Изучение конструкции абразивных кругов

Методические указания по выполнению лабораторной работы №1 по дисциплинам «Инструментальные материалы», «Режущий инструмент»

1. Цель работы

1.1. Ознакомление с конструкциями абразивных кругов, их классифи-

кацией.

1.2. Освоение методики маркировки абразивных кругов.

1.3. Изучение областей эффективного использования отдельных характеристик абразивных кругов (материала абразивного зерна, зернистости, связки, твердости и структуры).

1.4. Определение области эффективного использования конкретного

абразивного круга.

1.5. Изучение методики проверки абразивных кругов на разрыв.

2. Общие сведения

Абразивными называются инструменты, изготовленные из зерен абразивного материала, скрепленного между собой связующими веществами в одно целое. Абразивные шлифовальные инструменты состоят целиком из рабочей массы и характеризуются формой, размерами, материалом абразивного зерна, его зернистостью, связкой, твердостью и структурой. Форму и размеры абразивных шлифовальных кругов регламентированы ГОСТ 2424-83.

Кроме шлифовальных кругов, в промышленности используются следующие разновидности стандартных абразивных инструментов: шлифовальные головки (ГОСТ 2447-82), шлифовальные бруски (ГОСТ 2456-82), шлифовальные сегменты (ГОСТ 2464-82). Для доводочных и полировальных операций в машиностроительном и инструментальном производствах применяют свободные абразивные зерна в виде различных паст, а также зерна, нанесенные на тканевую или бумажную основу - шлифовальные шкурки.

2.1.Материалы,применяемые для изготовления абразивных кругов

из электрокорунда и карбида кремния

Электрокорунд представляет собой продукт плавки, основной составляющей частью которого является кристаллическая окись алюминия. При пе-

реходе из расплавленного состояния в твердое окись алюминия кристаллизуется в электрокорунд - корунд, чрезвычайно твердое вещество белого цвета, уступающее по твердости только алмазу, карбиду кремния и карбиду бора. В зависимости от содержания Al₂O₃ и примесей электрокорунд имеет различный

цвет,структуру и свойства. Абразивная промышленность выпускает электро-

корунд нескольких разновидностей.

Электрокорунд нормальный - содержит от 92 до 95% Al₂O₃ 0,имеет цвет от розового до темно-коричневого. С увеличением содержания Al₂O₃, рабо

чие свойства улучшаются. Микротвердость - 1900-2000 кгс/мм 52 0. Из электрокорунда нормального промышленность выпускает абразивные материалы следующих марок: 16А, 15А, 14А, 13А, 12А, применяемые для изготовления абразивных инструментов на всех связках для шлифования конструкционных и углеродистых сталей в незакаленном и закаленном состояниях для обработки отливок и изделий из легированного чугуна, цветных металлов. Шлифпорошки и микропорошки используют для шлифования незакрепленным зерном, из них изготовляют абразивные пасты. Электрокорунд нормальный употребляется также для изготовления кругов для скоростного шлифования.

Электрокорунд белый. Содержит 87-89% Al₂O₃ . Получается при плавке

глинозема в электропечах. Благодаря высокой твердости, прочности и острым кромкам зерна электрокорунда белого легко внедряются в твердые прочные металлы. Наличие острых кромок у зерен способствует меньшему нагреву обрабатываемых деталей при шлифовании. Микротвердость 2000-2100 кгс/мм². Из электрокорунда белого промышленность выпускает абразивные материалы следующих марок: 25А, 24Ф, 23А, 22А. Электрокорунд белый рекомендуется для шлифования конструкционных, углеродистых, быстро-режущих и им подобных сталей в закаленном и незакаленном состояниях, для заточки инструментов. Шлифпорошки и микропорошки используют для шлифования и доводки незакрепленным зерном в виде паст.

Электрокорунд хромистый. Получается при плавке в печах глинозема с

добавлением хромистой руды. Имеет розовую окраску. Содержание Al₂O₃ не менее 97%. Микротвердость 2000-2200 кгс/мм². Абразивный инструмент из хромистого электрокорунда обеспечивает повышение производительности при шлифовании конструкционных и углеродистых сталей на интенсивных режимах работы на 20-30% по сравнению с инструментом из электрокорунда белого. Из электрокорунда хромистого промышленность выпускает абразивные материалы марок 34А,33А,32А. Электрокорунд хромистый обладает боль-

шим постоянством физико-механических свойств, из него изготовляют абразивный инструмент на всех связках. Целесообразно применять для обработки конструкционных и углеродистых сталей при интенсивных режимах шлифования. Шлифовальную шкурку и порошки из электрокорунда хромистого можно использовать на доводочных операциях взамен электрокорунда белого.

Электрокорунд титанистый 37А. Получается при плавке в электропечах

глинозема с добавлением соединений титана. Имеет сине-зеленую окраску. Содержание Al₂O₃ не менее 97%, TiO₂  не менее 2%. Микротвердость 2200-2300 кгс/мм₂. Присадка окиси TiO₂ увеличивает вязкость электрокорунда. Применяется для производства абразивных инструментов, используемых в условиях тяжелых, неравномерных нагрузок при обработке конструкционных углеродистых сталей в незакаленном и закаленном состояниях, а шлифпорошки и микропорошки - для доводочных операций.

Монокорунд. Главная особенность производства монокорунда заключается в том, что он получается не в виде технической породы, подлежащейдроблению, а сразу в виде зерен. По своим физико-механическим свойствам превосходит электрокорунд белый и нормальный. Микротвердость 2300-2400

кгс/мм². Из всех корундовых материалов у монокорунда наиболее ярко выражено свойство самозатачивания. Это придает монокорундовому инструменту повышенные режущие свойства, способствует уменьшению расхода мощности, силы резания, а также снижает нагрев обрабатываемых деталей. Из монокорунда выпускаются абразивные материалы марок 45А,44А,43А.Применяется для изготовления абразивных инструментов на всех связках, шлифшкурки. Рекомендуется для обработки закаленных и труднообрабатываемых сталей, жаропрочных, кислотоупорных и других легированных сталей и сплавов; шлифпорошки, микропорошки и пасты - для доводочных операций при обработке закаленных углеродистых и легированных сталей.

Электрокорунд циркониевый 38А.Представляет собой абразивный материал,получаемый в электрической дуговой печи при плавке шихты,в состав которой входят глинозем,циркониевый концентрат с содержанием до 60% ZrO 42 0 или чистая двуокись циркония.Микротвердость 2300-2400 кгс/мм 52 0.Применяется для изготовления кругов для обдирочного шлифования и шлифования с высокими скоростями.

Сферокорунд. Получается из глинозема в виде полых корундовых сфер. В нем содержится более 99% Al 42 0O 43 0 и небольшое количество примесей.Микротвердость 2000-2100 кгс/мм 52 0.Абразивные инструменты,изготовляемые из сферокорунда на различных связках ,эффективно применяют для обработки мягких и вязких материалов: кожи, резины, пластмассы, цветных металлов и др.В процессе шлифования сферы разрушаются,образуя острые режущие кромки, что обеспечивает более производительное шлифование принебольшом тепловыделении.

Карбид кремния представляет собой химическое соединение кремния с

углеродом (SiC),его твердость по шкале Мооса равна 9,13 - 9,15,микротвердость 3300-3600 кгс/мм 52 0.Получают его в электрических печах сопротивления силицированием частиц углерода парами кремниевой кислоты.Сырьем для получения SiC служат материалы богатые кремнеземом: жильный кварц, кварцевые пески и кварциты, содержащие не менее 99,0 - 99,5% SiC и углеродистые материалы: нефтяной кокс и антрацит. В зависимости от состава и содержания примесей технический карбид кремния имеет цвет от светло-зеленого до черного. Абразивная промышленность выпускает карбид кремния двух разновидностей:

-. Карбид кремния черный марок 55С,54С,53С,52С.Шлифзерно из карбида кремния черного употребляется для изготовления абразивных инструментов на всех связках и для шлифования незакрепленным зерном. Рекомендуется для шлифования твердых сплавов, чугуна, цветных металлов, стекла, пластмасс и т.д. Шлифпорошки могут использоваться для доводочных работ.

- .Карбид кремния зеленый марок 64С,63С,62С.Абразивный инструмент

из зеленого карбида кремния используют для тонкого шлифования металлообрабатывающего инструмента, твердых сплавов, чугуна, керамики, камня и для правки шлифовальных кругов. Шлифпорошки, микропорошки и пасты из них применяют для доводочных работ, декоративного шлифования и полирования нержавеющих сталей, цветных металлов и сплавов.