Материалы абразивных инструментов

Абразивной обработке — шлифованию и полированию подвергают самые разнообразные материалы. Абразивные материалы (абразивы) — вещества, способные обрабатывать заготовки царапаньем и истиранием, т. е. они должны обладать высокой твердостью и износостойкостью. В качестве абразивов используют природные и искусственные вещества, обладающие высокой твердостью, — химические соединения (карбиды, оксиды, нитриды), алмаз. В отличие от лезвийного инструмента, имеющего строгую геометрию,.

Таблица 9.10

Свойства СТМ на основе алмаза и кубического нитрида бора

Материал.	Твердость, HV			Е, МПа.	Теплостойкость, °С.
На основе алмаза.
АСБ.				;	600…800.
АСПК.		;		;
СВБН.			;	;
СКМ.		;	;	841 000.
На основе нитрида бора.
Композит-01.					1100…1300.
Композит-02.			;	;	1100…1300.
Композит-09.
Композит-05.				620 000.
Композит-10.				712 000.

абразивный инструмент не имеет одного лезвия. Режущим элементом является каждое абразивное зерно со своей формой и размерами.

Абразивная обработка осуществляется абразивным порошком в свободном состоянии, а также абразивными инструментами на жесткой основе (абразивные круги), на гибкой основе (шкурка, лента) и пастами. В инструменте на жесткой основе абразивные зерна (порошки) соединены связкой, на гибкой основе — это бумага или ткань, абразивные зерна удерживаются на основе клеем.

Абразивы

В качестве абразивных материалов (абразивов) используют вещества, обладающие высокой твердостью, природные и искусственные — карбиды, оксиды, нитриды, СТМ.

В машиностроении наиболее распространены электрокорунд — А12О3, карбид кремния — SiС, СТМ — кубический нитрид бора (BN) и алмаз.

Коруиды получают плавкой из бокситов или глинозема. Выпускаются следующие разновидности: электрокорунд нормальный, белый, легированный, монокорунд и сферокорунд.

Нормальный электрокорунд содержит 92…96% Al2O3 (остальное — примеси), его твердость 1900…2000 HV. Содержание Al2Oi в белом электрокорунде, монокорунде (оксид алюминия представлен монокристаллами) и сферокорунде (оксид алюминия в виде полых сфер) выше 97…99%. Твердость белого электрокорунда и сферокорунда — 2000…2100 HV, монокорунда — 2300…2400 HV

Легированные корунды (хромистый, титанистый, циркониевый) помимо оксида алюминия содержат оксиды других металлов. Эти виды корунда имеют более однородную структуру и более высокие механические свойства, их твердость достигает 2000…2400 HV.

Карбид кремния (3300…3600 HV) получают путем силицирования углерода в парах кремниевой кислоты при температуре 1800…2100 °С. Химически чистый SiC бесцветен и прозрачен; технический в зависимости от содержания и состава примесей имеет цвет от светло-зеленого до черного. В промышленности выпускаются два вида карбида кремния — черный (КЧ) и зеленый (КЗ). КЗ содержит меньшее количество примесей, обладает несколько большей твердостью и хрупкостью.

Алмазный инструмент изготавливают в основном из искусственных алмазов, но могут быть использованы и природные наиболее дешевых сортов.

Абразивная способность абразивов (она оценивается массой сошлифованного эталонного материала — стекла при одинаковом расходе абразива) примерно пропорциональна твердости (табл. 9.11). Таким образом, по абразивной способности алмаз значительно превосходит прочие абразивные материалы.

Таблица 9.11

Относительная абразивная способность абразивных материалов

Применение СТМ па основе алмаза и кубического нитрида бора для изготовления абразивного инструмента обусловлено высокой абразивной способностью. Их использование позволяет повысить производительность обработки и улучшить качество обрабатываемых деталей, при этом удельный расход инструмента по сравнению с другими абразивными материалами значительно ниже. Выпускаются круги на различных связках, пасты, порошки.