Виды и характеристики абразивных материалов
Режущую часть абразивных инструментов изготовляют из различных искусственных абразивных материалов. Основные из них представлены ниже.
- Электрокорунд, его изготовляют в электрических печах из высокоглиноземистого сырья. Нормальный электрокорунд (изготовлен из боксита).
- Монокорунд (представляет собой монокристаллы, изготовлен из серосодержащего и глиноземсодержащего сырья).
- Белый электрокорунд (из глинозема).
- Циркониевый электрокорунд (из глиноземсодержащего и цирконийсодержащего сырья).
- Легированный электрокорунд (из глиноземсодержащего сырья с добавлением легирующих элементов, которые образуют с корундом твердый раствор).
- Карбид кремния: производится из кварцевого и углеродистого сырья.
- Карбид бора - из борсодержащего и углеродистого сырья).
- Кубический нитрид бора и синтетический алмаз получают искусственным путем.
- Шлифовальный материал с покрытием: поверхность его абразивных зерен покрыта другим материалом.
- Формокорунд - шлифовальный материал с зёрнами преимущественно цилиндрической или призматической формы.
- Электрокорундовый шлифовальный материал, сферокорунд.
- Карбидкремниевый шлифовальный материал;
- Карбидоборный шлифовальный материал;
- Шлифовальный материал из кубического нитрида бора (эльбора, кубоиита, гексанита).
Качество абразивных материалов определяется многими факторами:
- физико-механические свойства (таблица ниже),
- размеры абразивных зерен,
- зерновой состав,
- режущая способность,
- фракция.
Физико-механические свойства абразивных материалов
|
Абразивный материал |
Плотность р-103 кг/м3 |
Микротвердость Н |
Термостойкость, °С |
Относительная режущая способность |
|
Алмаз природный |
3,01-3,56 |
10060 |
700-900 |
1,0 |
|
Алмаз синтетический |
3,48-3,54 |
8600-10100 |
700-900 |
0,75-0,77 |
|
Кубический нитрид бора |
3,45-3,54 |
7300-10000 |
1400-1800 |
0,58-0,64 |
|
Карбид бора |
2,48-2,52 |
4000-5000 |
500-700 |
0,4-0,6 |
|
Карбид кремния |
3,16-3,39 |
2850-3600 |
1200-1300 |
0,25-0,45 |
|
Электрокорунд |
3,82-4,28 |
2060 |
1500-1700 |
0,12-0,25 |
Шлифовальным материалом называют измельченный и классифицированный абразивный материал. Он используется преимущественно для абразивной обработки.
Зернистость шлифовального материала определяется размером абразивных зерен (мкм)
|
Группа материалов |
от |
до |
|
Шлифзерно |
2000 |
160 |
|
Шлифпорошки |
125 |
40 |
|
Микропорошки |
63 |
14 |
|
Тонкие микропорошки |
10 |
3 |
Значение зернистости дополняют буквенными индексами В, П, Н, Д в соответствии с процентным содержанием основной фракции, например, 125П; М28Н.
Содержание основной фракции в зависимости от зернистости
|
Индекс |
Минимальное содержание основной фракции (в %) для зернистости |
||||
|
200-8 |
6-4 |
М63-М28 |
М20-М14 |
М10-М5 |
|
|
В |
- |
- |
60 |
60 |
55 |
|
П |
55 |
55 |
50 |
50 |
45 |
|
Н |
45 |
40 |
45 |
40 |
40 |
|
Д |
41 |
- |
43 |
39 |
39 |
Условные обозначения содержания основной фракции:
- В - высокое;
- П - повышенное;
- Н - низкое;
- Д - допустимое.
Показатели зернистости, характеристики и сфера применения шлифовальных материалов представлены в таблицах ниже.
|
Зернистость |
Размер стороны ячейки сита в свету, мкм |
Зернистость |
Размер стороны ячейки сита в свету, мкм |
Зернистость |
Размер стороны ячейки сита в свету, мкм |
|
Шлифзерно и шлифпорошки |
Шлифзерно и шлифпорошки |
Микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки |
|||
|
200 |
2500-2000 |
25 |
315-250 |
М63 |
63-50 |
|
160 |
2000-1600 |
20 |
250-200 |
М50 |
50-40 |
|
125 |
1600-1250 |
16 |
200-160 |
М40 |
40-28 |
|
100 |
1250-1000 |
12 |
160-125 |
М28 |
28-20 |
|
80 |
1000-800 |
10 |
125-100 |
М20 |
20-14 |
|
63 |
800-630 |
8 |
100-80 |
М14 |
14-10 |
|
50 |
630-500 |
6 |
80-63 |
М10 |
10-7 |
|
40 |
500-400 |
5 |
63-50 |
М7 |
7-5 |
|
32 |
400-315 |
4 |
50-40 |
М5 |
5-3 |
|
Марка |
Характеристика |
Область применения |
|
|
Шлифпорошки |
|
|
АС2 |
Повышенная разрушаемость; хорошо удерживается в связке |
Для изготовления инструментов на органических связках, применяемых для обработки твердых сплавов и сталей на чистовых и доводочных операциях |
|
АС4 |
Зерна представлены агрегатами и сростками |
Для изготовления инструментов на органических и керамических связках, применяемых при обработке твердых сплавов, керамики и других хрупких материалов |
|
АС6 |
Зерна представлены в основном несовершенными кристаллами, их обломками и сростками |
Для изготовления инструментов на металлических связках, работающих при повышенных нагрузках |
|
АСІ5 |
Высокие прочностные свойства с коэффициентом формы зерен не более 1,6 |
Для изготовления инструментов на металлических связках, работающих в особо тяжелых условиях |
|
АС20 |
Повышенная прочность с коэффициентом формы зерен не более 1,5 |
Для изготовления инструментов, работающих в условиях средней тяжести |
|
АС32 |
Повышенная прочность с коэффициентом формы зерен не более 1,2 |
Для изготовления инструментов на металлических связках (правка шлифовальных кругов, резка и обработка корунда и других особо твердых материалов) |
|
АС50 |
Повышенные прочностные свойства с коэффициентом формы зерен 1,18 |
Для изготовления инструментов, работающих в особо тяжелых условиях |
|
АРВ1 |
Получают путем дробления синтетических алмазов типа баллас |
Для изготовления инструментов, применяемых для чернового хонингования чугунов |
|
АРК4 |
Получают путем дробления синтетических алмазов типа карбонадо |
Для изготовления инструментов, работающих в тяжелых условиях |
|
АРСЗ |
Получают путем дробления синтетических алмазов типа «спеки» |
Для изготовления инструментов, работающих в особо тяжелых условиях |
|
|
Микропорошки |
|
|
АСМ |
Нормальная режущая способность |
Доводка и полирование деталей из закаленных сталей, сплавов, керамики, стекла |
|
АСН |
Повышенная режущая способность |
Доводка и полирование твердых и сверхтвердых труднообрабатываемых материалов, керамики, корунда |
|
|
Субмикропорошки |
|
|
АСМ1, АСМ5 |
С содержанием крупной фракции до 1% |
Сверхтонкая доводка и полирование поверхностей изделий, в частности, при обработке полупроводниковых материалов |
Пример условного обозначения субмикропорошков из синтетических алмазов марки АСМ5, зернистость 0,5/0,1: субмикропорошок АСМ5/0,5/0,1 ГОСТ 9206 - 80
Характеристика и область применения алмазных шлифпорошков с покрытиями
|
Тип покрытия |
Характеристика |
Область применения |
|
К |
Совокупность зерен, поверхность которых покрыта пленкой карбида металла. Отношение массы алмазного порошка к массе покрытия 1 :0,15 |
Для изготовления инструментов на органических связках |
|
КМ |
Покрытие поверхности зерен пленками сплавов, содержащих кремний. Масса неметаллического покрытия составляет 20-60% от массы алмаза |
Для изготовления алмазных инструментов на органических связках, работающих с применением смазочноохлаждающей жидкости и без нее |
|
НТ20, НТ1, НТ2 |
Единичные зерна с карбидометаллическим покрытием типа НТ20, НТ1 и НТ2 различаются отношением массы алмаза к массе покрытия |
В шлифовальных кругах на металлических связках для шлифования хрусталя, керамики и других хрупких материалов; в виде паст для обработки деталей из закаленных и незакаленкых сталей |
|
А1, А2, АЗ |
Совокупность агрегатов из нескольких алмазных зерен (2-10 шт. в агрегате), покрытых карбидометаллической пленкой. Отношение массы алмаза к массе покрытия: 1:0,5 для типа А1; 1:0,75 для типа А2; 1:1 для типа АЗ |
Для изготовления кругов иа органической связке, работающих с охлаждением |
|
АН |
Кроме алмазных зерен, содержит зерна наполнителя из карбида бора, титана, кремния, электрокорунда или другого абразива; отношение массы алмаза к массе наполнителя, как у порошков с покрытием типа А |
В шлифовальных кругах на органических связках, работающих с охлаждением |
|
ЛО обычной механической прочности |
Шероховатая наиболее развитая поверхность, невысокая прочность; хорошо удерживается связкой |
Для изготовления инструментов на органической связке |
|
ЛП повышенной механической прочности |
Большая прочность, чем у эльбора марки ЛО; хорошо развитая поверхность |
Для изготовления инструментов на органической, керамической и металлической связках |
|
ЛКВ высокой механической прочности |
Более высокие прочность и износостойкость, чем у эльбора марки ЛП |
То же |
|
ЛД дробленые (поликристаллические) |
Образуется при дроблении кристаллов |
Для изготовления инструментов на металлической связке |
К обозначениям марок эльбора с металлизированными покры¬тиями добавляется буква М, со стекловидными покрытиями буква С, например ЛОМ, ЛОС.
Зернистость и механическая прочность порошков из гексанита-А, эльбора и кубонита
|
Зернистость порошка |
Разрушающая нагрузка, Н 10-2 |
||||
|
Гексанит-А |
Эльбор |
Кубический нитрид бора |
|||
|
ЛО |
ЛП |
КО |
КР |
||
|
1000/800 |
12100 |
- |
- |
- |
- |
|
800/630 |
9600 |
- |
- |
- |
- |
|
630/500 |
7500 |
- |
- |
- |
- |
|
500/400 |
5200 |
- |
- |
- |
- |
|
400/315 |
4100 |
- |
- |
- |
- |
|
315/250 |
2600 |
- |
610 |
|
- |
|
250/200 |
2000 |
- |
510 |
- |
- |
|
200/160 |
1490 |
230 |
430 |
290 |
610 |
|
160/125 |
1100 |
230 |
370 |
270 |
510 |
|
125/100 |
830 |
210 |
310 |
250 |
430 |
|
100/80 |
660 |
200 |
280 |
230 |
370 |
|
80/63 |
450 |
180 |
240 |
210 |
320 |
|
63/50 |
360 |
- |
- |
200 |
280 |
|
50/40 |
290 |
- |
- |
190 |
250 |
По материалам: В. А. Кащук, А.Б. Верещагин. Справочник шлифовщика, - 1998 г.