Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

р = 1,1 4-2,2 мкм и В = 52ч-57° (у электрокорунда имеет место соответственно р = 8,5-4-19 мкм и В = 98-1-108,5°).

В СССР производятся синтетические алмазы марок АСО, АСР, АСВ, АСК и АСС размером 0,04—0,63 мм и две марки микропо­ рошков АСМ и АСН размером 1—60 мкм для разнообразных ви­ дов обработки. Наиболее развитую поверхность имеют зерна АСО, наиболее гладкую — АСС. Механическая прочность зерна воз­ растает в напрвлении АСО -> АСР - > АСВ -> АСК-> АСС. Сравни­ тельно с природными алмазы АСС более прочны в 1,3—2 раза в зависимости от размера и формы зерен. Наиболее прочны изо­ метрические кристаллы (в четыре-пять раз сравнительно с пластич­ ными и игольчатыми). В последнее время освоено промышленное производство синтетического монокристального алмаза (САМ), отличающегося совершенством огранки и большей прочностью.

Армирование хрупких алмазных зерен металлом предотвра­ щает крупное раскалывание и преждевременное выпадание их из связки абразивного круга. Это обеспечивает двух- и трехкрат­ ную работоспособность сравнительно с обычным алмазным кругом

стойкость. Он представляет собою химическое соединение бора (—44%) и азота (~56%) с кристаллической решеткой с пара­ метрами и строением, близкими к алмазу. Впервые получен в СССР в 1960 г. и с 1964 г. было организовано его промышленное производство.

Нитрид бора — мягкий материал, близкий по структуре (гексагональной) и плотности (~2,2 г/см3 ) к графиту, хотя и

в- качестве лезвийного инструмента, успешно обрабатывающего твердые закаленные стали, в то время как алмазные резцы эффек­ тивны лишь при резании цветных металлов. При отсутствии хи­ мического сродства с железом КН Б в качестве абразивного инстру­ мента успешно обрабатывает высокопрочные стали и сплавы на железистой основе, что не всегда доступно для алмазных абра­ зивных кругов. Шлифовальные круги из КН Б значительно дороже электрокорундовых, однако экономически более эффек­ тивны.

414

печах. В процессе плавки примеси выделяются и после затверде­ вания получается в виде блоков твердая масса корунда с высоким содержанием окиси алюминия (89—99%). Эти блоки разбивают на куски, очищают от металлических включений и размалывают на мельчайшие зерна, отличающиеся большой твердостью и зна­ чительной вязкостью.

С увеличением содержания А 1 2 0 3 повышается производитель­ ность (абразивная способность кругов). Электрокорунд, содер­ жащий 92—95% А 1 2 0 3 (обозначается Э2—Э5), называют нор­ мальным электрокорундом (Э) в отличие от электрокорунда белого (ЭБ) с повышенными содержанием А 1 2 0 3 (98—99%) и режущей способностью, — его острые кромки легко внедряются в твердые обрабатываемые материалы (цементированные, закален­ ные и т. п.). При этом меньше нагревается обрабатываемая де­

чивание), в связи с чем реже требуется правка шлифовальных кругов. В последнее время в СССР выпускается ЭБ повышенного качества марки Э9А.

М о н о к о р у н д (М), обладающий не менее совершенными абразивными свойствами, — разновидность электрокорунда. Он получается из боксита оксисульфидным способом в виде зерна, состоящего из изометричных кристаллов корунда различной величины. Сущность способа состоит в сплавлении боксита с сер­ нистым железом и восстановителем — антрацитом или коксом в электропечи. Форма зерен монокорунда в отличие от других электрокорундов, при измельчении сохраняется в виде много­ гранника различных размеров от 1 до 50 мкм вместо осколков неправильной формы у других абразивных зерен. Зерна моно­ корунда отличаются большой прочностью и остротой режущих кромок и вершин, что позволяет им легко врезаться в обрабаты­ ваемый „материал.

Электрокорунд хромистый (ЭХ) получается при плавке в элек­ тропечах с добавкой хромистой руды. Обладает большим постоян­ ством физико-механических свойств и высоким содержанием моно­ кристаллов. Применяется при повышенных режимах шлифования.

415

для обработки материалов с небольшим сопротивлением разрыву (чугуна, бронзы, латуни) или очень твердых сплавов-

Различаются карбид кремния зеленый (КЗ) и карбид кремния черный (КЧ). Абразивная способность КЗ, имеющего меньше

руются КЧ-5—КЧ8 с содержанием 95—98% SiC и соответственно

высокой твердости, уступающий только алмазу и кубическому нитриду бора. Получается в специальных электропечах сплавле­ нием борной кислоты ( В 2 0 2 ) с малозольным нефтяным или пековым коксом, сажей и т. п. при температуре 2000—2350° С Исполь­ зуется в порошках и пастах для доводки изделий из твердых ма­ териалов.

Б о р с и л и к о к а р б и д (BI) в отличие от карбида бора не содержит вредной примеси графита, отличается большей ста­ бильностью свойств, более прочен и дешевле. На операциях до­

шок, состоящий в основном из кристаллической окиси железа. Полу­ чается переработкой железного купороса и щавелевой кислоты.

Абразивные зерна должны быть тем более твердыми, чем тверже обрабатываемый материал, особенно при обдирочном шлифовании. Твердость абразива определяется методом вдавлива­ ния в него вершины четырехгранной пирамиды с углом 136° под определенной нагрузкой. В результате рассчитывается микро­ твердость (в кгс/мм2 ). В табл. 52 приводятся ее значения для различных абразивных материалов.

Помимо твердости абразивные зерна должны обладать доста­ точной прочностью, чтобы сопротивляться приложенным к ним силам резания, действующим с большими скоростями резания. Практически оценка прочности зерен (весом 5 г) производится путем раздавливания их статической нагрузкой в 250 кгс/см2 . При этом определяется процентное содержание неразрушенных зерен. Показатель механической прочности (в %) рассчитывается

416

Таблица 52

Физико-механические свойства абразивных материалов

раздавливается определенное количество зерен (обычно 100 шт.), по возможности одинаковых изометрических форм и размеров. Удельная разрушающая сила, приходящася на одно зерно, ха­ рактеризует его прочность (в среднем).

Для оценки стандартности абразивного материала вычисляется

зерна в г (среднеарифметический, полученный из трех опреде­ лений сходных по форме и размерам зерен); V— объем мерного цилиндра, равный 50 см3 .

Абразивная способность зерен Ах является некоторым услов­ ным показателем их режущих способностей при определенных условиях. Она определяется испытанием свободно насыпанного зерна между двумя вращающимися с небольшой скоростью стек­ лянными дисками и рассчитывается по формуле

ных кругов, брусков, доводочных паст и пр.) в большой мере опре­ деляются физико-механическими свойствами обрабатываемых мате­ риалов и составом инструмента. Взаимодействие абразивного зерна

93.АБРАЗИВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

Кабразивным инструментам относятся шлифовальные круги, ленты, бруски, абразивные пасты, суспензии и свободные абра­ зивные зерна для обдирки, отделки и различных доводочных процессов, хонингования и суперфиниширования.

418