Абразивные материалы

Абразивные материалы делятся на естественные и искусственные. К естественным относятся кварц, наждак, коруид и алмаз, а к искусственным— электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, кубический нитрид бора и синтетические алмазы.

Естественные материалы. Кварц (П)—минерал, состоящий в основном из кристаллического кремнезема (98,5—99,5% Si02). Применяется для изготовления шлифовальных шкурок на бумажной и тканевой основах н в виде шлифовальных зерен в свободном состоянии.

Наждак (Н) — мелкокристаллическая окись алюминия (25— 60% А1203) с примесью окиси железа и силикатов; цвет темно-серый и черный. Применяется для изготовления наждачного полотна и брусков.

Корунд (Еи ЕСБ) — минерал, состоящий в основном из кристаллической окиси алюминия (80—95% А1203) и незначительного количества других минералов, в том числе химически связанных с А1203. Зерна корунда тверды, при разрушении образуют раковистый излом с острыми гранями. Цвет корунда может быть розовым, бурым, синим, серым.

Естественный корунд имеет ограниченное применение и используется главным образом в виде порошков и паст для доводочных операций.

Алмаз (А) — минерал, представляющий собой чистый углерод, имеет наиболее высокую твердость из всех известных в природе веществ. Встречается в виде небольших кристаллов различной формы. Из кристаллов и их осколков изготовляют однолезвийные режущие инструменты и алмазометаллические карандаши для правки шлифовальных кругов.

Искусственные материалы. Наибольшее применение в промышленности находят искусственные абразивные материалы. Благодаря высокой твердости, большей однородности состава и свойств они являются основными полуфабрикатами для изготовления различных видов абразивных инструментов.

Электрокорунд нормальный (Э). Получают плавкой из шихты, составленной из естественных пород. В зависимости от содержания кристаллической окиси алюминия электрокорунд нормальный выпускается марок Э91, Э93 и Э95 (цифра показывает содержание А1203).

Легирование абразивного зерна окислами титана (ЭБТ) и хрома (ЭБХ) повышает режущую способность абразивного инструмента.

Электрокорунд белый (ЭБ) получают при плавке технического глинозема в электрических печах. В зависимости от содержания А1303 электрокорунд выпускают двух марок: электрокорунд белый ЭБ99 (обозначение ЭБ9), содержащий в зерне № 40 не менее 98,5% А1203 и не более 0,15% Fe203, электрокорунд белый ЭБ97 (обозначение ЭБ8), содержащий в зерне № 40 не менее 96,5% А12О3 и не более 0,5% Fe203.

Монокорунд (М) — одна из разновидностей электрокорунда (содержит до 97% кристаллической окиси алюминия А12О3) и отличается высокой прочностью.

Карбид кремния — химическое соединение кремния с углеродом (SiC) обладает большей твердостью и хрупкостью, чем электрокорунд. Наиболее известны две марки карбида кремния: зеленый (КЗ) имеющий цвет от светло-зеленого до темно-зеленого и черный (КЧ) — черного или темно-синего цвета.

Карбид кремния выпускают следующих марок: карбид кремния зеленый — шлифзерно К39 и К38, шлифпорошки К37 и К36, микропорошки К36; карбид кремния черный — шлифзерно КЧ8 и КЧ7, шлифпорошки КЧ7 и КЧ5.

Цифры в маркировке означают содержание SiC в процентах (не более). Например, К39 означает карбид кремния зеленый с содержанием SiC около 99%, К38 — с содержанием SiC около 98%.

Карбид бора — химическое соединение бора с углеродом, получаемое из технической борной кислоты и нефтяного кокса в электрической печи. Он состоит из кристаллического бора, карбида бора, примесей бора, графита и др. Карбид бора применяется в порошках и пастах для доводки твердых материалов.

Кубический нитрид бора (КНБ) — новый твердый материал, представляющий соединение бора, кремния и углерода. По физико-механическим свойствам ие уступает алмазам, но обладает более высокой температурной устойчивостью. Применяют для изготовления шлифовальных кругов, для шлифования и доводки инструментов из быстрорежущих (высокованадиевой и кобальтовой) сталей.

 

Таблица 14

Обозначение зернистости абразивных материалов

Абразивные материалы

Искусственный (синтетический) алмаз (АС) имеет то же строение, что и естественный. Физико-механические свойства хороших сортов синтетических алмазов тождественны свойствам природных алмазов.

Выпускаются три марки: АСО — алмаз синтетический обычной прочности, предназначенный для изготовления инструментов на органической связке, а также для паст и порошков; АСП — повышенной прочности для изготовления инструментов на металлической и керамической связках; АСВ — высокой прочности для изготовления инструментов на металлической связке, работающих при высоких удельных нагрузках.

 

Качество абразивных материалов определяется формой и величиной зерен, твердостью и другими физико-механическими свойствами.

Форма зерен. Зернами называют частицы абразива, у которых размеры в поперечном сечении не превышают 5 мм. Форма абразивных зерен характеризуется соотношением между их длиной l, высотой к и шириной b. Абразивные зерна, у которых все три измерения близки к равенству или равны, называют изотермическими или нормальными. Такие зерна обладают наибольшей прочностью. Если длина l превышает высоту h, зерна называются пластинчатыми, при большом превышении длины l над высотой h —- мечевидными.

Абразивные зерна имеют закругленные вершины с радиусом округления от 3 до 30 мкм.

Зернистость характеризует крупность зерен, их линейный размер.

В табл. 14 приведены обозначения зернистости абразивных порошков по ГОСТу 9206—59 и природных алмазных порошков по ГОСТу 3647—59.

Таблица 15

Обозначение зернистости порошков из синтетических алмазов

Абразивные материалы

Цифры, следующие за буквой А (табл. 14), означают размер основной фракции. Верхний предел размера зерна соответствует размеру ячейки сита в микронах, сквозь которое зерно основной фракции проходит, а нижний предел — соответствует ячейке сита, на котором зерно основной фракции задерживается.

В табл. 15 приведены обозначения зернистости порошков из синтетических алмазов по МРТУ 2—037—04—65.

Твердость. Абразивные материалы должны иметь более высокую твердость, чем обрабатываемый материал.

Определить твердость абразивного материала можно методом вдавливания в него алмазной пирамиды с углом 136°. В этом случае определяют мbкротвердость на приборе ПМТ-3.

Абразивные материалы

Величина микротвердости (кГ/мм2) некоторых абразивных материалов приведена ниже:

 

Таблица 16

Физико-механические свойства абразивных материалов

Абразивные материалы

Физико-механические свойства абразивных материалов приведены в табл. 16.

Смотрите также