3.2.7. Монокристаллические материалы

В последние годы в качестве инструментальных материалов находят примене­ние синтетический корунд в виде рубина, а также моно­кристаллы бесцветного корунда, или лейкосапфиры.

Рубин представляет модификацию α-Аl₂О₃ с неболь­шими примесями хрома, а лейкосапфир — синтетический монокристалл в виде а-модификации, который почти не со­держит примесей. Последний имеет более высокие меха­нические свойства, чем рубин, в силу чего и находит более широкое применение. Инструменты, изготовленные из мо­нокристаллов корунда, рекомендуется использовать для тонкой обработки цветных металлов, сталей и чугунов.

3.2.8. Абразивные материалы

К абразивным материалам предъявляются следующие требования: высокая твердость и износостойкость, высокая теплостойкость, способность при дроблении образовывать острые кромки.

Абразивные материалы делят на две группы: естественные и искусственные.

К естественным относят корунд, наждак, кварц. Корунд (до 95 % AI₂0₃) применяется в виде порошков, паст, для притирки и доводочных работ. Наждак (основа AI₂0_3, в лучших образцах до 60 %) и кварц применяются в виде брусков для ручных работ.

К искусственным абразивным материалам относятся: электрокорунд, карбид кремния и карбид бора.

Электрокорунд представляет собой кристаллическую окись алюминия AI₂0₃ , получаемую путем электроплавки бокситов, которые состоят в основном из окиси алюминия и некоторых примесей. Чем больше окиси алюминия, тем выше твердость электрокорунда.

В зависимости от содержания AI₂0₃ и технологии изготовления электрокорунд классифицируют:

электрокорунд нормальный (содержит 93-95 % AI₂0₃): марки – 16А, 15А, 14А, 13А, 12А;

электрокорунд белый (содержит 98-99 % AI₂0₃): марки 25А, 24А, 23А, 22А;

монокорунд – обладает более высокими механическими и режущими: марки 45А, 44А, 43А;

сферокорунд – состоит из 99 % AI₂0₃ и примесей. Имеет вид полных сфер; формокорунд – состоит из 80-87 % AI₂0₃, до 1,5% Fe₂O₃ и примесей. Имеет цилиндрическую или призматическую форму;

электрокорунд легированный: хромистый, легированный хромом – марки 34А, 33А, 32А; титанистый, легированный титаном – марка 37А; хромотитанистый, легированный хромом и титаном – марки 91А, 92А; циркониевый состоит из корунда и окиси циркония – марка 38А. Легирование электрокорунда повышает ударную вязкость, прочность и режущие свойства. Поэтому круги на данных материалах обладают большей производительностью.

Электрокорунд применяется для изготовления кругов, предназначенных для обработки материалов с высоким пределом прочности на разрыв (углеродистые, нержавеющие стали; ковкий чугун); монокорунд – для обработки заготовок из труднообрабатываемых сталей и сплавов; сферокорунд – при обработке мягких, вязких материалов; формокорунд – при тяжелых обдирочных работах.

Карбид кремния обладает более высокой твердостью, теплостойкостью и режущими свойствами по сравнению с электрокорундом. По содержанию карбида кремния SiC он подразделяется на: карбид кремния черный (содержит 97 % SiC) – марки 55С, 54С, 53С, 52С; карбид кремния зеленый (содержит 98 % SiC) – марки 64С, 65С, 64С, 62С.

Круги из карбида кремния применяются для обработки материалов с низким пределом прочности на разрыв (серый чугун, твердые сплавы, минералокерамика, титановые сплавы).

Карбид кремния зеленый, как более дорогой, применяется для заточки твердосплавного инструмента и правки алмазных кругов.

Карбид бора обладает еще более высокой твердостью и износостойкостью, но более хрупок и имеет низкую теплостойкость. Применяется для доводки и притирки твердых сплавов.

Таблица 3.14 Некоторые свойства абразивных материалов

Материал	Микротвердость, кг/мм2	Теплостойкость, °С
Электрокорунд	2000…2400	1200
Карбид кремния	3000…3300	1300..1400
Карбид бора	3700…4300	700…800