Алмазные инструменты

Алмазные порошки, пасты, бруски, надфили и головки

Алмазные порошки представляют собой дробленые осколки или монокристаллы правильной кристалличе­ской формы определенных размеров. За размер при­нимается половина суммы длины и ширины проекции зерна на предметное стекло микроскопа.

Основные размеры алмазных отрезных сегментных кругов

(по рекомендации НИИАлмаза)

Алмазные порошки выпускаются по ГОСТ 9206-59 в виде шлифзерна, шлифпорошков и микропорошков.

Размеры зерен алмазных порошков определяют с по­мощью микроскопа, снабженного окулярной шкалой или сеткой. Результаты микроскопического анализа выра­жают в процентах от количества зерен для каждой фракции отдельно. Основная фракция алмазного по­рошка (в %) состоит из совокупности зерен определен­ного размера, преобладающих по количеству в составе данного порошка.

В табл. 8 приведены предельные размеры зерен ос­новной фракции алмазных порошков.

Верхний предел размера зерна, указанный в табл. 8, соответствует размеру ячейки сита в микронах, сквозь которое зерно основной фракции проходит, а нижний

предел — ячейки сита, на котором зерно основной фрак­ции остается.

Алмазные порошки поставляются сухими в стеклян­ных банках в количестве 1, 2, 3, 5, 10, 15, 25, 35, 50 и 100 каратов. Каждая партия порошка сопровождает­ся сертификатом с анализом зернового состава.

При доводке алмазными порошками в незакреплен­ном (свободном) состоянии их смешивают с раститель­ным маслом в пропорции 5—10 капель масла на 1 ка­рат порошка. Вместо растительного можно применять вазелиновое масло.

Норма расхода алмазного порошка на 1 см² доводи­мой поверхности составляет 0,008 карата.

Алмазные порошки в свободном состоянии успешно применяются для операций доводки и полирования твер­дых сплавов, корунда, агата и полупроводниковых ма­териалов (кремния, германия). При обработке алмаз­ными микропорошками кремния и германия острые реб­ра частиц алмаза практически не затупляются, поэтому усилие резания значительно меньше, чем при употреб­лении микропорошков электрокорунда.

Весьма низкий коэффициент объемного сжатия в со­четании с высокой режущей способностью алмаза ис­ключает деформацию поверхностного слоя обрабатывае­мого материала.

Применение алмазных микропорошков обеспечивает 12—14-й классы шероховатости и сокращает длитель­ность процесса в десятки раз.

Алмазные пасты. На основе микропорошков АМ40— АМ1 изготовляются алмазные пасты. В настоящее вре­мя НИИАлмаз, ВНИИМАШ и другие организации раз­работали ряд составов алмазных паст, которые в зави­симости от зернистости алмаза содержат синтетические жирные кислоты, вазелиновое или касторовое масло и олеиновую кислоту.

При доводке и полировании алмазными пастами на­блюдается некоторое влияние на них химических про­цессов. Опыты, проведенные с пастами из различных компонентов связки, показали, что пасты, в состав ко­торых входят поверхностно-активные вещества (стеа­рин, олеиновая кислота и др.), обладают несколько большей производительностью. Однако решающее влия­ние на производительность процесса полирования (до­водки) все же оказывают физические свойства алмаз­ного порошка, форма и гранулометрический состав его зерен.

В зависимости от обрабатываемого материала, тре­бований шероховатости и условий процесса применяют­ся пасты различной зернистости и концентрации ал­маза.

В табл. 9 приведены ориентировочные рекомендации НИИАлмаза по концентрации алмаза в пастах в зави-

симости от обрабатываемого материала и зернистости алмаза. Из этой таблицы видно, что обработка вязких материалов требует увеличения зернистости и концент­рации алмаза в пасте.

Оптимальные условия доводки (полирования) стали ШХ15 алмазными пастами следующие: скорость вра­щения детали—1,5—1,8 м/сек; удельное давление — 8—28 кг/см²; материалы полировальников — самшит или чугун марки СЧ21-40; зернистость пасты — АМН— АМ28; концентрация алмаза в пасте—10%.

Особо эффективные результаты получены НИИАл- мазом совместно с заводом «Калибр» при доводке вста­вок микрометров из твердого сплава ВК6М алмазной пастой АМ14 10-процентной концентрации. В этом слу­чае выбран следующий режим: скорость вращения при­тира— 6 м/мин; материал притира — чугун марки СЧ21-40; давление притира на деталь — 2 кг/см²; про­должительность доводки одного микрометра-—30 сек. Шероховатость получаемой поверхности V 12—VH-й классы.

Применение алмазной пасты АМ14 10-процентной концентрации на доводке твердосплавных вставок мик­рометров позволило улучшить шероховатость обрабаты­ваемой поверхности на один класс по сравнению с до­водкой свободными алмазными порошками и сократить расход алмаза в 10 раз (с 1 до 0,01—0,08 мг). Наряду с этим установлена реальная возможность автоматиза­ции процесса нанесения пасты на притир, так как пасты более удобны для автоматизации, чем свободные по­рошки.

Эффективность алмазных паст подтверждается и данными, полученными при доводке редуцированных плашек из твердого сплава ВК20. Так, например, ал­мазные пасты зернистостью АМЗ, АМ14 и АМ28 позво­лили получить И-й класс шероховатости.

Алмазные пасты АМ28 и АМН применяются на предварительной доводке при съеме припуска 20—30 мк, а паста АМЗ — на окончательной доводке до требуемых размеров. В этом случае расход алмаза составляет 2,5 карата на 10 комплектов плашек.

В настоящее время изготовление алмазных паст ор­ганизовано на ленинградском абразивном заводе «Ильич».

При выборе характеристик паст заводу необходимо сообщить: 1) режимы обработки (марка станка, скоро­сти вращения детали и притира, материал притира);

• требования по точности и шероховатости поверхно­сти; 3) припуск на доводку; 4) материал детали и твер­дость.

На основании этих данных выбираются пасты по зер­нистости, концентрации и консистенции для конкретной операции.

С 1964 г. Украинский научно-исследовательский кон­структорско-технологический институт синтетических сверхтвердых материалов и инструмента Госплана УССР организовал промышленное производство алмаз­ных паст.

Как видно из табл. 10, алмазные пасты выпускаются двенадцати зернистостей, которые условно делятся на четыре группы.

По концентрации алмазные пасты различаются на нормальную —Н (например, АП14Н); повышенную —

П (например, АП14П) и высокую — В (например, АП14В).

Алмазные пасты расфасовывают в тюбики весом 20, 40 и 80 г.

Алмазные бруски изготовляются преимуществен­но из порошков синтетических алмазов на органической и металлической связках шести типоразмеров (табл. 11). Алмазные бруски на металлической связке рекомен­дуется применять зернистостью А8—А4, а бруски на органической связке — зернистостью АМ40—AM 10.