Шлифованием обрабатывают детали из разнообразных материалов, имеющих различные физико-механические свойства. Между материалами детали и абразивного инструмента существует определенная зависимость: злектрокоруид применяется для производства абразивных инструментов, предназначенных для обработки металлов и материалов с высоким пределом прочности при разрыве (стали, железа, ковкого чугуна, марганцовистой бронзы, латуни, стеллитов, никеля и др.), а карбид кремния — для обработки вязких материалов и обладающих низким пределом прочности при разрыве (твердых сплавов, чугуна, жаропрочных сталей и сплавов, меди, алюминия и его сплавов, цинка, олова, пластмасс, фарфора, полупроводников, гранита, мрамора, кости, кожи, стекла, резины, керамических изделий, угля и др.).
Чугун и прочие металлы, обрабатываемые кругами из карбида кремния, имеют почти вдвое меньшее удельное сопротивление резанию, чем стали, и поэтому круги из карбида кремния обрабатывают их лучше, чем круги из электрокорунда, зерна которого более вязки и лучше сопротивляются давлению снимаемой стружки.
Обычные углеродистые стали шлифуются лучше, чем легированные конструкционные и инструментальные стали. Таким образом, обрабатываемость сталей зависит и от их химического состава. Опыт показал, что чем больше в стали содержания углерода, тем лучше она обрабатывается, меньшая мощность расходуется на шлифование. Исследования, проведенные Н. И. Вол — ским, показали, что стали У8А и Р9 хотя и имеют почти одинаковые механические свойства, однако резко отличаются по обрабатываемости, а именно сталь Р9 в 2,5,раза хуже шлифуется, чем сталь У8А. Наличие в стали Р9 карбида хрома, ванадия и вольфрама сильно ухудшает ее шлифуемость. Сталь Р18, содержащая меньше ванадия, чем сталь Р9, шлифуется лучше. Опыт шлифования быстрорежущих сталей говорит о том, что стали Р9 и Р6МЗ обрабатываются хуже, чем стали Р18.
Присадки легирующих элементов вызывают в сталях образование карбидных соединений, вследствие чего они получают 144
повышенную твердость и температуру плавления, что ухудшает процесс шлифования, вызывает повышенную затупляемость абразивных зерен и требует больших затрат энергии. Особенно плохо обрабатываются стали, имеющие присадки кремния и алюминия. Карбиды вольфрама, молибдена, ванадия и другие имеют высокую твердость, чем и объясняется худшая обрабатываемость содержащих их сталей и повышенный расход кругов. Также плохо шлифуются стали и сплавы, сочетающие высокую прочность и вязкость (например, плохо шлифуются такие специальные стали как 12ХН2А, 18Х2Н4ВА, Х18НЮТ, 4Х14Н14В2М).
Стали аустенитной структуры шлифуются хуже, чем стали, имеющие мартенсито-трооститную структуру, а последние, хуже чем стали, имеющие перлитную и сорбитную структуры. Шлифование аустенитных сталей рекомендуется вести кругами из белого электрокорунда и из монокорунда. При шлифовании легированных сталей повышается опасность возникновения прпжогов и образования трещин. Поэтому в данном случае следует применять круги с возможно более открытой структурой, обильное охлаждение и специальные добавки в охлаждающую жидкость. Шлифование жаропрочных сплавов, например титановых, лучше вести кругами из зеленого карбида кремния. При применении этих кругов удается повысить удельную производительность. Магнитные сплавы, содержащие окись алюминия, также плохо шлифуются. Их рекомендуется шлифовать крупнозернистыми среднетвердыми (СТ1—СТЗ) кругами.
Магнитные сплавы имеют весьма низкую теплопроводность, малую прочность при разрыве, невысокую твердость (HRC 45—55) и настолько высокую хрупкость, что их обработка металлическим инструментом из-за больших сколов чрезвычайно затруднена. При шлифовании сколы образуются в меньшей степени. Алюминий и его сплавы рекомендуется шлифовать крупнозернистыми кругами с высокой скоростью и небольшой глубиной резания.
Чугуны содержат большое количество кремния, влияние которого сказывается сильнее, чем влияние углерода, поэтому они шлифуются лучше кругами из карбида кремния. Двухкарбидные твердые сплавы лучше шлифуются кругами из зеленого карбида кремния и однокарбидные — кругами из черного карбида кремния.
Таким образом, обрабатываемость материалов зависит от их свойств. Опыты, проведенные для определения обрабатываемости различных сплавов и сталей, показали, что при одной и той же твердости и одинаковых условиях шлифования они обрабатываются по-разному. Под показателем обрабатываемости или коэффициентом шлифуемости понимают отношение съема металла в объемных единицах к износу круга в этих же единицах, что и определяет удельную производительность шлифования. Для разных материалов она колеблется весьма в больших пределах. Так, по данным американской фирмы Нортон К°, обычные углеро
дистые стали имеют показатель обрабатываемости кругами из белого электрокорунда и монокорунда 40—80, быстрорежущие стали на вольфрамовой основе от 4,0 до 12,0, а жаропрочные сплавы на титановой основе и молибденовые стали от 0,5 до 5 и редко больше. Чем выше жаростойкость, тем хуже обрабатываемость, тем больше износ круга, тем труднее обеспечить высокую точность при шлифовании. Удельная производительность стали ЩХ15 при шлифовании кругами на керамической связке равна 5—15.