Абразивные материалы

При изготовлении всевозможных шлифовальных инструментов используются абразивные материалы в виде зерен высокой твердости различных размеров, способные обрабатывать всевозможные материалы путем царапания. Наиболее распространенными абразивными материалами являются электрокорунды, карбиды кремния и бора.

Электрокорунд представляет собой в основном кристаллический оксид алюминия, выплавляемый из бокситов или глинозема. Электрокорунд нормальный 12А, 13А, 14А, 15А, 16А содержит 92...95 % оксида алюминия. Он применяется для обработки различных материалов повышенной прочности углеродистой и легированной сталей, ковкого и высокопрочного чугуна, никелевых и алюминиевых сплавов. Электрокорунд белый (22А, 23А, 24А, 25А) содержит 98...99 % оксида алюминия. По сравнению с электрокорундом нормальным он является более твердым, имеет повышенную абразивную способность и хрупкость. Электрокорунд белый используется для обработки тех же материалов, что и электрокорунд нормальный. Однако из-за более высокой стоимости его применяют на более ответственных работах для операций окончательного и профильного шлифования, резьбо- шлифования, заточки режущего инструмента.

Электрокорунд хромистый (32А, ЗЗА, 34А) наряду с оксидом алюминия А1203 содержит до 2 % оксида хрома Сг203. По прочности электрокорунд хромистый приближается к нормальному, а по режущим — к белому. Рекомендуется применять электрокорунд хромистый для круглого шлифования изделий из конструкционных и углеродистых сталей при интенсивных режимах, где он обеспечивает повышение производительности на 20...30 % по сравнению с электрокорундом белым.


Электрокорунд титанистый (37А) наряду с оксидом алюминия содержит оксид титана ТЮ2. Он отличается от электрокорунда нормального большим постоянством свойств и повышенной вязкостью. Это позволяет использовать его в условиях тяжелых и неравномерных нагрузок. Электрокорунд титанистый применяется на операциях предварительного шлифования с увеличенным съемом металла.

Электрокорунд циркониевый (38А) наряду с оксидом алюминия содержит оксид циркония. Он имеет высокую прочность и применяется в основном для обдирочных работ с большими удельными давлениями резания.

Монокорунд (43А, 44А, 45А) имеет более высокие режущие свой- ства, чем электрокорунд, применяется при шлифовании труднообрабатываемых сталей и сплавов.

Карбид кремния черный (53С, Б4С, 55С) «одержит 95...98 % SiC, а зеленый (63С, 64С) содержит 97...99 % SiC. Карбид кремния обладает большой твердостью, превосходящей твердость электро корунда, высокой режущей способностью. Зеленый карбид кремния имеет не- сколько большую твердость, обеспечивает большую производительность, но дороже черного. Зеленый карбид кремния используется для тонкого шлифования инструментов, твердых сплавов, керамики, кам- ня и для правки шлифовальных кругов. Карбид кремния черный при-  меняется для шлифования чугуна, цветных металлов, стекла, пласт- масс, кожи и резины.

Карбид бора (В4С) имеет твердость, приближающуюся к твердости алмаза, и высокую абразивную способность. Вместе с тем карбид бора очень хрупок. Он применяется в виде порошка или пасты для отделки точных поверхностей.

Абразивные материалы характеризуются такими основными свой- ствами, как форма абразивных зерен, зернистость, твердость, механи- чекая прочность, абразивная способность зерен. По форме абразив- ные зерна могут быть изометричные, пластинчатые и мечевидные. Изо- метричные зерна имеют округлую симметричную форму, а зерна пластинчатые и мечевидные — ярко выраженную несимметричную форму. Изометричные зерна предпочтительны для инструментов, ра- ботающих при обдирочных режимах с тяжелой переменной нагрузкой и мечевидные, обладающие большей способностью скалывания, самозатачивания, белее целесообразны при чистовых операциях и обра- ботке труднообрабатываемых материалов.

Абразивные зерна имеют определенную округленность своих режущих элементов. Установлено, что при уменьшении размеров абра- зивных зерен соответственно уменьшаются как радиусы округлений, так и  углы при вершине их режущих элементов. Зерна из электроко- рунда имеют радиусы округлений от 4 до 180 мкм. Зерна из карбида кремния имеют, как правило, меньшие радиусы округлений. Абразивные материалы по размерам зерна подразделяются на шлифзерно, шлифпорошки и микро порошки. Номер зернистости шлифзерна и шлифпорошков выражается в сотых долях миллиметра, а номер зернистости микропорошков — в микрометрах. Номер зернистости шлифзерен изменяется от 200 до 16, шлифпорошков —от 12 до 3, микропорошков — от М63 до Ml. Например, номер зернистости 50 означает, что зерна имеют размер от 630 до 500 мкм. Зернистость абразивного инструмента выбирают в зависимости от его назначения. Например, применяют круги зернистостью: для зачистки заготовок — 125...80; для плоского шлифования торцом круга — 80...50; для чистого шлифования — 32..Л6; для отделочного шлифования — 12...6.

Абразивные порошки одной и той же зернистости могут выпускаться с различным содержанием основной фракции. В зависимости от содержания основной фракции в обозначение порошков после номера вводят одну из букв В, П, Н или Д. Буква В характеризует порошок с наиболее высоким содержанием (60...55 %) основной фракции, а буква Д — с наименьшим (42...36 %). Абразивные материалы характеризуются высокой твердостью и теплостойкостью. Так, микротвердость электрокорунда (18...26) 103 МПа и термостойкость 1300 ...2000°С. Карбид кремния имеет микротвердость (28..36) 103 МПа и термостойкость 1300...1400 °С.

Абразивные зерна должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать без разрушения давления резания, когда кромки еще достаточно остры, и допускать откалывание от них кусочков лишь тогда, когда кромки в должной мере затупятся. При обдирочных режимах с большим съемом металла требуются прочные абразивы, а при чистовом шлифовании и обработке труднообрабатываемых материалов предпочтительны абразивы о большей хрупкостью и способностью к самозатачиванию. Абразивная способность характеризуется количеством материала, сошлифованного испытываемыми зернами за определенный промежуток времени, отнесенного к массе израсходованного шлифовального материала. В порядке снижения абразивной способности абразивные материалы располагают в такой последовательности: карбид бора, карбид кремния, монокорунд, электрокорунд.

 

 

Смотрите также