1. характеристика и свойства алмазов
Для изготовления кругов, брусков, притиров и других абразивных инструментов используют алмазные зерна как естественного, так и искусственного происхождения размером от 50 до 200 мкм. Более крупные зерна естественного происхождения (до 630 мкм и выше) применяются для изготовления резцов, наконечников и т. д., а более мелкие (до 1 мкм и мельче) — для паст, надфилей и т. д. Применение алмазов в технике определяется их физико-механическими свойствами.
Характеристики и области применения различных абразивных материалов даны в табл. 1, из которой видно, что как естественный, так и искусственный алмазы по своим свойствам превосходят свойства всех других абразивов. Важным свойством алмазов является их твердость (микротвердость), определяемая прибором ПМТ-3. Алмазы являются самым твердым абразивным материалом. По твердости они в 2,5—3 раза превосходят карбид кремния и карбид бора и в шесть раз —сплав типа В К (вольфрамокобальтовые твердые сплавы).
Модуль упругости алмазов значительно больше модуля упругости любых других абразивных материалов. Так, например, карбид бора имеет модуль упругости 29600 кПмм2, а алмаз — 90 000 кПмм2. Алмазы имеют более высокую шлифующую способность, чем другие абразивы.
Алмазы в виде кристаллов размером свыше 800— 1000 мкм применяются для правки, расточки и т. д.
Алмазный порошок, представляющий собой смесь зерен неправильной формы и различного размера, является основой любого абразивного инструмента. Размер зерен классифицирован по ГОСТу 9206—59 (см. гл. II.) В то же время форма зерен, являющаяся важной характеристикой их износостойкости, в настоящее время не классифицирована.
|
Наименование абразивного • материала |
Условное обозначение |
Краткая хаРактеристика абразивного материала |
Основной составляющий элемент |
Твер дость |
Д Н и п О. <У и f-M о- 0.3 яД £ я |
Шлифующая способность |
Температура, при которой теряется свойство абразива, °С |
Состояние и область применения |
|
|
>» и о о £ о с |
к К Я О 2 О <у С М |
||||||||
|
Алмаз естественный |
А |
Лучший сорт «Карбонад» черного цвета |
с |
10 |
15 |
10 060 |
1,0 |
600— 700 |
Порошки — в кругах и брусках для обработки твердых сплавов и сталей Микропорошки для доводки и полирования |
|
Электрокорунд нормальный |
Э |
Кристаллическая окись алюминия буро-драсного или коричневого цвета |
92—95% А1203 |
9 |
12 |
2000— 2200 |
0,1-0,12 |
— |
Зерна’— в кругах Микропорошки для обработки сталей |
|
Электрокорунд белый |
ЭБ |
■ Кристаллическая окись алюминия белого или светло — розового цвета |
98-99% А1203 |
9 |
12 |
2300— 2400 |
0,14— 0,16 |
‘ |
|
Таблица 1 |
|
Характеристики и применение различных абразивных материалов |
|
Продолжение табл. 1
|
Наиболее целесообразно разделять зерна по форме на три группы:
1) равноосные или изометричные зерна (октаэдры, ромбододекаэдры), у которых размеры в среднем одинаковы во всех направлениях;
2) 
плоские или пластинчатые зерна, у которых размеры в двух направлениях резко преобладают над размером в третьем направлении;
3) игольчатые или мечевидные зерна, у которых размер в одном направлении резко преобладает над размерами во всех других направлениях.
При изготовлении инструмента на различных связках применяются алмазные зерна различной формы: для бакелитовой связки — игольчатые и пластинчатые; для металлической — изометричные и т. д.
Чтобы придать алмазным зернам большую однородность по прочности, их разделяют на три группы: изометричные, пластинчатые и промежуточные.
Синтетические алмазы в настоящее время условно классифицированы так:
1) синтетический алмаз обычной прочности (АСО);
2) синтетический алмаз повышенной прочности (АСП);
3) синтетический алмаз высокой прочности (АСВ).
Если за единицу прочности принята прочность
натурального кристалла алмаза, то АСО имеет лишь 30% указанной прочности, АСП — 60%, а АСВ — 85— 90%.
С целью повышения работоспособности алмазных зерен применяют ряд дополнительных бпераний, облагораживающих их, а именно: термическую и химическую обработку, овалйзацию и т. д. Степень влияния термообработки зерен на изменение удельного съема твердого сплава кругами из естественных й синтетических алмазов показана на рис. 1. Применение овализации позволяет улучшить форму алмазных зерен, что дает возможность использовать
такие зерна при более грубых работах и с ударными нагрузками.
Алмазный порошок (паста) в свободном состоянии может быть использован для доводки и полирования изделий из сталей и твердых сплавов, а в связанном состоянии (в виде различных кругов, притиров, надфилей, брусков и т. п.) — при шлифовании и доводке.
— Износостойкость алмазных кругов с зернами различной формы и прочности приведена в табл. 2.
|
Таблица 2 Износостойкость алмазных кругов с зернами различной формы и прочности
|
Кроме формы, большое значение имеют величины радиусов скруглення вершин зерен, степень их шероховатости и т. д. Эти факторы влияют на стойкость и характер износа алмазных зерен, а также на их удержание в связке. Значение радиусов скруглення и углов при вершине у алмазных зерен значительно меньше, чем у абразивных (табл. 3).
Таблица 3
|
Среднее значение радиусов скруглення и углов при вершине
|