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).

Таблица 3 Показатели микротвердости и абразивной способности Материал Микро- твердость Абразив­ная спо­собность Материал Микро­ твердость Абразив­ная с по. собность Алмаз………………. 1 і Карбид кремния 0,33 0,25- 0,45 Карбид бора. . 0,49 0,5—0,6 Электрокорунд 0,18— 0,22 0,14— 0,16

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

Вий металла	Производительно сть
Ие доста­точная	Палая	Средняя	Высокая	Весьма Высокая
Сталь легированная закаленная
Сталь углеродистая (СН-1,5%)
Сталь углерсдистая(С-0,5-1,0%)			Злектрокорундуґ
Горячеката. чная и холоднотянутая сталь. марганцовистая бронза
Сталь углерода стая (С=0^5-0,50%)
Латунные прутки
Сталь угле poducmaf (С-0,1
Ковкий чугун, алюминий, сереЬро
медь вальцованная				арбид кремния
Красная медь, бронза(топпак)
Латунь, никель
Чугун
Чугун
Цинк	….
Олово

Рис. 8. Абразивная способность различных материалов

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 и 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.