Лекция 4 Абразивы и инструменты из них

Под абразивами понимаются материалы естественного или искусственного происхождения, зерна которых обладают высокой твердостью и способностью резания (царапания) (табл. 3).

Абразивные инструменты могут быть изготовлены со связанными зернами: шлифовальные круги, головки, сегменты, бруски, шкурки и в виде несвязанных свободных зерен: пасты, суспензии, порошки.

Таблица 3

Некоторые характеристики абразивных материалов

Абразивная способность, г		Температуростойкость
А, АС	1,0	700…850° C
Эльбор, ЛО	0,8	1200…1500° C
B4C	0,71	1300…1400° C
SiC (55С)	0,55	1700…1800° C
Монокорунд, 45А	0,22	1250…1300° C
15А	0,2…0,22	1700…1800° C
24А	0,18…0,22	1700…1800° C
34А (хромистый)	0,18…0,22	1700…1800° C

Абразивные инструменты характеризуются:

1. Видом абразивного инструмента;

2. Зернистостью;

3. Видом связки;

4. Твердостью;

5. Структурой;

6. Формой и размерами.

1. Виды абразивных материалов

Абразивные материалы могут быть:

• естественные (кварц, наждак, венская известь, корунд и др.).

• искусственные:

Электрокорунд – получают путем плавки глинозема Al₂O₃ в электрических печах (t=2000…2500° C). Твердость 2300…2400 кг/мм².

Монокорунд – зерна представляют собой отдельные кристаллы и имеют большое число режущих граней, содержит ≈0,9 % FeO, твердость 2600 кг/мм².

Карбид кремния – химическое соединение кремния с углеродом – получают плавкой песка и кокса. Обладает высокой хрупкостью и малой прочностью. Применяют при обработке хрупких материалов: твердых сплавов, чугуна. Имеет твердость свыше 3300 кг/мм².

Карбид бора – химическое соединение бора с углеродом; получают путем плавления борной кислоты с нефтяным коксом. Хрупок, твердость 4000…4500 кг/мм².

Кубический нитрид бора (КНБ, боразон, эльбор) – обладает высокой теплостойкостью ≈2000° C – наиболее эффективен для чистового шлифования, заточки и доводки инструментов из быстрорежущих сталей повышенной прочности.

Электрокорунд:

• нормальный – 12А, 13А, 14А, 15А, 16А;

• белый – 22А, 23А, 24А, 25А;

• хромистый (до 2% Сr) – 32А, 33А, 34А – розовый;

• титанистый (до 2% TiO₂) – 37А;

• циркониевый (до 25% ZrO₂) – 38А (повышенная стойкость на обдирочных операциях);

• хромотитанистый – 91А, 92А, 93А, 94А;

• монокорунд (около 0,9% GeO) – 43А, 44А, 45А;

• сферокорунд (свыше 99% Al₂O₃) в виде полых сфер, разрушающихся от врезания. Обрабатывает резину, пластмассы, цветные металлы.

• формокорунд (спеченный корунд) – ФС, А3С1, А3С2, А3С3, А3Р1, А3Р2, А3Р3; 85-90%Al₂O₃ + (~4%SiO₂) + (~3%TiO₂) + (~2,5%Cr₂O₃) + (~4%ZrO₂); отличается повышенной прочностью и пониженной хрупкостью.

Легированные электрокорунды имеют повышенную ударную вязкость и абразивные свойства, повышенную прочность зерна.

Карбид кремния (карборунд):

• черный: 52С, 53С, 54С, 55С;

• зеленый: 62С, 63С, 64С.

Рекомендации по применению абразивных материалов:

• Электрокорунд нормальный (12А…16А): изготовление инструмента на органической и керамической связках, шлифшкурки, шлифование свободным зерном;

• Электрокорунд белый (22А…25А): в основном, изготовление инструмента на керамической связке (водоупорная, огнеупорная, химически стойкая) для операций чистового шлифования сталей, в том числе закаленных;

• Монокорунд (43А…45А): изготовление инструмента на керамической связке и шлифшкурок для обработки труднообрабатываемых легированных сталей;

• Легированные электрокорунды: применяют вместо электрокорунда нормального, электрокорунда белого, монокорунда с целью увеличения производительности (на 25%) и стойкости инструмента (в 1,5 и более раз)

• Формокорунд (марки ФС) – отличается повышенной прочностью и пониженной хрупкостью;

• Карбид кремния (52С…55С – черный; 62С…64С – зеленый): обработка чаще неметаллических материалов: чугуна, меди, алюминия, стекла, твердых сплавов;

• Карбид бора В₄С: для обработки твердых сплавов и сталей в виде порошка, паст (доводка);

• Естественные абразивы (корунд, наждак, гранат и другие): обрабатывают различного рода материалы, в основном, в виде несвязанного зерна или шлифовальной шкурки.