21. Абразивные материалы (виды, зернистость).

Электрокорунд получают плавкой в электропечах очищенных бокситов с углеродосодержащими материалами. В результате этого получают зёрна с большим содержанием оксида алюминия. Различают отдельные марки электрокорунда: нормальный электрокорунд (1А) и его разновидности (12А,13А, 14А, 15А, 16А), отличающиеся содержанием оксида алюминия и сортностью. зёрна красно - коричневого оттенка, твёрдость Н_М =1900..2000 кгс/мм², теплостойкость = 1700... 1800°С;

Белый электрокорунд. (2А), содержащий 97...99% Al₂O₃, разновидности 22А, 23А, 24А, 25А, твёрдость НВ2000...2100 кгс/мм², критическая температура примерно та же, зёрна имеют более острые грани;

Карбид кремния получают в электропечах плавлением кварцевого песка с коксом. Выпускают марки: карбид кремния черный (5С) с разновидностями 53С, 54С, 55С, содержит до 97% S_iC, имеет твёрдость Н_М =3200...3500 кгс/мм², теплостойкость _кр =1300...1400°С;

карбид кремния зеленый (6С) с разновидностями 63С, 64С, содержит более 97% S_iC, твёрдость Н_М = 3300...3600 кгс/мм², теплостойкость та же. Карбид кремния по прочности уступает электрокорунду.

Для изготовления эльборовых абразивных инструментов приме­няют шлиф - и микропорошки из эльбора (Л) и кубонита (К), вы­пускаемых двух марок: ЛО (КО) и ЛР (КР) - эльбор /кубонит обычной и повышенной прочности Н_М = 9500 кгс/мм², _кр = 1200...1400С.

Алмазный шлифовальный инструмент применяют для доводки твердых сплавов, инструментальных и быстрорежущих сталей (AN2), их шлифования и заточки (AN4), обработке труднообрабатываемых сталей и сплавов (АС5), обработке стекла, камня, железобетона (АС20, AN 32)

Зернистость указывает на размер зёрен основной фракции, примененных в данном инструменте. Шлифзерна с номерами 200, 160,125...10,8,6 имеют размеры 2000...6 мкм.

Зернистость дополняется буквенным индексом В (высокая), П (повышенная), Д (достаточная), Н (недостаточная), определяющим процент основной фракции в инструменте, который может быть равен 36...60%.

Зернистость алмазных зерен (ГОСТ 9206-80) может быть от 2500/2000 до 50/40. Цифры в обозначении зернистости указывают размеры в мкм стороны ячеек сита в свету, при котором зерна основной фракции проходят через сито (первая цифра) и задерживаются на сите (вторая цифра).

Эльборовые материалы имеют зернистость 325...250, 250...200 - 1...0 мкм по ОСТ 2-МТ79-2-75.

При выборе размера зерна надо учитывать следующее: более мелкая зернистость принимается при обработке более прочных или твердых материалов, при необходимости получить большую точность и меньшую шероховатость поверхности, при внутреннем шлифовании.

22. Абразивные материалы (род связки, структура, твердость шлифовальных кругов).

Род связки

Связующие материалы при изготовлении абразивных инструмент служат для соединения зёрен в единое целое тело, от их свойств зависит прочность удержания зерна в круге и прочность самого круга, при вращении которого возникают большие центробежные силы. Связки разделяются на неорганические (керамические, металлические) и органические (бакелитовые, вулканитовые).

Керамическая связка наиболее распространена при изготовлении кругов из электрокорунда и карбида кремния. Она достаточно прочная, водостойкая, огнеупорная, образует крупные поры, куда может размещаться стружка. Сорта керамической связки: К0, К1, К2...К8.

Металлические связки используют при изготовлении алмазных и эльборовых кругов. Алмазный круг имеет корпус I, выполненный из алюминиевого сплава, пластмассы, на которой нанесен режущий слой 2, состоящий из связки и алмазных зерен. Количество алмазного или эльборового порошка характеризуется концентрацией. Содержание алмазов или эльбора, равное 25% объёма абразивного слоя, принято за 100% концентрацию. Алмазные круги изгото­вляют концентрацией 25, 50, 100...200%, круги из эльбора -25...150%.

В основе почти всех металлических связок лежит медь, к кото­рой добавляют олово, алюминий, стекло и т.п. Марки связок: М1, МВ1, М5-5, МК и т.д. Основными достоинствами металличес­ких связок являются высокая прочность и теплопроводность, но они почти полностью лишены пор, поэтому не применяются для черновых работ.

Бакелитовая связка непрочности значительно превосходит керамическую, что позволяет работать на повышенных, скоростях. Эта связка лучше чем керамическая держит форму шлифовального круга, но имеет мелкие поры и не выдерживает температуру свы­ше 300°С. На чистой бакелитовой связке (Б1, Б2, БЗ) изготав­ливают круги из электрокорунда и карбида кремния, а на этой же связке и на связке с различными наполнителями (БП2) изготавливают алмазные и эльборовые круги.

В основе вулканитовой связки содержится синтетический кау­чук, подвергнутый вулканизации. Эта связка (В1, В2, В3) малопористая и начинает выгорать при 100...150°С.

На керамической связке делают круги из электрокорунда и кар­бида кремния для всех видов шлифования. Бакелитовая связка ис­пользуется для изготовления прочных кругов для тонкого, фасон­ного шлифования, вулканитовая - для особо точного профильного шлифования. Алмазные круги на бакелитовой связке используют для чистового шлифования, а на металлической связке - в основ­ном для хонингования.

Структура абразивного инструмента

Под структурой понимается строение абразивного инструмента, характеризуемое процентным соотношением зерен, связки и пор в единице объема. Основой системы структур является содержание абразивного зерна в инструменте. Структуры обозначают но­мерами от № 1 до № 12 и условно делят на:

• плотные или закрытые (№ 1...№ 4, 60...54% зерен)

• средние (№ 5...№ 8, 52...46% зерен)

• открытые (№ 9...№ 12, 44...38% зерен)

Чем плотнее структура, тем зерен больше, а размеры пор меньше.

Более открытые структуры принимают при и шлифовании пластичных материалов, при шлифовании менее твердых и прочных материалов, при грубой черновой обработке, при внутреннем шлифовании. Шли­фование и заточка инструментов, оснащенных твердым сплавом ве­дется кругами со структурой № 8...№ 10.

Твердость шлифовальных кругов

Твердость шлифовального круга характеризуется не твердостью входящих в него зерен, а способностью связки удерживать зер­на, стремящиеся вырваться из нее под действием сил резания. Эта способность зависит как от твердости и прочности связки, так и от сил сцепления между связкой и зернами.

По твердости шлифовальные круги разделяют на семь степеней:

1. мягкие - М1, М2, МЗ

2. среднемягкие - СМ1, СМ2

3. средние - С1, С2

4. среднетвердые - СТ1, СТ2, СТ3

5. твердые - Т1, Т2

6. весьма твердые - ВТ1, ВТ2

7. чрезвычайно твердые - ЧТ1, ЧТ2.

При правильно выбранной твердости абразивные зерна по мере затупления обновляются путем скалывания, выкрашивания и вырывания с поверхности круга. Этот процесс носит название самозатачивания круга.

Если самозатачивание отсутствует, то более твердые круги надо брать при большей глубине резания и подаче, при шлифовании фа­сонных поверхностей для сохранения формы круга, пои увеличении зернистости, при обработке более пластичных твердых сплавов.