алмазы, кубический нитрат бора, и другие.

Основными свойствами абразивных материалов является

твердость, абразивная способность, прочность и износостойкость.

Алмаз естественный (А) представляет собой разновидность

углеродов, обладает наивысшей твердостью из всех известных

естественных и искусственных абразивных материалов, но хрупок.

Естественные алмазы содержат наибольшее количество (от 0.02% до

4.8%) примесей окислов алюминия, железа, кальция, кремния,

марганца, титана и др. Алмазы, непригодные для изготовления

украшений называют техническими и используют для шлифования

металлов. Массу алмаза измеряют в граммах и каратах; 1 кар = 0.2

г.

Алмаз синтетический (АС). Для получения синтетических

алмазов используют углеродсодержащие вещества с применением

катализаторов. В качестве углеродсодержащего вещества наиболее

часто применяют графит, реже – сажу или древесный уголь, а в

качестве катализатора – металл (хром, никель, железо, кобальт и

др.). Под действием высокой температуры и давления происходит

образование синтетического алмаза.

В зависимости от размеров зерен, методов их получения и

контроля порошки из синтетических алмазов делят на шлифпорошки и

микропорошки.

Существует пять марок шлифпорошков из синтетических алмазов,

которые различаются в основном механическими свойствами

(прочностью, хрупкостью), а также формой и параметрами

шероховатости:

АСО – зерна с шероховатой поверхностью, обладают пониженной

прочностью и пониженной хрупкостью, работают с минимальными

потреблением и энергией и выделением теплоты, обладают хорошими

режущими свойствами;

АСР – зерна с меньшей хрупкостью и большей прочностью по

сравнению с АСО и хорошо удерживаются в связке;

АСВ – зерна с меньшей хрупкостью и большей прочностью, чем

АСО и АСР, имеют по сравнению сними более гладкую поверхность;

АСК – зерна с меньшей хрупкостью и большей прочностью по

сравнению с АСО, АСР, АСВ;

АСС – зерна имеют максимальную прочность по сравнению с

алмазами других марок и представляют собой зерна блочной формы.

Прочность зерен АСС выше прочности естественных алмазов.

Алмазные микропорошки выпускают: 1) с нормальной абразивной

режущей способностью (АМ) из естественного алмаза и из

синтетических алмазов (АСМ); 2) с повышенной абразивной

способностью из природных (АН), синтетических (АСН) алмазов.

В институте сверхтвердых материалов АН УССР создан новый

сверхтвердый материал «Славутич», который, не уступая алмазам по

износостойкости, превосходит их по прочности.

Электрокорунды состоят из окиси алюминия Al2O3 и его

примесей. Содержания окиси алюминия 93-96% в нормальном

электрокорунде и монокорунде. Разновидности электрокорундов

различаются содержанием окиси алюминия. Нормальный электрокорунд

1А выплавляют из бокситов; его разновидности 12А, 13А, 14А и

16А. При содержании, например, 92% окиси алюминия нормальный

электрокорунд обозначают 13А, 93% - 14А и так далее. Белый

электрокорунд 2А выплавляют из глинозема; его разновидности –

22А, 23А, 24А, 25А. Белый электрокорунд содержит не менее 97%

окиси алюминия. При содержании 98% окиси алюминия белый

электрокорунд обозначают 22А а свыше 99.3% - 25А.

Легированные электрокорунды выплавляют из глинозема с

различными добавками. К этим электрокорундам относится хлористый

электрокорунд 3А; его разновидности 32А, 33А, 34А, а также

титанистые электрокорунд 37А. Окислы хрома и титана упрочняют

кристаллическую решетку окиси алюминия и одновременно придают

зерну очень высокую вязкость, приближающуюся к вязкости

нормального электрокорунда.

Циркониевый электрокорунд изготовляют на базе белого

электрокорунда с добавкой окиси циркония. Он имеет очень высокую

прочность. Шлифовальные круги из циркониевого электрокорунда,

изготовленные по технологии горячего прессования, обладают

стойкостью в 10-20 раз превышающей стойкость инструмента,

изготовленного из нормального электрокорунда по обычной

технологии. Вследствие незначительного нагревания заготовки на

обрабатываемой поверхности не возникает прижогов. Циркониевый

электрокорунд обозначается 38АМ, содержит 18-25% двуокиси

циркония, зернистость 250-125.

За последние годы в нашем государстве созданы абразивные

материалы из легированного электрокорунда повышенной стойкости и

прочности: хромотитанистый 91А и 92А, ванадиевый, формокорунд,

электрокорунд и другие.

Перспективны круги из хромотитанистого электрокорунда 91.

При их использовании на операциях плоского и круглого наружного

шлифования и других видов шлифования стойкость шлифовальных

кругов повышается до 2.5 раза, производительность в 2 раза,

обработка без прижогов.

Монокорунд 4А выплавляют из боксита сернистым железом и

восстановителем с последующим выделением монокристалла корунд.

Выпускают монокорунд марок 43А, 44А, 45А; он особенно эффективен

при обработке жаропрочных и кислотоупорных сталей.

Карбид кремния представляет собой химическое соединение

кремния и углерода, получаемое из кокса и кварцевого песка в

электрических печах при нагреве их до температуры 2100-22000 С и

содержит около 97-99% SiC. Карбид кремния является ценным

шлифующим материалом. Он имеет зерна темно-синей и зеленой

окраски с красивым цветом побежалости и металлическим блеском. В

зависимости от содержания (%) чистого карбида кремния этот

материал делят на зеленый (6С) и черный (5С). Зеленый карбид

кремния имеет повышенную по сравнению с черным хрупкость и

содержит чистого кремния не менее 97%. Он выпускается следующих

разновидностей: 62С, 63С и 64С. Черный карбид кремния в

зависимости от содержания карбида кремния выпускают следующих

разновидностей: 52С, 53С, 54С и 55С.

Важнейшими свойствами этого абразивного материала являются

высокие твердость (тверже его только алмаз, эльбор и карбид

бора) и абразивная способность, которая объясняется тем, что его

зерна имеют острые режущие грани. Под абразивной способностью

понимают способность абразивных зерен обрабатывать тот или иной

материал. Карбид кремния очень теплостоек; он способен

выдерживать температуру до 20500 С.

Карбид бора (КБ) представляет собой химическое соединение

B4C, он обладает высокими абразивной способностью,

износостойкостью и химической стойкостью.

Кубический нитрид бора (КНБ) – сверхтвердый материал,

впервые получен в 1957г. и содержит 43.6% бора 56.4% азота.

Несмотря на несколько меньшую твердость, кубический нитрид бора

обладает почти теми же абразивными свойствами, что и алмаз, но

превосходит по износостойкости все известные абразивные

материалы, применяемые в технике. Кубический нитрид бора выгодно

отличается от алмаза своей высокой теплостойкостью. Он не теряет

своих режущих свойств даже при температуре 12000 С; шлифовальные

круги из него отличаются высокой стойкостью. Их применение

повышает точность и качество детали, резко сокращает время на

правку.

Абразивные материалы из кубического нитрида бора в СССР

выпускают в виде шлифпорошков – эльбор (Л) и кубонит (КО) – и

микропорошков (КМ).

Зернистость абразивного материала приведена ниже.

Шлифзерно – 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32,

25, 20, 16

Шлифпорошки - 12, 10, 8, 6, 5, 4

Микропорошки - М63, М50, М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5

3.2.2.Связка шлифовального круга.

Связка – вещество или совокупность веществ, применяемых для

закрепления зерен в инструменте. Связки делят на неорганические

и органические. К неорганическим связкам относят керамическую,

силикатную и магнезиальную; к органическим бакелитовую и

вулканитовую. Наибольшее применение имеют керамические,

бакелитовые и вулканитовые связки.

Керамическая связка (К) состоит из огнеупорной глины,

полевого шпата, кварца, мела, талька и других составляющих.

Круги, изготовленные на керамической связке, имеют наибольшую

пористость и поэтому меньше засаливаются, легко режут металл и

обладают хорошей водоупорностью, допускают шлифование с

охлаждением. Недостатком керамической связки является хрупкость,

которая делает абразивные инструменты чувствительными к ударной

нагрузке.

Силикатную связку (С) изготовляют из жидкого стекла, которое

смешивают с окисью цинка, мелом, глиной и др. Силикатная связка

обладает достаточной прочностью. Круги на такой связке быстро

изнашиваются, но работают с малым выделением теплоты при

резании. Их применяют, когда поверхность заготовки чувствительна

к повышению температуры при шлифовании. Круги на силикатной

связке обычно используют без охлаждения.

Магнезиальная связка состоит из акустического магнезита и

раствора хлористого магния. Она имеет ограниченное применение,

так как круги, изготовленные на ней, неоднородны, быстро

неравномерно изнашиваются. Они гигроскопичны, их можно

использовать только для сухого шлифования.

В бакелитовой связке (В) главной составляющей является

жидкий или порошкообразный бакелит (искусственная смола). Круги

на такой связке обладают большой прочностью, но быстро

изнашиваются. При тяжелых условиях работы, когда температура в

зоне резания достигает 3000С и более, связка начинает выгорать,

а зерна преждевременно выкрашиваются. Указанные круги используют

главным образом без охлаждения. Бакелитовая связка несколько

разрушается под действием щелочных растворов, находящихся в

охлаждающей жидкости. Поэтому охлаждающая жидкость в случае

применения кругов на этой связке не должна содержать свыше 1.5%

щелочи.

Упругость связки дает возможность изготовлять тонкие круги

(высотой 0.5 мм) для абразивной прорезки. Эти свойства

бакелитовой связки обеспечили ей широкое распространение в

производстве абразивных инструментов. Из-за больших прочности и

упругости бакелитовой связи шлифовальные круги, изготовленные на

ней, могут работать с повышенными скоростями (50-65 м/с).

Вулканитовая связка (В) состоит главным образом из

синтетического каучука с различными добавками, которые влияют на

твердость, прочность и эластичность инструмента. Круги на

вулканитовой связке обладают большей упругостью, чем на

бакелитовой, и поэтому применяются для абразивной прорезки.

3.2.3.Твердость абразивного инструмента.

Страницы: 1, 2, 3