Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

§ 4. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

Природные абразивные материалы - алмаз, наждак, корунд, окись хрома, окись железа.

Синтетические абразивные материалы - электрокорунд, электрокорунд хромистый, титанистый, циркониевый, карбид кремния (карборунд), карбид бора, карбид циркония, борсиликарбид, кубический нитрид бора (эльбор).

Под абразивными материалами понимают тонко измельченные вещества в виде зерен, полученные в результате дробления природных и искусственных минералов.

Для шлифования используют природные абразивные материалы — алмаз, наждак, корунд, окись хрома, окись железа — и синтетические — электрокорунд, электрокорунд хромистый, титанистый, циркониевый, карбид кремния (карборунд), карбид бора, карбид циркония, борсиликарбид, кубический нитрид бора (эльбор) и др.

Твердость абразивного материала определяют вдавливанием в него алмазной пирамиды с углом при вершине 136°.

При этом микротвердость выражается в кгс/мм²:

электрокорунд нормальный 2000—2200

карбид кремния 2900—3500

карбид бора 4000—4250

алмаз природный 10060

алмаз синтетический 10100

эльбор 8500—8600

Алмаз — одна из трех разновидностей углерода (уголь, графит и алмаз). Он является редким минералом, обладает высокой твердостью по сравнению с известными естественными и искусственными материалами, уступает в твердости лишь борсиликарбиду. Алмазы, применяемые для правки шлифовальных кругов, для изготовления брусков, шлифовальных кругов, инструментов, используемых при бурении нефтяных скважин и др., называются техническими. Масса алмаза измеряется каратами. Один карат равен 0,2 г.

В настоящее время Академия наук СССР разработала методы получения синтетических алмазов, которые имеют очень шероховатую поверхность и изрезанные ребра, благодаря чему их производительность несколько выше производительности кругов из природных алмазов. Природные алмазы обозначаются буквой А, синтетические АСО, АСР, АСВ, АСК, АСС, АСБ, АСПК.

Корунд — минерал, состоящий из окиси алюминия (Al₂O₃ от 70 до 92%) и примесей окиси железа, слюды, кварца и др. Зерна корунда очень твердые и при размоле образуют раковистый излом с острыми гранями. Вместе с тем зерна корунда не очень прочные и под усилиями резания быстро тупятся. Поэтому корундовые круги не могут работать в тяжелых условиях.

Обозначается корундовый круг буквой Е. Круги из природного корунда используют для шлифования шариков подшипников, шлифования и доводки различных металлов, стекла и других материалов.

Электрокорунд — искусственный корунд, получаемый электрической плавкой материалов, богатых окисью алюминия (например, боксита и глинозема). Различают три вида электрокорундов:

а) электрокорунд нормальный, содержащий не менее 87% окиси алюминия и имеющий цвет от серо-коричневого до темно-коричневого. Его получают методом восстановительной плавки бокситов. В зависимости от содержания Al₂O₃ он имеет разное обозначение и применение. При 92% Аl₂O₃ обозначается 13А(Э2), 93% — 14А (Э3), 94% —14А (Э4) (в скобках даются обозначения, применяемые до 1974 г.). Круги из них применяют для обдирочного шлифования чугунных и стальных отливок, поковок, штамповок для шлифования конструкционных и легированных сталей в сыром и закаленном состоянии, ковкого чугуна, твердой бронзы. Круги из электрокорунда 15А (Э5) —для шлифования закаленных углеродистых и легированных сталей, быстрорежущих сталей и заточки инструментов;

б) электрокорунд белый, содержащий не менее 97% окиси алюминия и имеющий белый или светло-розовый цвет. Его получают переплавкой чистого глинозема. При 98% Аl₂O₃ он обозначается 22А (Э8), 99%—23А (Э9), 99,3% — 24А (Э9А). Круги из них применяют для шлифования и доводки легированных сырых и закаленных сталей, заточки и доводки режущего инструмента;

в) монокорунд — разновидность электрокорунда.

В зависимости от количества примесей разделяется на четыре вида: первый содержит окиси алюминия от 96,5 до 97,4%, обозначается 43А (М7); остальные от 97,5 до 98,5% обозначаются 43А, 44А (М8). Монокорунд обладает высокой режущей способностью. Круги из монокорунда имеют почти в два раза большую стойкость, чем нормальные электрокорундовые круги. При шлифовании кругами из монокорунда детали нагреваются незначительно, следовательно, расширяются мало. Деталь от круга дополнительно не отжимается и поэтому достигается большая точность шлифования. Применяется для кругов, используемых при шлифовании цементированных и азотированных закаленных сталей, заточке режущих инструментов.

Электрокорунд хромистый и титанистый — искусственные материалы, изготовляемые на базе электрокорунда белого с добавкой в процессе электроплавки окиси хрома или окиси титана. Окислы хрома и титана упрочняют кристаллическую решетку окиси алюминия и одновременно придают зерну очень высокую вязкость, приближающуюся к вязкости нормального электрокорунда. Электрокорунд хромистый обозначается 33А и 34А (ЭХ), титанистый 37А (ЭТ). Применяется в кругах для шлифования углеродистых и легированных сталей.

Электрокорунд циркониевый — искусственный материал—изготовляется на базе электрокорунда белого с добавкой окиси циркония. Этот материал имеет очень высокую прочность. Он способен обрабатывать материал с усилием прижима примерно в 10 раз большим, чем обычный шлифовальный круг из других материалов. При черновом и обдирочном шлифовании применение кругов из такого материала очень эффективно. За счет незначительного нагревания заготовки на обработанной поверхности не возникают прижоги.

При шлифовании конструкционных и ряда легированных сталей электрокорунд хромистый обеспечивает шероховатость, большую на один класс, большую производительность (до 40%) по сравнению с электрокорундом циркониевым.

Карбид кремния — химическое соединение кремния и углерода, получаемое в электрических печах при температуре 2100—2200° С из кварцевого песка и кокса. Зерна карбида кремния имеют темно-синюю и зеленую окраску с цветами побежалости и металлическим блеском. Карбид кремния очень твердый материал, уступает по твердости эльбору, алмазу и борсиликарбиду; его зерна имеют острые режущие грани и способны выдерживать температуру до 2050° С. Различают два вида карбида кремния — карбид кремния черный и карбид кремния зеленый. В последнее время получен карбид кремния зеленый высокой чистоты, содержащий карбид не менее 99,5%, обладающий повышенной абразивной способностью. Производительность инструментов из этого материала на 20—25% выше, чем из других карбидов кремния. Карбид кремния черный имеет разные обозначения в зависимости от содержания SiC, при 97% SiC обозначается 53С (КЧ7),98%— 54С (КЧ8). Применяется для шлифования твердых хрупких материалов, заточки инструментов, а также чугуна, меди, алюминия, стекла, фарфора и др.

Карбид кремния зеленый обозначается 63С (КЗ6, КЗ7, КЗ8, КЗ9). Применяется для чистового и тонкого шлифования твердых сплавов, заточки и доводки твердосплавных инструментов, легированных закаленных сталей и неметаллических материалов высокой твердости.

Карбид бора получают в электропечах при температуре 2000—2350° С из технической борной кислоты и малозольного углеродистого материала (нефтяного, пекового кокса, сажи и т. д.).

Карбид циркония — искусственный абразивный материал — соединение циркония с углеродом. При обработке титановых сплавов он показывает высокую стойкость и обеспечивает хорошее качество поверхности.

Окись железа получают переработкой железного купороса и щавелевой кислоты, применяют в виде порошка.

Окись хрома — порошок темно-зеленого цвета получают из бихромата калия с примесью серы.

Кубический нитрид бора изготавливается с 1966 г. в виде зерен порошков, микропорошков для абразивных инструментов. Круги из этого материала обладают повышенной стойкостью, не дают прижогов на поверхности деталей. Рекомендуется для шлифования высоколегированных закаленных инструментальных, жаропрочных, подшипниковых сталей и сплавов, обработка которых электрокорундами, карбидами кремния, алмазом неэффективна.

Эльбор обозначается буквой Л, зерна с обычной механической прочностью обозначаются ЛО, с повышенной механической прочностью — ЛП.