Материал абразивный что это такое


Абразивные материалы и методы абразивной обработки

Абразивные материалы (абразивы) – материалы, которые используются для зачистки и шлифования поверхностей из металла, пластика, минералов, стекла, дерева и т.д. Они обладают повышенной твердостью, поэтому широко применяются для порезки, хонингования, суперфиниша.

Изготовление любых деталей в производственных условиях предполагает обработку поверхностей абразивами. Доводка готовых изделий осуществляется с помощью абразивного инструментария – наждачной бумаги, шлифовальных кругов, полировальных дисков и т.д. Выбор абразива и метода обработки определяются степенью твердости материала и целями его дальнейшего применения.

Что такое абразивные материал

Абразивными называются материалы, обладающие высокой степенью твердости по сравнению с обрабатываемыми поверхностями. Они предназначены для механической зачистки, порезки, шлифования, полирования или заточки других материалов. Условно все абразивы подразделяют на два типа:

  1. природные;
  2. искусственные (синтетические).

Существует множество материалов с высокими абразивными свойствами, которые применяются в промышленности. Работоспособность абразивов определяется несколькими параметрами:

  • материалом зерна;
  • степенью зернистости;
  • конфигурацией инструментария.

Износоустойчивость шлифматериала зависит от показателей твердости, химической неактивности резцовых составляющих, их термостойкости и т.д. Зачастую под абразивами понимают сверхпрочные материалы, такие как кварц или алмаз. Но в некоторых случаях даже мягкие абразивные материалы могут использоваться для шлифования или полирования.

Абразивной способностью обладают все материалы, имеющие определенную степень твердости, вязкости, износоустойчивости и форму абразивных зерен. Именно на существенном различии степени твердости основаны механические принципы шлифования, порезки и полирования материалов.

Технические характеристики абразивов определяют двумя способами:

  1. по минералогической шкале (шкала Мооса);
  2. вдавливанием пирамиды из алмаза в испытуемый материал.

Под абразивной способностью следует понимать возможность одних материалов обрабатывать другие. В производстве используются только те инструменты, которые обладают достаточной механической прочностью. Это позволяет минимизировать затраты на частую замену разрушившихся абразивов.

Виды абразивных материалов

Абразивные материалы классифицируют по нескольким критериям:

  • степень твердости – сверхтвердые, твердые и мягкие;
  • размер шлифовальных частиц – грубые, средние и тонкие;
  • химический состав – природные и синтетические.

Пригодность абразивных материалов к механической обработке определяется кристаллографическими, термическими, химическими и физическими свойствами. Немаловажное значение в определении степени износоустойчивости абразивов имеет их способность к истиранию, разламыванию и плавлению во время обработки.

Вид абразивного материала определяют по степени его зернистости. Для этого его просеивают через сито с определенным размером ячеек. Величина абразивных зерен характеризуется фракцией. Она может быть мелкой, крупной, предельной, комплексной или основной. После просеивания материала определяется процентное содержание основной фракции, которая впоследствии обозначается индексами Д, Н, В И П.

Твердость абразивных материалов влияет на сферу их применения и особенности механической обработки. Сверхтвердые абразивы с крупными зернами используют для грубой шлифовки и зачистки поверхностей, а более мягкий абразивный материал применяют для полировки и финишной обработки деталей.

Природные абразивные материалы

В большинстве случаев естественный абразивный материал по своим техническим характеристикам – износоустойчивости, твердости, термостойкости – уступает синтетическим абразивам. Тем не менее, многие из них используются в промышленности для порезки и шлифования материалов. К наиболее распространенным из них относятся:

  • гранат – природный минерал, состоящий из смеси изоморфных рядов, используется для резки и шлифовки;
  • алмаз – минерал, обладающий алмазоподобной кубической формой углерода, который применяется для резки сверхпрочных материалов;
  • корунд – бинарное соединение из кислорода и алюминия, использующееся для шлифовки в виде порошка;
  • мел – углекислый кальций, который применяется для очень тонкой абразивной обработки;
  • красный железняк – минерал железа, использующийся для полирования поверхности стекол и металла;
  • пемза – пористая вулканическая порода, которую чаще используют для грубой шлифовки;
  • трепел – сцементированная осадочная порода, которая используется в форме порошка для обработки металла и камней;
  • кварц – диоксид кремния, который используется только в сочетании с водой для пескоструйной обработки камней;
  • наждак – минеральное вещество, в состав которого входит корунд и магнетик; применяется для зачистки, шлифования и полирования поверхностей.

Природные абразивные материалы используют при изготовлении ручного и стационарного оборудования для механической обработки заготовок или готовых деталей. Сфера их применения определяется техническими и абразивными свойствами. Наиболее износоустойчивым и прочным является алмаз, который может использоваться как для порезки материалов, так и для шлифования поверхностей.

Искусственные абразивные материалы

Широкое применение в промышленности нашли синтетические абразивные материалы. В отличие от природных, они обладают лучшими эксплуатационными характеристиками. Большая однородность основных фракций обеспечивает качественную обработку поверхностей из металла, пластика, стекла, дерева, камня и т.д.

В производственных условиях для шлифования и порезки материалов могут использоваться:

  • эльбор (боразон) – обработка стали и металлических сплавов;
  • купрошлак – механическая очистка деревянных, металлических и бетонных покрытий;
  • бор-углерод-кремний – шлифование стекла, камней, цветных и черных металлов;
  • искусственный алмаз – обработка металлических деталей и камня;
  • карборунд – обработка титана, цветного металла, стали и других сплавов;
  • карбид бора – шлифование черного металла и поверхностей стекла;
  • электрокорунд – преимущественно обработка черных металлов;
  • диоксид титана – полирование деталей из цветных металлов;
  • фианит – обработка металлических поверхностей;
  • диоксид олова – полирование стекол и металлов;
  • стальная дробь – шлифование мягкого камня (мрамора).

Сыпучие абразивные материалы используются в пескоструйной обработке, а также при изготовлении шлифовальных и полировальных кругов. Сверхпрочные абразивы применяют для порезки древесины, стекла или металлических сплавов.

Методы абразивной обработки

Природные и синтетические абразивные материалы успешно применяются в следующих видах механической обработки:

  • круглое шлифование – механическая обработка отверстий, сферических и цилиндрических поверхностей;
  • бесцентровое шлифование – механическая обработка обоймы подшипников, наружных или внутренних поверхностей;
  • плоское шлифование – механическая обработка вертикальных и горизонтальных поверхностей несложной геометрии;
  • ленточное бесцентровое шлифование – обработка сложных профилей и других наружных поверхностей;
  • разрезание – демонтаж и затоговительное производство;
  • притирка – механическое притирание поверхностей;
  • гидроабразивная обработка – струйная очистка различных поверхностей;
  • ультразвуковая обработка – изготовление штампов и пробивка сквозных отверстий в металле;
  • пескоструйная обработка – грубая очистка поверхностей от ржавчины, краски и других типов загрязнений;
  • магнитно-абразивная обработка – очистка и шлифование материалов в магнитном поле с помощью намагниченного сыпучего абразива;
  • хонингование – шлифование отверстий в металлических насосах, трубах, цилиндрах;
  • полирование – устранение шероховатостей на поверхности;
  • суперфиниш – сверхтонкая полировка готовых изделий из металла, стекла, камня и т.д.

Для вышеперечисленных типов обработки используются разные абразивные материалы. Шлифование, пескоструйная очистка и другие типы механической отделки позволяют добиться желаемой степени ровности и гладкости поверхностей.

Виды абразивных инструментов

Качество шлифования и порезки материалов во многом зависит от способа применения абразива. В промышленности все абразивные материалы закрепляются в специальных установках, обеспечивающих максимальную точность производимых работ. К числу наиболее распространенных абразивных инструментов можно отнести:

  • шлифовальные диски;
  • шлифовальные ленты;
  • полировальные круги;
  • наждачную бумагу;
  • бруски для заточки;
  • отрезные круги;
  • галтовочные тела;
  • мелкозернистые пасты;
  • стальную вату;
  • крупные зерна (для пескоструйной обработки).

Абразивными инструментами также считаются абразивные материалы, изготовленные в определенной форме – заточный брусок, отрезной диск и т.д. Их износоустойчивость и эксплуатационные характеристики во многом зависят от качества их крепления к стационарным станкам или ручному инструменту.

Если в инструменте абразив закреплен плохо, то во время работы он будет испытывать избыточную нагрузку, что приведет к выпадению зерен и ухудшению его абразивных свойств. В связи с этим при производстве многих их них стали использовать армирующие сетки из металла и стекловолокна.

www.zavodkorund.ru

абразивные материалы - это... Что такое абразивные материалы?

  • Абразивные материалы — (фр. abrasif  шлифовальный, от лат. abradere  соскабливать)  это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования,… …   Википедия

  • Абразивные материалы — вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки других материалов. Абразивные материалы имеют разную твердость, форму, размеры зерен и абразивную способность. Различают: естественные… …   Финансовый словарь

  • АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — (абразивы) (от лат. abrasio соскабливание) вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки (шлифования, резания, истирания, заточки, полирования и т. д.) других материалов. Естественные …   Большой Энциклопедический словарь

  • Абразивные материалы —         (а. abrasive materials; н. Schleifmittel, Schleifstoffe; ф. produits abrasifs; и. materiales abrasivos) вещества высокой твёрдости для механич. обработки г. п., минералов и др. C древнейших времён использовались естеств. A. м. (кремень,… …   Геологическая энциклопедия

  • абразивные материалы — Высокотв. кристаллич., зернистые или порошкообразные вещ ва для механич. обработки металлов, керамич. материалов, горных пород, минералов, стекла и др. До конца XIX в. использовались только естеств. а. м. (кремень, наждак, гранат, пемза, корунд,… …   Справочник технического переводчика

  • АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — абразионные материалы (Abrasive) шлифовальные, точильные и полировальные материалы для обдирки, точки, шлифовки и полировки поверхностей твердых тел. Разделяются на естественные и искусственные. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.:… …   Морской словарь

  • Абразивные материалы — (абразивы) мелкозернистые вещества большой твердости (горные породы, природные и искусственные минералы), используемые для механической обработки поверхностей др. материалов (металлов, стекла, камней) шлифования, полирования, резания, заточки.… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • абразивные материалы — [abrasives] высокотвердые кристаллические, зернистые или порошкообразные вещества для механической обработки металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла и др. До конца XIX в. использовались только естественные абразивные… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — абразивы естественные или искусственные материалы преимущественно высокой твердости для обработки металлов резанием или их очистки. Применяют естественные абразивные материалы (алмаз, корунд, кварц и др.) и искусственные абразивные материалы ( …   Металлургический словарь

  • Абразивные материалы —         вещества высокой твёрдости для механической обработки металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла, дерева, кожи, резины и др. С конца 19 в. применяются искусственные А. м. (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора …   Большая советская энциклопедия

dic.academic.ru

Абразивные материалы

скачать mp3 без регистрации

Традиция использовать абразивы уходит корнями в далекое прошлое. Индейцы майя, еще в девятом веке до нашей эры, для того, чтобы украсить зубы драгоценными вставками, просверливали в них отверстия, вращая полую трубочку с нанесенным на нее мелко истолченным в воде кварцем. Это одно из первых документальных свидетельств применения абразивных технологий. Сегодня же область использования абразивов и вовсе необъятна: от каждодневной чистки зубов до высокого искусства балета, воздушные балерины – и те не могут обойтись без абразивов, пуанты необходимо шлифовать.

Виды абразивных материалов

 

Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвердые, твердые, мягкие), химическому составу и величине шлифзерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах (мк) и мешах(mesh), величине более распространенной в мире.

Абразивы – это твердые мелкие частицы, используемые в свободном или связанном виде для механической обработки изделий. Принцип их действия заключается в удалении материала обрабатываемой поверхности острыми выступами абразива. При этом от абразивных частиц, имеющих, как правило, кристаллическую структуру, откалываются микроскопические крупицы, образуя новые рабочие кромки. Основные характеристики абразивных материалов – микротвердость, механическая прочность, хрупкость и размер зерна.

Материалом для изготовления абразивов могут быть как продукты природного происхождения, так и искусственно созданные. Искусственные применяются шире, отчасти из-за химического состава и физико-механических свойств. Из большого списка искусственных абразивов широкое распространение получили синтетический алмаз, карбиды бора и кремния, кубический нитрид бора (торговая марка – эльбор), электрокорундовые материалы.

Особое значение имеют сверхтвердые абразивные материалы, к которым относятся алмаз и кубический нитрид бора. Инструменты из алмаза эффективны при обработке хрупких и высокотвердых материалов, при чистовом шлифовании, заточке и доводке твердосплавных режущих инструментов, хонинговании. Однако для алмазного инструмента есть ограничение: при обработке сталей происходит диффузионный износ шлифовального зерна, так как углерод из алмаза отбирается сталью. Поэтому стали обрабатываются инертным для них эльбором. В свою очередь, эльбор вступает в химическую реакцию с твердыми сплавами, – здесь необходимы алмазные абразивы.

Производство абразивных материалов

В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причем новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные.

Абразивные материалы бывают двух видов по происхождению:

Природные абразивные материалы

Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях. Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах. Гранат: Природный минерал:Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита - черного магнитного оксида железа Fe3O4 Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов.Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки(притирка, полирование).

Синтетические абразивные материалы

Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов. Нитрид бора (боразон): Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, черных металлов. Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.Карбид бора: обработка твердых сплавов, стекла, черных металлов. Карбид кремния: обработка твердых сплавов, цветных металлов и титана. Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов. Нитрид алюминия: обработка металлов. Электрокорунд: обработка черных металлов, изредка камня и стекла. Оксид циркония(фианит): обработка черных и цветных металлов. Двуокись церия: обработка стекла (полирит). Двуокись олова: обработка стекла, полирование металлов. Окись хрома: полирование черных и цветных металлов. Двуокись титана: полирование цветных металлов.

Новые перспективные абразивные материалы:

Нитрид углеродаСплав карбид титана-карбид скандия

Применение абразивных материалов и виды абразивной обработки

Абразивные материалы с успехом применяются в следующих видах абразивной обработки:

Шлифование круглое: обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстийШлифование плоское: обработка плоскостей и сопряженных плоских поверхностейШлифование безцентровое кругами:обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др)Шлифование безцентровое лентой: наружные поверхности, в том числе сложные профили Шлифование лентой сложных профилей: например шлифование лопаток турбинОтрезание и разрезание заготовок: заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкцийПритирка: абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки)Гидроабразивная обработка: струйная и галтование (отливки, паковки, метизы и др)Пескоструйная обработка: сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковокУльтразвуковая обработка: пробивка отверстий в твердых сплавах, извлечение сломанного инструмента, штампыХонингование: обработка отверстий большого диаметра (цилиндры двигателей, насосов и др)Полирование: окончательное придание зеркального блеска изделиям (чистота поверхности высокая)Суперфиниширование: окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т.д).

Абразивные инструменты принято делить на три вида: гибкие, жесткие и инструменты в виде свободных абразивов и паст.

Свободный (несвязанный) абразив и пасты вызывают меньше всего вопросов. Если вы в походе вышли к водоему, чтобы почистить песком закопченный котелок – вы воспользовались свободным абразивом. Пастами называются смеси абразивных материалов с неабразивными различной густоты, от твердых брикетов до абсолютно жидких. В качестве связки в пастах используются жиры и масла, главным образом, олеин, стеарин и вазелин. Характеристики паст следующие: используемый абразивный материал, зернистость, рецептура неабразивных материалов, концентрация, консистенция. И пасты, и свободный абразив используются для операций доводки.

Гибкие инструменты. К ним относятся шлифовальные шкурки, ленты, лепестковые круги, сетчатые и фибровые диски, щетки из абразивонаполненных волокон.

Шлифовальная шкурка (или наждачная бумага), представляет собой измельченный абразивный материал, нанесенный на основу из бумаги, ткани или синтетического материала. В зависимости от клеящего элемента, они могут быть водостойкими или нет. Из шкурки можно вырезать ленты различной длины и ширины. При склейке концов получается «бесконечная лента». Также из шкурки вырезаются лепестковые круги, хорошо обрабатывающие детали со сложным профилем.

Сетчатые диски получаются путем нанесения абразивного материала на сетчатую основу и используются для полирования и зачистки поверхностей. Жесткие сетчатые диски, изготовленные на основе стекловолокна и лавсана, пригодны для разрезки небольших деталей из дорогостоящих материалов.

Если нанести абразивный материал на фибровую основу (целлюлоза, пропитанная хлористым цинком), то получится фибровый диск для зачистки и полирования. Для подготовки поверхности к нанесению грунта и краски, например, для кузовных работ, такой диск незаменим.

И, наконец, существуют щетки различной формы с металлической или синтетической «щетиной». Щетки применяются для удаления заусенцев, очистки поверхности от окалины, ржавчины, лака и краски, обработки сварных швов, а также для отделки поверхности: матирование, сатинирование, шлифование. Рабочий материал щеток варьируется от стальной и латунной проволоки до пластмассы с карбидом кремния. По структуре проволока может быть плетеной, не плетеной и гофрированной.

Жесткие инструменты

Инструменты фиксированной формы – это круги всех типов, кольца, сегменты, шлифовальные головки, бруски. Помимо абразивного материала определенной зернистости в состав этого вида инструмента входят органическая или керамическая связка и упрочняющие элементы. Инструменты на основе органической связки имеют тепловые ограничения, что требует осторожного использования охлаждающих жидкостей, и подвержены воздействию щелочей. Но эластичность органики делает незаменимым такой инструмент для операций по снятию больших припусков, например, при обдирке.

Плюсы керамической связки – высокая огнеупорность, химическая и водостойкость. К их недостаткам относится хрупкость и, как следствие, непригодность для работ с высокой ударной нагрузкой. При этом керамическая связка хорошо «держит» форму, что важно при высокоточном шлифовании, имеет высокую износостойкость и выдерживает высокие температуры.

К жестким абразивным инструментам относятся также и многочисленные напильники, рашпили и надфили.

Шлифовка

Шлифовальные операции делят на предварительное и чистовое шлифование.

Примером первого этапа может служить обдирка, то есть удаление больших припусков, которая производится крупнозернистыми обдирочными кругами на органической связке. Обдирка позволяет, например, зачищать дефекты отливок.

При чистовом шлифовании снимается основной припуск, придается форма и достигаются конечные размеры детали. Добиваются этого при помощи различных шлифовальных кругов, подобранных в соответствии с обрабатываемой поверхностью.

Специальные операции

Хонингование – отделочная (чистовая) обработка внутренних цилиндрических поверхностей абразивными мелкозернистыми брусками, закрепленными в специальных «держателях» брусков – «хонах». Это финишная операция, дающая высокую точность обработки: величина припусков при хонинговании не превышает 0,1 – 0,2 мм. Бруски чаще всего изготовляются из электрокорунда и карбида кремния зеленого. Качество автомобильных цилиндров зависит именно от этой операции, потому что малейшая шероховатость немедленно скажется на здоровье “железного коня”.

Суперфиниширование также характеризуется очень малым съемом материала, позволяет полностью избавиться от волнистости поверхности, удалить дефектный слой металла, возникающий при предшествующих операциях. После суперфиниша образуется поверхностный слой без структурных изменений, что крайне важно для деталей, работающих в условиях трения. Бруски для суперфиниширования изготавливаются из тех же материалов, что и инструмент для хонингования. Детали из бронзы, латуни и других цветных металлов обрабатывают в два приема, меняя мягкие бруски на более твердые. Использование инструмента из эльбора на керамической связке придает процессу обработки стабильность.

Галтовка – процесс очистки поверхности небольших заготовок и деталей от заусенцев, окалины, формовочной земли, коррозии и для полирования. Этим способом можно обрабатывать одновременно большое количество деталей, причем они могут быть разных размеров и форм. Во вращающихся барабанах детали избавляются от всевозможных дефектов, перечисленных выше. Перфорированные барабаны, помещенные в водные растворы, используются для полирования. В качестве абразивов применяется бой шлифовальных кругов или специально сделанные из различных материалов галтовочные тела (конусы, призмы, цилиндры).

Более аккуратная обработка получается в вибрационных камерах с абразивные наполнителями. В отличие от барабанов, тонкостенные и хрупкие детали обрабатываются здесь без повреждений. Вибрационное шлифование обеспечивает обработку закрытых и внутренних поверхностей.

Прорезка. Отрезка. Заточка

Прорезка и отрезка отрезными кругами экономична и дает нужный срез, часто не требующий дополнительной обработки. Отрезать кусок металла абразивным кругом, вращающимся на большой скорости, наиболее простой способ.

Заточка и доводка режущих инструментов предпочтительнее на кругах с бакелитовой связкой как более прочных, в две операции. Круги из эльбора делают наиболее качественную заточку, так как обладают высокой режущей способностью, равномерным износом и отсутствием прожогов.

Полирование

Операцию можно разделить на два этапа – предварительное и зеркальное полирование. Один из способов полирования – использование войлочных и матерчатых кругов и головок в сочетании со шлифовальными пастами. Выбор зернистости пасты зависит от требуемого качества. Для достижения максимального блеска необходимо последовательно менять пасты различной зернистости, начиная с более грубой, в процессе работы не забывая менять и сами полирующие круги.

Детали сложной формы обрабатываются жидкостным полированием, когда жидкость под определенным давлением и углом распыляется по поверхности изделия. В зависимости от обрабатываемого материала здесь применяются зерно, порошки или микропорошки из электрокорунда, карбида кремния или гранулированного кварцевого песка. В результате получается матовая поверхность без следов обработки, прожогов и микротрещин, кроме того, процесс повышает износостойкость материала.

слушать онлайн mp3 музыку

56.ts-56.ru

Абразивные материалы и абразивная обработка - это... Что такое Абразивные материалы и абразивная обработка?

Сюда перенаправляется запрос «Абразивный износ». На эту тему нужна отдельная статья.

Абразивные материалы (фр. abrasif — шлифовальный, от лат. abradere — соскабливать) — это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов.

Существуют следующие виды абразивной обработки:

  • шлифование круглое — обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий;
  • шлифование плоское — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей;
  • шлифование бесцентровое — обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др);
  • шлифование бесцентровое лентой — наружные поверхности, в том числе, сложные профили;
  • шлифование лентой сложных профилей — например шлифование лопаток турбин;
  • отрезание и разрезание заготовок — заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкций;
  • притирка — абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки);
  • гидроабразивная обработка — струйная и галтование (отливки, поковки, метизы и др);
  • пескоструйная обработка — очистка субстратов от старой краски, ржавчины, окалины и других за­грязнений, а также сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковок;
  • ультразвуковая обработка — пробивка отверстий в твёрдых сплавах, извлечение сломанного инструмента, изготовление штампов;
  • магнитно-абразивная обработка — обработка магнитно-абразивным порошком в магнитном поле;
  • хонингование — обработка отверстий (цилиндры двигателей, насосов и др);
  • полирование — придание поверхности малой шероховатости и зеркального блеска;
  • суперфиниширование — окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т. д.).

Инструменты абразивной обработки

Наждачная бумага с шлифзерном размера FEPA[1] Р80.

Абразивные материалы для применения в промышленности должны быть закреплены или конструктивно выполнены в виде различных инструментов и составов.

Основные виды абразивных инструментов и составов:

  • Отрезные круги: Различных диаметров (до 3500 мм), ширины, высоты и форм(профилей) рабочего(абразивного) слоя и способов закрепления его на корпусе круга.
  • Шлифовальные круги: Различные абразивные материалы в виде кругов, дисков, конусов разных профилей и диаметров.
  • Бруски: Абразивные и металлоабразивные разных размеров и профилей для хонингования, притирки, суперфиниширования.
  • Лента: Синтетическая или растительнотканная лента разной ширины с приклеенными на её одной или двух сторонах зёрнами абразивных материалов.
  • Наждачная бумага: Абразивный материал нанесенный на тканевую или бумажную основу.
  • Пасты: Абразивные притирочные и полировальные абразивы равномерно распределенные в связующем (парафин, церезин, олеиновая кислота, стеарин, масла, керосин и др).
  • Свободное зерно: Сухие абразивные зерна для гидроабразивной, ультразвуковой и пескоструйной обработки.
  • Галтовочные тела: абразивный инструмент в виде изделий геометрической формы (цилиндр, призма, конус, куб и т. п.), предназначенный для галтовки.

Абразивные материалы

Размер частицы абразива колеблется в пределах 2 мм (крупная фракция) — 40 мкм.

Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвёрдые, твёрдые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах или мешах.

Зерном абразива называют отдельный кристалл, сростки кристаллов или их осколки при отношении их наибольшего размера к наименьшему не более 3:1.

Пригодность абразивных материалов зависит от физических и кристаллографических свойств; особенно важное значение имеет их способность при истирании разламываться на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное. Выбор абразивного материала зависит от физических свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также от стадии обработки (грубая обдирка, шлифовка и полировка), причём твёрдость абразивного материала должна быть выше твёрдости обрабатываемого (за исключением алмаза, который обрабатывается алмазом).

Абразивные материалы характеризуются твёрдостью, хрупкостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью.

Твёрдость — способность материала сопротивляться вдавливанию в него другого материала. Твёрдость абразивных материалов характеризуется по минерологической шкале твёрдости Мооса 10 классами, включающей в качестве эталонов: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 — кальцит, 4 — флюорит, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.

Абразивная способность характеризуется количеством материала, сошлифованного за единицу времени.

Механическая стойкость — способность абразивного материала выдерживать механические нагрузки, не разрушаясь при резке, шлифовке и полировке. Она характеризуется пределом прочности при сжатии, который определяют, раздавливая зерно абразивного материала, фиксируя нагрузку в момент его разрушения. Предел прочности абразивных материалов при повышении температуры снижается.

Химическая стойкость — способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств, будучи во взаимодействии с растворами щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях.

Абразивные материалы, применяемые для механической шлифовки и полировки полупроводниковых материалов, отличаются между собой размером (крупностью) зёрен, имеющих номера 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25,20, 16, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5 и подразделяются на четыре группы:

  • шлифзерно (от № 200 до 15),
  • шлифпорошки (от № 12 до 3),
  • микропорошки (от М63 до М14) и
  • тонкие микропорошки (от М10 до М5).

Классификацию абразивных материалов по номерам зернистости проводят рассеиванием на специальных ситах, номер которого характеризует размер зерна. Номер зернистости абразивных материалов характеризуется фракцией: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой. Процентное содержание основной фракции обозначают индексами В, П, Н и Д.

В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причём новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные. Ниже приведены списки известных абразивных материалов.

Природные абразивы

  • Алмаз: Алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях. Наиболее ценный по своим абразионным свойствам материал. Лучшим считается его чёрная разновидность — карбонадо (карбонат), добываемая в Бразилии и на острове Борнео. Второе место занимает борт — радиально-лучистая разновидность алмаза. На рынке под именем борта продаётся всякий непригодный для огранки алмаз. Из общего количества 20 % карбонадо, 20 % настоящий борт, остальное — алмазный порошок и осколки. Применяется при обработке твердого камня, а также для шлифовки и полировки самого алмаза.
  • Гранат: Природный минерал, состоит из: R2+3 R3+2 [SiO4]3, где R2+ — Mg, Fe, Mn, Ca; R3+ — Al, Fe, Cr.
  • Инфузорная земля: осадочная горная порода, состоящая преимущественно из останков диатомовых водорослей. Химически кизельгур на 96 % состоит из водного кремнезёма (опала). Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.
  • Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов. В сухом виде вызывает силикоз. Использование только совместно с подачей воды. Кварц и кремень с раковистым изломом при раскалывании дают остроугольные частицы. Применяются в порошке для обработки мягких камней (мрамор), в пескоструйных аппаратах для обработки металла, для очистки камней в строительном деле и для изготовления шлифовальных шкурок. Из кремневых конкреций изготавливали шары для шаровых мельниц.
  • Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах. Добытая корундовая руда измельчается, обогащается и сортируется по величине зерна. Применяется в порошке и для изготовления из него искусственных кругов, брусков и шкурок.
  • Красный железняк: широко распространённый минерал железа Fe2O3. В особо чистых разновидностях применяется для полирования железа и стекла.
  • Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки (притирка, полирование).
  • Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита — черного магнитного оксида железа Fe3O4
  • Пемза: пузыристое вулканическое стекло. Для шлифовки пригодна пемза с тонкими пластинками стекла, образующими перегородки между ячейками. Самая лучшая пемза — с острова Липари, близ Сицилии. Применяется для шлифовки дерева, мягких камней и металлов.
  • Полевой шпат: группа породообразующих минералов из класса силикатов. Большинство полевых шпатов — представители твёрдых растворов тройной системы изоморфного ряда К[АlSi3O8] — Na[АlSi3O8] — Са[Аl2Si2O8], конечные члены которой соответственно — альбит (Ab), ортоклаз (Or), анортит (An). В размолотом виде, наклеенный на полотно или бумагу, применяется в тех случаях, когда требуется мягкий шлифовальный материал.
  • Трепел: рыхлая или слабо сцементированная, тонкопористая опаловая осадочная порода. Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.

Синтетические абразивы

  • Минераль­ный шлак (купрошлак или никельшлак): применяются для наружной очистки металлических, каменных, бетонных, кирпичных, деревянных поверхностей.
  • Колотая стальная дробь: Применяется для удаления плотной окалины и обработки мягкого камня.
  • Искусственный алмаз: Синтез при высоком давлении, обработка твердых сплавов, камня, стекла, цветных металлов.
  • Кубический нитрид бора боразон (В России кубический нитрид бора знают как эльбор): Синтез при высоком давлении, применяют при шлифовании деталей из различных сталей и сплавов.
  • Сплав бор-углерод-кремний: Сплавление бора с углеродом и кремнием в дуговой печи, обработка черных, и цветных металлов, камня, стекла и др.
  • Карбид бора (B4C): тугоплавкое соединение, по твёрдости уступает лишь алмазу. Применяется для обработки твердых сплавов, стекла, черных металлов.
  • Карбид кремния (SiC) или Карборунд: Химическое соединение кремния с углеродом. Впервые получен в электрической печи в 1891 году. Лучшим считается американский — Carborundum С°, Norton; немецкий из-за примесей хуже. Чем меньше размеры его зёрен, тем больше их прочность. Применяется в порошке для изготовления искусственных кругов и шкурок для обработки твёрдых сплавов, цветных металлов и титана.
  • Нитрид кремния: обработка черных и цветных металлов.
  • Нитрид алюминия: обработка металлов.
  • Электрокорунд (Al2O3): кристаллическая окись алюминия. Применяется при обработке черных металлов, изредка камня и стекла.
  • Оксид циркония (фианит): обработка черных и цветных металлов.
  • Двуокись церия: обработка стекла (полирит).
  • Двуокись олова: обработка стекла, полирование металлов.
  • Двуокись титана: полирование цветных металлов.
  • Крокус красный (железный) получается прокаливанием щавелевокислого железа; полировальный порошок для металла и стекла.
  • Крокус зеленый (окись хрома): для полировки твёрдых камней (кварц, агат, нефрит), черных и цветных металлов.

Разрабатываются новые перспективные абразивные материалы:

  • Нитрид углерода C3N4
  • Сплав карбида титана (TiC) и карбида скандия (Sc4C3)

Отдельно следует выделить метод магнитоабразивной обработки и материалов для её осуществления. Суть метода заключается в использовании материалов с высокими абразивными и магнитными свойствами, что позволяет производить так называемую мягкую обработку и выполнять полирование на более высоком уровне.

Таблица сравнения абразивных мате­риалов, используемых при абразивоструйной очистке[2]

Материал Размер сита Форма Плотность, г/см³ Твердость по Моосу Хрупкость Происхождение Применение
Песок 6-270 * 6,24 5.0-6.0 высокая природный материал Наружная очистка
Минераль­ный шлак

купершлак/никельшлак

8-80 * 5,304-6,9888 7.0-7.5 высокая отходы Наружная очистка
Колотая дробь 10-325 * 14,352 8.0 низкая производство Удаление плотной окалины
Стальная дробь 8-200 ° 17,472 8.0 низкая производство Очистка, упрочнение
Оксид алюминия 12-325 * 7,8 8.0-9.0+ средняя производство Очистка, отделка, удаление заусенцев, гравировка
Стеклянные шарики 10-400 ° 5,304 — 5,616 5.5 средняя производство Очистка, отделка
Пластик 12-80 * 2,808-3,744 3.0-4.0 низкая/ средняя производство Удаление краски, снятие

заусенцев, очистка

Пшеничный крахмал 12-50 * 5,616 2.8-3.0 высокая отходы Удаление краски, очистка
Кукурузные початки 8-40 * 2,184-2,208 2.0-4.5 средняя отходы Удаление краски

с деликатных поверхнос­тей

° — круглая; * — остроугольная

Литература

  • Кремень З. И., Юрьев В. Г., Бабошкин А. Ф. Технология шлифования в машиностроении.
  • Эльбор в машиностроении / Под ред. В. С. Лисанов. — Л.: Машиностроение, 1978.
  • Бластинг: Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке. — Екатеринбург: ООО «ИД «Оригами», 2007. — 216 с. — ISBN 978-5-9901098-1-0
  • Техническая энциклопедия / Гл. ред. Мартенс Л. К.. — Москва: Электронные и традиционные Словари, 2005. — ISBN 5-86460-132-2
  • Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ» / Гл. ред. Пирогов В. Д.. — Екатеринбург: «Оригами», 2009. — 202 с. — ISBN 978-5-9901098-1-5

См. также

  • Шлифование
  • Полирование
  • Галтовка
  • Гидроабразивная резка

Примечания

  1. ↑ Federation of European Producers of Abrasives. Федерация европейских производителей абразивов.
  2. ↑ Бластинг. Гид по высокоэффективной абразивоструйной очистке. — Екатеринбург: «Оригами», 2007. — 216 с. — ISBN 978-5-9901098-1-0.

  • Технические характеристики абразивных инструментов

dic.academic.ru

АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - это... Что такое АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ?

  • Абразивные материалы — (фр. abrasif  шлифовальный, от лат. abradere  соскабливать)  это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования,… …   Википедия

  • Абразивные материалы — вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки других материалов. Абразивные материалы имеют разную твердость, форму, размеры зерен и абразивную способность. Различают: естественные… …   Финансовый словарь

  • АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — (абразивы) (от лат. abrasio соскабливание) вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки (шлифования, резания, истирания, заточки, полирования и т. д.) других материалов. Естественные …   Большой Энциклопедический словарь

  • Абразивные материалы —         (а. abrasive materials; н. Schleifmittel, Schleifstoffe; ф. produits abrasifs; и. materiales abrasivos) вещества высокой твёрдости для механич. обработки г. п., минералов и др. C древнейших времён использовались естеств. A. м. (кремень,… …   Геологическая энциклопедия

  • абразивные материалы — Высокотв. кристаллич., зернистые или порошкообразные вещ ва для механич. обработки металлов, керамич. материалов, горных пород, минералов, стекла и др. До конца XIX в. использовались только естеств. а. м. (кремень, наждак, гранат, пемза, корунд,… …   Справочник технического переводчика

  • Абразивные материалы — (абразивы) мелкозернистые вещества большой твердости (горные породы, природные и искусственные минералы), используемые для механической обработки поверхностей др. материалов (металлов, стекла, камней) шлифования, полирования, резания, заточки.… …   Российская энциклопедия по охране труда

  • абразивные материалы — абразивы (от лат. abrasio  соскабливание), вещества повышенной твёрдости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки (шлифования, резания, истирания, заточки, полирования и т. д.) других материалов. Естественные …   Энциклопедический словарь

  • абразивные материалы — [abrasives] высокотвердые кристаллические, зернистые или порошкообразные вещества для механической обработки металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла и др. До конца XIX в. использовались только естественные абразивные… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — абразивы естественные или искусственные материалы преимущественно высокой твердости для обработки металлов резанием или их очистки. Применяют естественные абразивные материалы (алмаз, корунд, кварц и др.) и искусственные абразивные материалы ( …   Металлургический словарь

  • Абразивные материалы —         вещества высокой твёрдости для механической обработки металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла, дерева, кожи, резины и др. С конца 19 в. применяются искусственные А. м. (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора …   Большая советская энциклопедия

dic.academic.ru

Абразивные материалы. Основные свойства, параметры и рекомендации по применению.

Для любого абразивного инструмента основной составляющей является абразивный материал от свойств которого , в первую очередь, зависит эффективность абразивной обработки. Стандартные показатели абразивных материалов не отражают их основных свойств и не позволяют определить область их применения в составе абразивного инструмента.

Классификация абразивных материалов является понятной информацией, предусматривающей два класса: искусственные (синтетические) и естественные. К искусственным абразивам отнесены электрокорунды (нормальный, белый, легированные, монокорунд, спеченные корунды (формокорунды), SG -абразивы; карбиды кремния зеленый и черный. Карбид бора, синтетические алмазы и материалы на основе кубического нитрида бора (эльбор, гексанит, кубонит и другие марки) выделяются в самостоятельную группу сверхтвердых материалов. К естественным абразивным материалам относятся природные алмазы, природный корунд, гранат, кремень и др., которые не имеют решающего промышленного значения.

На все приведенные абразивные материалы имеются стандарты, регламентирующие их свойства (хим. состав, насыпной вес, разрушаемость…) и назначение. Но стандартные показатели конкретного абразива отражают узкий спектр свойств без сравнения с другими подобными материалами.

Основным свойством абразивных материалов является их высокая твердость, по сравнению с другими материалами, так как именно это свойство дает способность одному телу обрабатывать поверхность другого, менее твердого.

Наиболее распространенным методом определения твердости материалов является метод царапания, основанный на том, что острием одного тела с определенной силой проводят по поверхности другого и более твердое тело при этом оставляет на поверхности более мягкого царапину, глубина которой зависит от свойств испытуемого тела. На основании этого принципа была составлена шкала твердости Мооса , согласно которой по нарастанию твердости материалы имеют следующие баллы:

1 — тальк; 2 — гипс; 3 — известковый шпат; 4 — плавиковый шпат; 5 — апатит; 6 — полевой шпат; 7 — кварц; 8 —топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз.

Указанная шкала была расширена Риджвеем, Баллардом и Биллеем, предложившими 15-ти бальную шкалу для определения твердости материала:

1 —тальк; 2 —гипс, алюминий; 3—известковый шпат, медь, латунь; 4—плавиковый шпат, никель; 5 — апатит, мягкая сталь; 6 — полевой шпат, легированная сталь; 7 — стекло; 8 —кварц, кремень, стеллит; 9 — топаз, высокоуглеродистая закаленная сталь; 10 — гранат; 11 — цирконий, твердый сплав на основе карбида тантала; 12 — электрокорунд, твердый сплав на основе карбида вольфрама; 13—карбид кремния; 14 — карбид бора; 15 — алмаз.

Указанные шкалы являются относительными и дают грубое относительное сравнение твердости различных материалов.

О твёрдости абразивных материалов, определяющей их абразивные свойства, наиболее объективен показатель микротвёрдости, полученный на приборе ПМТ-3 (методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала при постоянной нагрузке 1,96 H ). Стандартный показатель разрушаемости (хрупкости), определяемый на приборе ПХЗ, определяет способность к самозатачиванию в процессе шлифования. Разрушаемость определяют посредством измельчения шлифовального материала определённых зернистостей (3) с помощью мелющих тел (2) на приборе, работающем по принципу лабораторной шаровой мельницы (1).

Критерием разрушаемости испытуемого шлифзерна является процентное содержание в продуктах его измельчения фракций зерна, прошедших через контрольные сита номером ниже испытуемых зернистостей.

Режущие свойства инструмента, производительность процесса шлифования и качество шлифованной поверхности так же зависят от сопротивляемости абразивных зерен механическому истиранию (износостойкости). Износостойкость абразивных материалов определяется на стандартном приборе типа АСЗ-4.

Эти показатели, приведенные в таблице1, достаточно наглядно показывают основные свойства абразивных материалов в сравнении:

Таблица 1

Абразивный материал Микротвёрдость, Гпа Разрушаемость ,% Относительная износостойкость
F 60 F 40 F 14
Электрокорунд нормальный 18,9…19,6 51…52 49…51 52…53 2,5
Электрокорунд белый 19,6…20,9 46…48 43…45 50…52 2,7
Электрокорунд хромтитанистый и хромистый 19,6…22,6 45…47 43…45 48…50 2,8
Электрокорунд циркониевый 22,6…23,5 38…40 35…37 38…40 3
Монокорунд 22,6…23,5 42…45 38…40 - 3
Карбид кремния чёрный зелёный 32,4…35,3

46…48

42…45

46…48

42…45

70

75

2,5

2,6

Твёрдый сплав Т15К6 25…27 - -
Минералокерамика 20-22 - -

Для оценки прочностных характеристик абразивных материалов применяется метод, предусматривающий объемное сжатие навески зерен. Пресс-форму с испытуемой массой зерна 10 г устанавливают на пресс и подвергают давлению 1,55 ГПа. Механическая прочность абразивных материалов характеризуется количеством зерен основной фракции, сохранивших исходный размер после приложения давления, и определяется как процентное отношение массы неразрушенного остатка фракции испытуемой зернистости на сите после рассева к массе основной фракции испытуемой пробы. Механическая прочность абразивных материалов отдельных марок приведена в таблице 2.

Таблица 2

Абразивный материал Зернистость Механическая прочность,%
Электрокорунд F60  
нормальный 84
белый 86
хромтитанистый 86...88
циркониевый F16 93...95
Карбид кремния зелёный F60 82...83
Синтетические алмазы    
АСО 160/125 30
АСП 44...65
АСВ 73...85
Гранат F46 40...50
Кремень 50...60

Следующий показатель - абразивная способность, отражает способность разных абразивных материалов обрабатывать тот или иной материал. Величину абразивной способности определяют на специальном приборе, типа «Шлиф». За критерий абразивной способности любого абразивного материала принимается масса сошлифованного материала определенным количеством абразивных зерен, расположенных между двумя вращающимися (1 и 3, см. рисунок) в разных направлениях дисками, с которых сошлифовывается материал. В качестве стандартного материала для дисков применяют стекло, поэтому при шлифовании металлических материалов нет сопоставимых результатов.

Характеристика абразивной способности различных абразивных материалов зернистостью F 60 приведена в табл.3.

Таблица 3

Абразивный Материал зернистостью F60 (16) Масса сошлифованного материала,г Относительная абразивная способность ,%
Природные алмазы 0,473 100
Синтетические алмазы АСВ 0,248 52,4
АСР 0,234 49,5
АСО 0,094 20
Эльбор ЛО 0,09...0,12 19,0....25,4
Карбид бора 0,099...0,1123 20...22,37
Карбид кремния зелёный 0,079...0,1 16,7...21,1
Электрокорунд белый 0,049....0,054 10,4...11,4
Нормальный 0,048....0,052 10,2...11
хромтитанистый 0,052....0,060 11,0...12,7
монокорунд 0,054....0,064 11,4...13,5
Природный корунд 0,042...0,076 8,9....16,1
Наждак 0,039...0,045 8,4...9,4
Гранат 0,033...0,040 7...8,5
Кварцит 0,021 4,4

Из табл. 3 видно, что относительная абразивная способность зависит от твердости минералов, однако при изменении обрабатываемого материала этот порядок может меняться: так, при обработке стали абразивная способность эльбора выше, чем алмаза, и электрокорундовых материалов выше, чем карбидокремниевых. Таким образом, показатель абразивной способности не характеризует полностью эксплуатационных свойств материала.

На приведенные показатели в значительной степени влияют макромеханические свойства абразивных материалов, приведенные в таблице 4 в сравнении с типовыми обрабатываемыми материалами.

Таблица 4

Абразивный материал Плотность, г/см³ Микро твёрдость, Гпа Модуль упругости, Гпа Предел прочности, Гпа Коэф фициент теплопро водности при t=0ºС Удельная тепло ёмкость, ДЖ/кг Коэф фициент линейного расширения, ºСˉ¹ 10-4 Темпера турный предел устойчиво сти,ºС
на сжатие на изгиб
Алмаз 3,48...3,56 84,4...98,4 900 2 0,21..0,49 146,6 502,8 0,9...1,45 700..800
Эльбор 3,45...3,49 78,5...98,1 720 0,5 41,9 670,4 2,1...2,2 1300...1500
Карбид бора 2,48...2,52 39,2...44,2 296 1,8 0,21..0,28 11,5 4,5 700...800
Карбид кремния 3,15...3,25 32,4...35,3 365 1,5 0,05..0,15 15,5 586,6 6,5 1300...1400
Электро корунд 3,95...4,1 18,9...23,5 358...390 0,76 0,08..0,09 19,7 754,2 7,5 1700...1900
Карбиды титана 4,93 31,4 322 3,85 0,56..0,60 24,3 7,42 3140
вольфрама 15,6 17 722 3 0,52..0,56 29,3 5,2...7,3 2600
Твёрдый сплав
Т15К6 11...11,6 27,4 520 3,9 1,15 27,2 209,5 6 800
ВК8 14,4...14,8 15,2 540 4...5 1,6 58,7 167,6 5 900
Минерало керамика 3,93 19,6...22,5 4 0,9...1,5 0,3...0,5 4,2 838 7,9...8,2 1200
СтальР18 (закалённая) 8,5...8,7 12,7...13,7 220 3,6 3,7 24,3 367,1 11

В дополнение к приведенным характеристикам очень важно иметь понимание о термостойкости абразивных материалов. Наибольшей термостойкостью обладают материалы электрокорунда (1700—1900 0 C ), наименьшей (700—800 0 C ) алмаз и карбид бора. Термостойкость абразивного материала влияет на технологию изготовления абразивного инструмента, на выбор режимов шлифования и необходимость использования охлаждающей жидкости, т.к. с повышением температуры твердость материалов снижается. Например, при нагреве электрокорунда от 20 до 1000° С его микротвердость снижается более чем в 3 раза, у карбида кремния до 4-х раз.

Важнейшим показателем, определяющим выбор абразивного материала, является степень химического взаимодействия. Она определяет область применения абразивных материалов для обработки тех или иных материалов и зависит от химической устойчивости материалов и взаимодействия их с обрабатываемым материалом (табл.5):

Таблица 5

Абразивный материал Сталь, железо- углеродистый сплав Титан и сплавы Чугун Керамика, стекло
Электрокорунд Нет Высокая Нет Нет
Карбид кремния Высокая Средняя Низкая Низкая
Эльбор (для сравнения) Низкая Низкая Нет Нет
Алмаз (для сравнения) Высокая Низкая Низкая Низкая

Основываясь на вышеприведенных данных, сложно ошибиться с выбором типа абразивного материала. Во всех случаях без исключения, электрокорундовые материалы предназначены для шлифования стальных заготовок, а твёрдый сплав, минералокерамику электрокорунд просто не шлифует, т.к. микротвёрдость у него ниже. Карбид кремния (чёрный, зелёный) подходит для шлифования твёрдых сплавов, неметаллических заготовок, но для стальных заготовок не приемлем.

Если при выборе конкретных марок абразивных материалов учесть такой показатель, как обрабатываемость материала шлифованием, то результат будет гарантирован. В каждую группу входят материалы, которые создают при обработке один тип нагрузки на режущее зерно и тем самым определяют один и тот же тип износа абразивного зерна (табл.6).

Таблица 6

Группы обрабатываемости Обрабатываемый материал
I Стали конструкционные и легированные хромом, никелем в сочетании с марганцем, кремнием, вольфрамом, титаном, молибденом, ванадием, а также инструментальные углеродистые и высоколегированные чугуны
II Стали конструкционные и легированные хромом и никелем
III Стали нержавеющие, коррозионностойкие. жаропрочные
IV Жаропрочные никелевые сплавы и титановые сплавы
V Быстрорежущие стали
VI Чугуны и бронзы

Такая градация принята не случайно. Химический состав металла, существенно влияет на качество резания, степень окисления стружки и качество разрезаемой поверхности. Например, алюминий, кремний, никель и др. способны образовывать химически устойчивую пленку, увеличивая стойкость сплавов к окислению. Наоборот, повышение содержания углерода снижает устойчивость сплавов против окисления и тем самым способствует процессу образования стружки и облегчает ее удаление с поверхности круга. Таким образом, повышение степени окисления облегчает процесс резания, а понижение затрудняет. Поэтому углеродные стали, например, лучше режутся, чем легированные конструкционные и инструментальные. Легирующие присадки способствуют образованию в сталях карбидных соединений, повышают их твердость и температуру плавления. Это увеличивает степень «затупления» абразивных зерен, понижает стойкость шлифовальных кругов.

Немаловажное значение для процесса шлифования имеют и физико-механические свойства шлифуемого материала - теплопроводность и теплостойкость, прочность и вязкость. Так, обработка сплавов с низкой теплопроводностью происходит при высоких температурах, что делает их труднообрабатываемыми. Высокая прочность в сочетании с большой вязкостью так же затрудняет процессы шлифования. Например, серый чугун шлифуется и режется кругами значительно легче, чем отбеленный или легированный.

Все это можно обобщить конкретными рекомендациями, которые позволят точно подобрать тип абразивного материала под определённые материалы и операции шлифования (табл.7):

Табл.7

Тип абразивного материала Рекомендации по применению
Электрокорунд нормальный 14А (А) Наиболее распространённая марка электрокорунда для высоконагруженных операций: Шлифование материалов с высоким сопротивлением разрыву, обдирка стальных отливок, проката, высокопрочных чугунов, предварительное шлифование углеродистых и легированных сталей, бронзы, никелевых и алюминиевых сплавов кругами на керамической и бакелитовой связке
Электрокорунд белый 25А (WA ) Наиболее универсальный абразив для шлифования закаленных деталей из углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, для высокоточной шлифовки деталей. и заточки металлорежущих инструментов. На операциях круглого, плоского и внутреннего шлифования и заточки металлорежущих инструментов
Электрокорунд хромистый и хромтитанистый 94А (35А) Специальные абразивы для высокопроизводительного шлифования с большими подачами, шлифования деталей со сложным профилем, врезного шлифования, бесцентрового шлифование всех видов мягких и твердых углеродистых сталей и сталей чувствительных к перегреву. Незаменимы при зубошлифовании.
Электрокорунд циркониевый 37A (ZA) Наиболее эффективный абразивный материал для силового обдирочного шлифования всех типов стали серого чугуна, включая вязкую сталь, нержавейку, закаленную сталь и мягкую сталь на стационарных и маятниковых шлифовальных станках. Используется с нормальным электрокорундом или черным карбидом кремния с различным процентным сочетанием.
Карбид кремния чёрный 54С (С) Оптимальный материал для шлифования твердых материалов с низким сопротивлением разрыву (серый чугун, бронза, латунь, стекло, драгоценные камни, мрамор, гранит, фарфор). Широко используется для изготовления шлифовальной шкурки.
Карбид кремния зелёный 64 С (39С) Исключительно эффективный и незаменимый абразив для обработки твёрдых сплавов, заточки тёрдосплавного металлорежущего инструмента, серого чугуна, композитных материалов и аустенитной нержавеющей стали.

Использование приведенных рекомендаций позволит эффективно подбирать характеристику шлифовальных кругов, естественно с учётом других общепринятых параметров, таких как твёрдость, структура, тип связки, класс точности и т.д.

Возврат к списку

totflex.ru


Смотрите также