АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

By | 17 августа, 2011

Инструменты для выполнения отделочных операций изготовляют из абразивных материалов. Такими материалами являются горные породы и минералы естественного и искусственного происхождения, обладающие высокой твердостью, прочностью и износостойкостью, частицы которых осуществляют процесс резания при доводочных операциях — хонинговании, суперфинишировании, доводке — притирке и полировании.

Абразивные материалы

 

В промышленности наибольшее распространение получили искусственные абразивные материалы, характеризующиеся высокой твердостью и однородностью состава: электрокорунд, карбид кремния, эльбор (кубический нитрид бора) и синтетические алмазы

 

Электрокорунд как абразивный материал для изготовления шлифовальных инструментов применяется давно. Абразивная промышленность выпускает четыре разновидности электрокорунда: нормальный, белый, легированный и монокорунд.

Нормальный электрокорунд содержит от 93 до 96% окиси алюминия. Микротвердость—1800— 2200 кгс/мм2 (17658— 21 582 МН/м2). В зависимости от содержания окиси алюминия и различных примесей нормальный электрокорунд перерабатывается в шлифовальные материалы марок 18А, 15А, 14А и 13А. Электрокорунд марки 13А применяют при изготовлении инструментов на органической связке, предназначенных для обработки стальных и чугунных деталей. Электрокорунд остальных марок — при изготовлении .паст и инструментов на всех связках для обработки деталей из стали, чугуна и из цветных металлов.

Электрокорунд белый содержит от 90 ДО 99% окиси алюминия. Микротвердость — 2400— 2600 кгс/мм2 (23 544—25 506 МН/м). Белый электрокорунд марок 25А, 24А и 23А производят по OCT 2МТ 71-5—78 и применяют при изготовлении шлифпорошков и микропорошков для шкурок, паст и инструментов для обработки стальных деталей. Из порошков марок 25А и 24А выполняют прецизионные инструменты на всех связках.

Легированные электрокорунды. Для повышения эффективности обработки сталей и сплавов нэвых марок потребовалось создание абразивных материалов с более высокими прочностными и режущими свойствами. Этим требованиям отвечают легированные электрокорунды — хромистый, титанистый, хоомотитанистый и циркониевый.

Хромистый электрокорунд содержит не Менее 97% окиси алюминия и 0,4—1,2% окиси хрома. Промышленность выпускает следующие марки хромистого электрокорунда 34 А, ЗЗА и 32А. Микротвердость — 2000-2200 кгс/мм2 (19 620—21582 МН/м2). Из хромистого электрокорунда изготовляют шлифовальные шкурки, пасты и различные инструменты на всех связках

Титанистый электрокорунд перерабатывается в шлифовальные материалы марки 37А. Микротвердость — 2200—2300 кгс/мм2 (21 582—24 544 МН/м2). Предназначен он для изготовления инструментов для обработки незакаленных и закаленных сталей. Так, присадка окиси титана увеличивает вязкость материала. Инструмента из него могут работать в условиях тяжелых и неравномерных нагрузок.

Хромотитанистый электрокорунд перерабатывается в шлифовальные материалы марок 91А и 92А, из которых выполняют инструменты на керамических связках. По режущим свойствам они превосходят инструменты из белого и легированных электрокорундов: в 1,3— 2 раза по стойкости и в 1,3— 1,5 раза по производительности.

Монокорунд отличается от нормального и белого электрокорундоз более высокими твердостью, механической прочностью и абразивной способностью. Монокорунд 45А, 44А и 4ЗА (по OCT 2МТ 71-5— 78) имеет различное содержание окиси алюминия. Микротвердость монокорунда — 2600—2780 кгс/мм2 (25 506—27 271,8 МН/м2). Применяется он для изготовления инструментов на керамической связке и шлифовальной шкурки для обработки деталей из закаленных, легированных, жаропрочных и кислотоупорных сталей и сплавов.

 

Карбид кремния — химическое соединение кремния с углеродом. В зависимости от процентного содержания карбида кремния этот шлифовальный материал делят на черный и зеленый. Черный карбид выпускают марок 55С; 54С и 53С. Качество и стойкость его по сравнению с зеленым карбидом кремния несколько ниже. Применяют его в виде свободных порошков и для изготовления кругов на керамических и органических связках для обработки деталей из чугуна, стекла, цветных металлов, твердого сплава и т. п.

Зеленый карбид кремния выпускают марок 64С и 63С. Этот материал содержит не менее 97% карбида кремния. Микротвердость его — в пределах от 28500 до 3600  кгс/мм2  (27958 — 35 316 МН/м2).

Из него изготовляют инструменты и пасты для обработки твердых сплавов и неметаллических материалов.

Карбид бора — искусственный абразивный материал. По твердости и абразивной способности он уступает лишь алмазу и кубическому нитриду бора. Микротвердость его колеблется от 4000 до 5000 кгс/мм2 (39 240— 49 050 МН/м2). Применяют его в основном для изготовления паст и суспензий для доводочных операций деталей из твердых сплавов.

 

Эльбор — также искусственный абразивный материал, представляющий собой химическое соединение бора (43,6%) и азота (56,4%). Эльбор имеет такую же кристаллическую решетку, как и алмаз, и обладает высокой твердостью и теплостойкостью. Микротвердость его — от 7300 до 10000 кгс/мм2 (71 613—98 . 30 М.Н/м2), а теплостойкость — от 800 до 1400°С. Эльбор обладает уникальными абразивными свойствами. Инструменты из него дали возможность коренным образом изменить технологию обработки закаленных легированных сталей и сплавов, кроме того, в несколько раз повысилась стойкость инструментов. Из эльбора изготовляют шлифзерно и шлифнорошки марок ЛП и ЛО, микропорошки ЛВМ и ЛПМ.

 

Алмаз. В технике применяют как природные алмазы, обозначаемые буквой А, так и искусственные, которые принято называть синтетическими, — АС.

Природный а л м а з — минерал, разновидность углерода, Он имеет наиболее высокую твердость из всех известных в природе вешеств. Микротвердость природного алмаза составляет 10 060 кгс/мм2 (98688,6 МН/м2), прочность при изгибе — 21—49 кгс/мм2 (206,1— 480,69 МН/м2) и при сжатии — 200 кгс/мм2 (1962 МН/м2). Масса алмаза измеряется в каратах. Один карат равен 0,2 г. Кристаллы алмазов могут быть мелкими, массой в сотые доли карата, и крупными — в несколько десятков карат.

Природные алмазы делятся на ювелирные и технические. К последним относят мелкие кристаллы различной формы и окраски, не пригодные для изготовления бриллиантов из-за наличия дефектов — трещин, включений. Из всех используемых в технике природных алмазов около 75% подлежат дроблению для получения порошков. По ГОСТ 9206—80 изготовляют порошки марок Al, А2, A3, А5, А8 крупностью от 2500 до 50 мкм, микропорошки AM и АН от 50 до 1 мкм и субмикропорошки AM1 и АМ5 крупностью от 1 до 0,5 мкм.

Синтетический алмаз получают из графита в условиях высоких давлений и температур. Кристаллическая структура и свойства его такие же, как и у природного алмаза. Из синтетических алмазов изготовляют порошки, микропорошки и субмикропорошки для инструментов и паст. Микротвердость синтетических алмазов 8600—10 100 кгс/мм2 (84 366—99 081 МН/м2).

В соответствии с ГОСТ 9206—80 из синтетических алмазов повышенной хрупкости выпускают порошки марок АС2, АС4 и АС5. Из алмазов, зерна которых представлены в основном целыми кристаллами, их обломками и сростками и характеризуются высокими прочностными свойствами, — порошки АС15, АС20, АС32 и АС50. Из поликристаллических алмазов, получаемых путем дробления кристаллов, изготовляют порошки АРВ1, АРК4 и АРСЗ. Из алмазов нормальной и повышенной абразивной способности — микропорошки АСМ и АСН. Из синтетических алмазов с содержанием крупной фракции до 5 и до 1 % — субмикропорошки АСМ5 и ACM1.

 

Абразивные материалы для паст. При изготовлении абразивных паст и суспензий для доводки и полирования используют высокодисперсные материалы как природные минерального происхождения — трепел, мел, крокус и др., так и специально изготовленные искусственные— окиси алюминия, хрома, железа, венская из-» весть и др.

Meл — осадочная горная порода, разновидность слабо сцементированного мажущего известняка белого цвета. Размер частиц не превышает 10 мкм (в среднем 3 мкм). Твердость по шкале Мооса ниже 1. Мел применяется для полирования благородных металлов, а также меди и ее сплавов.

Крокус получают из высокосортного красного железняка (гематита). Используют в качестве абразива в различных пастах для полирования благородных металлов и оптических стекол.

Трепел — легкая пористая осадочная порода. Содержит 75—90% аморфного кремнезема в виде сцементированных мельчайших округлых частиц опала. Твердость по шкале Мооса 1—3, пористость 60—64%. Используется в качестве абразива в полировальных пастах для глянцевания стали, алюминия, меди и ее сплавов, серебра и других металлов.

Окись алюминия (АL2Oз — глинозем) — мелкодисперсный белый абразивный материал, из которого изготовляют пасты для притирки, доводки и полирования. Получают его прокаливанием гидроокиси алюминия. Абразивные свойства этого материала, повышаются с увеличением содержания в нем Аl2Oз. Твердость окиси алюминия по шкале Мооса равна 4.

Пасты на основе окиси алюминия применяют для притирки и доводки стальных и чугунных деталей, а также для доводки и полирования никеля и пластмасс. Из окиси алюминия изготовляют доводочные бруски для обработки деталей с высоким классом шероховатости поверхностей.

Окись хрома (Сг2Oз)—твердый тонкокристаллический абразивный материал. В зависимости от технологии изготовления он может быть темно-зеленого или почти черного цвета. Окись хрома является самым распространенным абразивным материалом для изготовления мягких паст и суспензий. Техническая окись хрома, выпускаемая по ГОСТ 2912—79, применяется в часовой, приборостроительной и других отраслях промышленности для полирования деталей.

Окись железа (Fe2Oз — крокус) представляет собой мелкий однородный полировальный порошок коричневого цвета. Размеры частиц основной массы порошка 0,1—1,5 мкм. Лучший сорт — порошок с фиолетовым оттенком — применяется для полирования благородных металлов и деталей оптических приборов.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *