АБРАЗИВНО-АЛМАЗНАЯ ОБРАБОТКА > Алмазная обработка - справочник

АБРАЗИВНАЯ СПОСОБНОСТЬ

Под абразивной способностью понимается различная способ­ность разных материалов обрабатывать тот или иной материал. Абразивная способность определяется обычно на приборе Миндта. Способ определения заключается в том, что некоторое количество 24

абразивных зерен одного и того же гранулометрического состава, зажатых между двумя вращающимися в разных направлениях дисками, сошлифовывает с последних за определенное время не­которое количество материала, которое и принимается за крите­рий абразивной способности данного абразивного материала. Если принять абразивную способность алмаза за единицу, то абра­зивная способность других абразивных материалов зернистости № 10—12 (160—100 мкм) при шлифовании стекла выражается следующими (по данным ВНИИАШа) величинами:

При шлифовании стали и твердых сплавов эльбор (борозон) и алмаз имеют абразивную способность во много раз выше, чем карбид кремния и электрокорунд, а не в 3—7 раз, как это вытекает из приведенных выше величин. Эльбор (борозон) имеет более вы­сокую абразивную способность по стали, чем алмаз.

При установлении эффективности сошлифовывания стекла различными абразивными материалами зернистостью № 4 — М28 (50—28 мк) Н. Н. Качалов получил следующие результаты: при шлифовании стекла зернами карбида кремния, имеющими размер­ность 160—100 мк, абразивная способность в 2—3 раза превосхо­дит абразивную способность электрокорунда и в 1,5 раза при шли­фовании зернами карбида кремния 50—28 мк, хотя по твердости эти абразивные материалы отличаются всего на 10—15%. Вместе с тем алмаз, якобы имеющий твердость в 140 раз выше, чем электро­корунд, превышает абразивную способность последнего при шли­фовании стекла только в 7 раз.

Если принять абразивную способность алмаза за единицу, то значения микротвердости довольно близко сойдутся с указан­ными выше величинами абразивной способности (табл. 3).

Такая разница в абразивной способности абразивных материа­лов объясняется не только различной их твердостью, но и разли­чием их строения и прочности и отсюда разной способностью дроби- мости, что в свою очередь, определяет различную форму, углы зе­рен и радиусы их скруглення, а также их режущую способность.

Абразивная способность электрокорунда и карбида кремния зависит от содержания в них основной составляющей. Так, белый электрокорунд и монокорунд, имеющие высокое содержание окиси алюминия и меньше примесей, чем обычный электрокорунд, обла­дают более высокой абразивной способностью. Абразивная спо­собность зеленого карбида кремния выше, чем черного карбида кремния.

Режущая способность абразивных материалов и их способность сопротивляться силам, возникающим при шлифовании, также в значительной степени зависят от их дробимостн и хрупкости. Определение дробимости абразивных зерен путем выдувания их из сопла пескоструйного аппарата под давлением в 3,6 кГ/см² на стальную плиту показало, что из трех испытанных абразивных ма­териалов наиболее хрупким является карбид кремния, затем элек­трокорунд и, наконец, белый электрокорунд. Таким образом, дробимость зерен карбида кремния под действием удара выше, чем электрокорунда, причем зерна карбида кремния получаются с бо­лее острыми углами и гранями, чем, помимо более высокой твер­дости карбида кремния, и объясняется его высокая абразивная способность, проявляющаяся при обработке хрупких и особенно вязких материалов.

Абразивная способность зерен карбида кремния в 1,5—3 раза выше, чем зерен электрокорунда; шлифовальные же круги, изго­товленные из этих материалов, не дают такой резкой разницы в производительности при сравнении их в работе.

Карбид бора более хрупкий материал, чем карбид кремния, и обладает еще более высокой дробимостью и абразивной способ­ностью, особенно при крупных номерах зернистости.

Синтетические алмазы марки АСО более хрупкие, чем другие марки, при шлифовании твердых сплавов с подачами на глубину резания (0,01—0,015 мм) и обладают более высокой абразивной способностью. Таким образом, абразивная способность неодина­кова при обработке различных материалов и при разных условиях работы. Величину абразивной способности, определенную при обработке стекла, нельзя распространять на металл.

Вместе с тем испытание абразивной способности методом Мипдта на металлических дисках не дает повторяющихся результатов в связи с тем, что испытуемое абразивное зерно втирается в металл. Поэтому от испытания этим методом абразивной способности аб­разивных материалов на различных металлах пришлось отказаться, и в качестве испытуемого материала используют стекло как дающее наиболее повторимые сравнительные результаты.

Нельзя считать вполне правильным и встречающееся в литера­туре утверждение о том, что чем больше разница в твердости между абразивным и обрабатываемым материалом, тем выше ре­жущая способность абразива. Например, разница в твердости между сталью любой марки и электрокорундом меньше, чем с кар­бидом кремния, однако для шлифования стали, как правило, при­меняется электрокорунд.

Карбид бора не применяется для шлифования металлов вслед­ствие большой хрупкости. Разница в твердости между сталью и

алмазом намного больше, чем между твердым сплавом и алмазом, однако абразивная способность алмаза при обработке стали зна­чительно меньше, чем при обработке твердого сплава. Абразивная способность по съему стали наибольшая у белого электрокорунда и на 20—25% меньше у карбида кремния. Таким образом, режу­щая способность зависит не только от разницы в твердости, но и от строения к прочности абразивных и обрабатываемых мате­риалов.

Карбид кремния следует применять при обработке металлов, обладающих низким сопротивлением разрыву, а электрокорунд — для обработки металлов с высоким удельным сопротивлением разрыву (рис. 8).

Абразивная способность в значительной степени зависит от содержания в абразивных материалах примесей. Так, примеси окиси кальция, содержащиеся в электрокорунде, образуют с ос­новной его составляющей окисью алюминия такие минеральные

соединения, которые снижают абразивную способность. Также понижают абразивную способность примеси окиси магния и крем­ния. Вместе с тем небольшие количества примесей окиси титана и хрома несколько увеличивают абразивную способность.

Таким образом, абразивная способность электрокорунда нахо­дится в большой зависимости от содержания в нем «физического» корунда, в связи с чем белый электрокорунд и особенно монокорунд обладают в 1,2—1,5 раза более высокой абразивной способностью, чем электрокорунд. Наиболее вредными примесями, снижающими абразивную способность карбида кремния, являются окись алю­миния и окись кальция.

Абразивная способность зависит также от размеров, формы зерен и их строения. Наличие дефектных зерен снижает абразив­ную способность, особенно это относится к пластинчатым зернам.