1.2 Характеристики и области применения абразивных материалов.
Характеристика |
Марка |
Область применения |
Электрокорунд нормальный |
||
Обладает высокой теплостойкостью, хорошей сцепляемостью со связкой, механической прочностью зерен и значительной вязкостью, необходимой для выполнения операций с переменными нагрузками |
13А |
Изготовление инструмента на органических связках для обдирочного шлифования стальных заготовок. Отделочные работы незакрепленным зерном. |
14А |
Изготовление инструмента на органических и неорганических связках для шлифования стальных заготовок |
|
15А |
Изготовление: инструмента на керамических и бакелитовых связках для скоростного шлифования; шлифовальной шкурки для отделочных работ |
|
Электрокорунд белый |
||
По физическому и химическому составу более однороден, имеет более высокую твердость и острые кромки, обладает лучшей самозатачиваемостью и обеспечивает меньшую шероховатость обрабатываемой поверхности по сравнению с электрокорундом нормальным |
23А |
Изготовление инструмента на органических связках для шлифования стальных заготовок; абразивных паст и брусков. Отделочные работы незакрепленным зерном. |
24А |
Изготовление шлифовальных кругов и брусков из шлифзерна и шлифпорошков на всех связках для чистовой обработки закаленных стальных деталей; шлифовальной шкурки для отделочных работ |
|
25А |
Изготовление шлифовальных кругов и брусков из шлифзерна, шлифпорошков и микрошлифпорошков для скоростного шлифования и доводки стальных закаленных деталей; инструмента для шлифования заготовок из труднообрабатываемых сталей и сплавов; шлифовальной шкурки для отделочных работ |
|
Электрокорунд циркониевый |
||
Мелкокристаллический, плотный и весьма прочный материал; стойкость инструмента на обдирочных операциях в 10...40 раз превышает стойкость аналогичного инструмента из электрокорунда нормального |
38А |
Изготовление инструмента на бакелитовых связках для обдирочного шлифования стальных заготовок с высокими скоростями и подачами |
Электрокорунд хромотитанистый |
||
Обладает более высокими механической прочностью и абразивной способностью по сравнению с электрокорундом нормальным |
91 А, 92А |
Изготовление инструмента для шлифования с большим съемом металла и обдирочного шлифования |
91 А, 92А |
Изготовление инструмента на керамических и бакелитовых связках для шлифования стальных закаленных и незакаленных заготовок |
|
Монокорунд |
||
Имеет изометрическую форму зерна, высокую механическую прочность, в процессе шлифования скалывается и этим обеспечивает высокие режущие свойства и малую силу резания. |
43А |
Изготовление инструмента им шлифзерна и шлифпорошка на керамических связках для чистовой обработки деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов |
44А, 45А |
Изготовление шлифовальной шкурки для отделочных работ и доводки. Обработка незакрепленным зерном |
|
Сферокорунд |
||
При шлифовании сферические зерна разрушаются и обнажают режущие кромки инструмента, обеспечивая производительную обработку при малом тепловыделении |
3С |
Изготовление инструмента для обработки мягких и вязких материалов — кожи, резины, пластмасс, цветных металлов и др. |
Карбид кремния черный |
||
Отличается от электрокорунда повышенными твердостью, абразивной способностью и хрупкостью (зерна имеют вид тонких пластинок, вследствие чего увеличивается их хрупкость в процессе работы; кроме того, они хуже удерживаются связкой в инструменте), применяется для обработки твердых, хрупких и очень вязких материалов с низким сопротивлением разрыву |
53С |
Изготовление: инструмента из шлифпорошков и микрошлифпорошков на всех связках для обработки заготовок из чугунов, цветных металлов и вольфрамовых твердых сплавов, шлифовальной шкурки для отделочных работ и доводки. Отделочные работы и доводка деталей из чугунов и цветных металлов незакрепленными микрошлифпорошками. Отделочные работы и доводка незакрепленным зерном |
54С |
Изготовление: инструмента из шлифзерна на всех связках для обработки заготовок из чугунов, цветных металлов и вольфрамовых твердых сплавов, шлифовальной шкурки для отделочных работ |
|
Карбид кремния зеленый |
||
Отличается от карбида кремния черного повышенными твердостью, абразивной способностью и хрупкость |
62С |
Изготовление: инструмента из шлифпорошков на всех связках для обработки заготовок из чугунов, меди, алюминия, гранита, мрамора; шлифовальной шкурки для отделочных и доводочных работ. Отделочные работы и доводка незакрепленным зерном. |
63С |
Изготовление инструмента из шлифзерна на всех связках для обработки заготовок из титановых и титанотанталовых твердых сплавов; шлифовальной шкурки для отделочных и доводочных работ . |
|
64С |
Изготовление: инструмента из микрошлифпорошков на всех связках для обработки заготовок из чугунов, меди, алюминия, гранита, мрамора; шлифовальной шкурки для отделочных и доводочных работ. Отделочные работы и доводка незакрепленным зерном |
|
Карбид бора |
||
Значительно превышает электрокорунд и карбид кремния по твердости и абразивной способности, хотя и очень хрупок. |
КБ |
Шлифование, отделочные работы и доводка незакрепленным зерном деталей из твердых сплавов и чугунов. |
Эльбор (кубический нитрид бора) |
||
Имеет наивысшие после алмаза твердость и абразивную способность, обладает высокой теплостойкостью и повышенной хрупкостью; инертен к железу. |
ЛП , ЛО |
Изготовление инструмента из шлифпорошков и микрошлифпорошков на всех связках для чистовой обработки высокоточных деталей из труднообрабатываемых закаленных сталей, шлифовальной шкурки для отделочных работ; инструмента для чистовой заточки режущего инструмента. Отделочные работы незакрепленным зерном. |
Алмаз синтетический |
||
Превышает по твердости эльбор; обладает высокой износостойкостью и пониженной теплостойкостью, химически активен к железу; имеет повышенную хрупкость и пониженную прочность, что способствует самозатачиванию, синтетический алмаз каждой последующей марки (от АС2 до АС50) отличается от предыдущего более высокой прочностью и меньшей хрупкостью. |
АС2 (АСО) обычной прочности |
Изготовление инструмента на органических связках для чистовой обработки и доводки деталей из твердых сплавов и сталей |
АС4 (АСР) повыш. прочности |
Изготовление инструмента на органических и керамических связках для шлифования заготовок из твердых сплавов, керамики и других хрупких материалов |
|
АС6 (АСБ) высокой прочности |
Изготовление инструмента на металлических связках, работающего при повышенных нагрузках |
|
АС15 (АСК) кристаллы |
Изготовление инструмента на металлических связках, работающего в тяжелых условиях (резка и обработка стекла, шлифование и полирование камня) |
|
АС32 (АСС) монокристаллы сортированные |
Изготовление инструмента на металлических связках для бурения, резки камня, чернового хонингования |
|
АС50 |
Изготовление инструмента, работающего в особо тяжёлых условиях (бурение пород IX и X категорий буримости, резка гранита, обработка керамики, кварцевого стекла, корунда и др.) |
|
Поликристаллические дробленые алмазы типа «баллас» |
АРБ1 (АСБ) |
Изготовление инструмента для чернового хонингования чугунов, резки стеклопластиков |
Поликристаллические дробленые алмазы типа «карбонадо» |
АРК4 (АСПК) |
Изготовление инструмента, работающего в тяжелых условиях (хонингование, обработка камня и материалов в стройиндустрии) |
Поликристаллические дробленые алмазы типа «спеки» |
АРС3 |
Изготовление инструмента, работающего в особо тяжелых условиях (бурение, правка шлифовальных кругов, обработка камня и материалов в стройиндустрии) |
Алмаз природный |
||
Обладает наивысшими твердостью и износостойкостью, используется главным образом на операциях, где необходимы исключительно высокая износостойкость и повышенная абразивная способность инструмента при обработке твердых и сверхтвердых материалов |
А1, А2, АЗ |
Изготовление инструмента на металлических связках для обработки технического стекла, керамики, камня, бетона |
А5 |
Изготовление шлифовальных кругов на металлических связках, в том числе гальваническим методом, для обработки металла, керамики и др. |
|
А5, А8 |
Изготовление правящего и бурового инструмента, а также инструмента для обработки камня и материалов в стройиндустрии |
|
Другие |
||
Корунд |
92Е |
Изготовление инструмента и микропорошков для полирования деталей из стекла и металлов |
Кремень |
81Кр |
Изготовление шлифовальной шкурки для обработки древесины, кожи, эбонита |
Наждак |
-- |
Изготовление мельничных жерновов. Обработка незакрепленным зерном |
Гранат |
-- |
Изготовление шлифовальной шкурки для обработки древесины, кожи, пластмасс. Обработка стекла незакрепленным зерном |
Измельченный на фракции абразивный материал называют шлифовальным.
Фракция — это совокупность абразивных зерен в установленном интервале размеров.
Преобладающую по массе, объему или числу зерен фракцию называют основной.
Зернистость характеризует размер режущих зерен основной фракции в данном инструменте.
В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делятся на следующие группы: шлифзерно — от № 200 до № 16; шлифпорошки — от № 12 до № 4; микрошлифпорошки — от М63 до М14; тонкие микрошлифпорошки — от М10 до М5. Шлифзерно и шлифпорошки получают ситовым рассевом, микрошлифпорошки — осаждением в жидкости (гидроклассификация). Однородность зернового состава, существенно влияющая на шероховатость обрабатываемой поверхности, режущие свойства и стойкость инструмента, характеризуется процентным содержанием основной фракции. Поэтому условное обозначение зернистости дополняют буквенным индексом, соответствующим этому процентному содержанию: В — высокое; П — повышенное; Н — номинальное; Д — допустимое.
В зависимости от группы материалов зернистость обозначается следующим образом:
для шлифзерна и шлифпорошков — 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например 40, 25, 16 (соответственно 400, 250, 160 мкм);
для микрошлифпорошков — по верхнему пределу размера зерен основной фракции с добавлением индекса М, например М40, М28, М10 (соответственно 40, 28, 10 мкм);
для алмазных шлифпорошков — дробью, у которой числитель соответствует размеру (мкм) стороны ячейки верхнего сита, а знаменатель — размеру (мкм) стороны ячейки нижнего сита основной фракции, например 400/250, 400/315, 160/100, 160/125;
для алмазных микрошлифпорошков и субмикропорошков — дробью, у которой числитель соответствует наибольшему (мкм), а знаменатель — наименьшему размеру (мкм) зерен основной фракции, например 40/28, 28/20, 10/7;
для шлифзерна и шлифпорошков эльбора — в зависимости от метода контроля: при ситовом методе — 0,1 размера (мкм) в свету стороны ячейки сита, на котором задерживаются зерна основной фракции, например Л20, Л16, Л10; при микроскопическом методе — аналогично обозначению зернистости алмазных шлифзерна и шлифпорошков, например 250/200, 200/160, 125/100.
Требования к зерновому составу шлифовальных материалов приведены и ГОСТ 3647—80, алмазных порошков — в ГОСТ 9206—80Е, эльбора в зерне — в ОСТ 2-МТ79-2—75.
В табл. 1.3 указаны зернистость, процентное содержание основной фракции, соответствующее каждому индексу, и области применения шлифовальных материалов в зависимости от зернистости.
Твердость характеризует прочность закрепления абразивных зерен в инструменте с помощью связки, поэтому она определяется количеством и свойствами связки, введенной в инструмент. С увеличением количества связки на 1,5% твердость инструмента повышается на одну степень. При этом объем связки увеличивается за счет соответствующего уменьшения объема пор. Расстояние между зернами остается неизменным.
Н
а
рис. 1.2,
а, б показаны структуры мягкого и твердого
абразивного инструмента.
Рис. 1.2. Структуры абразивного инструмента:
а — мягкого круга,
б — твердого круга,
в — плотная,
г — открытая,
д — на керамической связке,
е — на вулканитовой связке.
таб. 1.3. Зернистость шлифовальных материалов и область их применения в зависимости от зернистости
Зернистость (ГОСТ 3647—80)
|
Размер зерен основной фракции, мкм |
Минимальное процентное содержание основной фракции для зернистостей с индексом |
Область применения |
|||
В |
П |
Н |
Д |
|||
Шлифзерно и шлифпорошки |
||||||
200 |
2500 … 2000 |
--
|
55
|
|
|
Изготовление инструмента для ручных обдирочных операций, зачистки отливок, поковок, сварных швов проката, правки шлифовальных кругов, обдирочного шлифования |
160 |
2000... 1600 |
|||||
125 |
1600... 1250 |
|||||
100 |
1250... 1000 |
Изготовление инструмента для плоского шлифования торцом круга, предварительной заточки инструмента, отрезных работ, предварительного шлифования назакаленных сталей и чугунов со снятием большого припуска, шлифования вязких материалов |
||||
80 |
1000...800 |
|||||
63 |
800... 630 |
|||||
50 |
630...500 |
|||||
40 |
500...400 |
54 |
41 |
Изготовление инструмента для предварительного и окончательного шлифования закаленных сталей и чугунов с обеспечением шерховатости поверхности Rа = 2,5...0,63 мкм, заточки режущего инструмента |
||
32 |
400...315 |
|||||
25 |
315...250 |
43 |
39 |
|||
20 |
250...200 |
|||||
|
|
Изготовление инструмента для чистового шлифования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 2,5 ...0,32 мкм, профильного шлифования, заточки мелкого режущего инструмента |
||||
16 |
200... 160 |
|||||
12 |
160...125 |
45 |
41 |
Изготовление инструмента для профильного шлифования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,63 ...0,16 мкм, чистовой заточки и доводки режущего инструмента, предварительного хонингования, шлифования резьб с крупным шагом |
||
10 |
125...100 |
|||||
8 |
100 ... 80 |
40 |
36 |
|||
6 |
80... 63 |
|||||
5 |
63 ... 50 |
Изготовление инструмента для шлифования хрупких материалов и резьб с мелким шагом, доводки и хонингования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,03...0,16 мкм |
||||
4 |
50 ... 40 |
|||||
Микрошлифпорошки и тонкие микрошлифпорошки |
||||||
М63 |
63 ... 50 |
60 |
50 |
45 |
42 |
Изготовление инструмента для суперфиниширования, окончательной доводки и хонингования с обеспечением шероховатости поверхности Rа = 0,16 мкм и менее.
|
М50 |
50 ...40 |
|||||
М40 |
40 ... 28 |
|||||
М28 |
28 ... 20 |
|||||
М20 |
20 ...14 |
40 |
37 |
|||
М14 |
14 ...10 |
|||||
М10 |
10 ... 7 |
55 |
45 |
|||
М7 |
7 ... 5 |
|||||
М5 |
5 ... 3 |
|||||
Твердость оказывает влияние на режущие свойства и кромкостойкость инструмента, а также на характер его изнашивания в процессе резания. Если прочность закрепления зерен в инструменте ниже прочности самого абразивного зерна, то изнашивание происходит вследствие выкрашивания зерен и абразивный инструмент работает в режиме самозатачивания. Если же прочность абразивного зерна окажется ниже прочности его закрепления в инструменте, то изнашивание будет протекать частично за счет хрупкого разрушения, скалывания зерен и частично за счет их стирания с образованием площадок износа на зерне.
В табл. 1.4 приведена классификация твердости и указаны области применения абразивного инструмента в зависимости от его твердости.