ШЛИФОВАНИЕ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

Развитие новых отраслей техники, связанных с при­менением высоких температур и давлений, высоких скоро­стей, больших механических напряжений, а также раз­личных химически активных агентов и радиоактивных излучений обусловило применение новых материалов и высоколегированных сплавов.

Известно, что жаропрочные сплавы на основе железа способны выдерживать работу при температурах не выше 800° С. Сплавы на основе хрома, никеля и кобальта обла­дают жаропрочностью порядка 1000° С. Для получения материалов, способных работать при более высоких темпе­ратурах (свыше 1000° С), в настоящее время широко при­меняются тугоплавкие металлы и сплавы.

К тугоплавким металлам относятся четыре металла V и VI группы периодической системы Менделеева: ниобий (Nb), молибден (Мо) тантал (Та) и вольфрам (W). Исклю­чительно высокими антикоррозийными свойствами обла­дают сплавы на основе титана. Некоторые из них противо­стоят действию кипящих кислот под высоким" давлением. В течение непродолжительного времени эти сплавы спо­собны работать при высоких температурах и напряже­ниях.

Присутствие алюминия в сплавах на основе железа обеспечивает длительную прочность при высокой темпера­туре, снижает удельный вес сплава, уменьшает склонность к охрупчиванию под напряжением.

Были проведены работы по шлифованию некоторых из труднообрабатываемых сплавов (ЭИ418 и др.) и шлифова­нию составляющих этих сплавов (титана, молибдена, воль­фрама) алмазными кругами на органических (Б1 и Б2) и металлических (МИ и М5) связках. Результаты по шли­фованию вышеуказанных материалов приведены на рис. 21. Обработка велась с охлаждением трехпроцентным содо­вым раствором при vK = 23 м/сек; snp = 1,5—2,0 м/мин; snon = 0,02 мміде. ход.

На основании проведенной работы можно сделать сле­дующие основные выводы:

Г) алмазные круги на органических связках имеют не­сравненно больший износ алмазоносного слоя, чем круги на металлических связках;

2) круги на органических связках Б1 и Б2 изнаши­ваются до 900 мг/г, однако алмазоносный слой все время остается чистым, с хорошей режущей способностью;

3) круги на металлических связках МИ и М5 для шли­фования труднообрабатываемых материалов практически непригодны, так как засаливаются через 0,5—1,0 мин, причем чем меньше атомный вес материала, тем хуже он шлифуется; круги на связке МИ по сравнению с кру­гами на связке М5 засаливаются интенсивнее. При шлифовании сталей алмазные круги показали себя следующим образом: чем меньше твердость стали и чем меньше компонентов входит в ее состав, тем интенсивнее теряют режущую способность круги на Металлической связке. Следовательно, при обработке таких материалов, как ниобий, молибден, титан, вольфрам и никель, алмаз­ными кругами лучше применять круги на Органических связках..

При электролитическом шлифовании труднообрабаты­ваемых материалов возможно снижение расхсща алмазного инструмента до 10 раз и более.

До последнего времени основным инструментом при обработке таких материалов, как жаропрочные, тугоплав­кие и титановые сплавы и стали являлись круги из
электрокорунда и карбида кремния. Эти круги при шлифо­вании (особенно сложного профиля) быстро теряют размер и профиль, засаливаются и поэтому требуют частой прав­ки, что усложняет и удорожает технологический процесс.

В настоящее время при шлифовании сплавов и сталей ЭИ437Б, ЭИ481, ЖС6КП, ВТ2, ВТЗ— 1, 18ХНВА и ЭИ651 начато широкое опробование кругов из естественных ал­мазов зернистостью А25—А10 на органических (Б1, Б2 и Т02) и керамических связках при концентрации алма­зов 100%. Обработка ведется на плоскошлифовальных станках при vK = 15—35 м/сек; snp = 6 м/мин; snm — = 1,5 мм/ход; t = 0,005—0,01 мм.

Таблица 31 Режимы шлифоыания алмазными кругами Связка круга Окружная скорость круга v в м/сек Продольная подача snp в м/мин Поперечная подача snon в мм/ход Глубина шлифования t Ъ мм К1 30—35 6—10 0,6—1,0 0,005—0,01 Б1 25—30 6—10 0,6—1,5 0,005

Шлифование осуществляется с охлаждением жидкостью следующего химического состава (на 10 л воды):

Тринатрийфосфат…………………………… .60

Тетробориокислый натрий… 30

Углекислый натрий………………………… 29

Азотнокислый натрий………………….. 10

Вазелиновое масло………………………. 5

При шлифовании сплавов и сталей установлено, что удельная производительность кругов на различных связ­ках, а также удельный расход алмаза неодинаковы. Так, например, наименьшую удельную производительность (до 0,065 г/мин) показывают алмазные круги АС16 на керамической связке Ю при удельном расходе алмаза от 12,7 до 19 мг/г и шероховатости обработанной поверхности в пределах 8—9-го класса.

Удельный расход алмаза для кругов на бакелитовой связке Б1 в зависимости от обрабатываемых материалов колеблется в пределах от 7,7 до 35 мг/г при удельной про­изводительности от 0,085 до 0,207 г/мин. Шероховатость обработанной поверхности соответствует 8-му классу.

С увеличением зернистости от 6 до 16 удельный расход алмаза значительно снижается.

У кругов из естественных алмазов при такой же про­изводительности, что и у кругов из синтетических алмазов на бакелитовой связке, наблюдается наименьший удельный расход алмаза (от 0,4 до 4,1 мг/г)

Сравнение эффективности алмазного и абразивного шлифования жаропрочных сталей и сплавов показывают, что при алмазном шлифовании стоимость обработки выше, чем при обработке кругами из электрокорунда или кар­бида кремния. Однако точность обработки при шлифовании жаропрочных, тугоплавких и титановых сплавов и сталей алмазными кругами выше.

Алмазные круги для обработки вышеуказанных спла­вов и сталей следует применять только при незначитель­ном припуске и высокой точности обрабатываемых деталей. В табл. 31 приведены рекомендуемые режимы шлифования алмазными кругами.