовали под прессом, а затем обжигали. Прочность этих кругов была невысокой, поэтому применялись они достаточно ограничено. Требовались более прочные связующие. Первым искусственным абразивным инструментом, изготовленным из зерен естественного корунда и наждака, был инструмент на магнезиальной связке, появившийся впервые в 60-х гг. XIX в. Затем был изготовлен и нашел промышленное применение инструмент на вулканитовой связке и шлифовальная шкурка, изготовляемая методом ручной насыпки зерна. Несмотря на несовершенство, указанные виды инструмента находили широкое применение для заточки инструмента и обдирки металла.
В 1872 г. был выпущен первый круглошлифовальный станок, в котором абразивный круг, применявшийся ранее для заточки инструмента, стал использоваться в качестве инструмента для точной обработки деталей, что, в свою очередь, привело к совершенствованию абразивного инструмента и созданию в 80-х гг. XIX в. абразивного инструмента на керамической связке из естественных абразивных материалов, более производительного и совершенного по сравнению с кругами на магнезиальной связке.
Производительность станка была небольшой, скорость не превышала 5-7м/с, но он позволил в разы повысить точность обработки. Практически одновременно был изобретен плоскошлифовальный станок и круг с резиновой связкой.
Революцией в абразивах, несмотря на предшествующую многовековую историю, послужило открытие карбида кремния и искусственного корунда в конце 19-го века.
В 1891 году Ачесон, бывший тогда инженером-электриком в штате Пенсильвания, во время плавления различных смесей в электрической печи обнаружил мелкие блестящие кристаллики. Состав их был неизвестен, но они обладали очень высокой твёрдостью, поэтому первоначально предполагалось их использовать для обработки драгоценных камней.
Верлейн во Франции и Хасслашер (Hasslacher) в Германии запатентовали плавку наждака в 1893 и 1894 года, соответственно. В 1895 году, Верлейн пересмотрел свой предыдущий патент за счет использования бокситов вместо наждака. Настоящий корунд был получен после того, как Джекобс (Jacobs) усовершенствовал плавку бокситов . Метод Джэкобса был впервые использован в коммерческом масштабе Компанией Наждачных Кругов Нортон.