Карбид кремния наиболее твердый из производимых абразивов. Он используется в шлифовальном инструменте на керамической, синтетической и органической связке и применяется для обработки отливок, твердых металлов, цветных и легких сплавов, камня, стекла и фарфора. В виде порошка карбид кремния применяется для резки, шлифовки, доводки и полировки стекла, керамики и металлов. Карбид кремния изготавливается в электропечах из кварцевого песка (SiO2) и кокса (С).
Цвет карбида кремния — от зеленого до черного, а также бесцветный.
Химические свойства карбида кремния: нерастворим в кислых и щелочных растворах, нестоек в расплавах щелочей.
Материалы на основе карбида кремния: шкурки на бумажной и тканевой основах, шлифовальные круги и бруски на керамической, синтетической или органической связке.
Отечественная промышленность выпускает черный (марки 53С, 54С, 55С) и зеленый (марки 63С, 64С) карбид кремния, предназначенный для абразивного инструмента, шлифовальной шкурки и обработки свободным зерном [12].
1. Окись алюминия (Al2O3)
Окись алюминия — твердый абразив, содержащийся в естественном наждаке и корунде, а также в плавленом корунде.
В России известно большое число марок корунда [12]:
Нормальный электрокорунд:
— 13А — для абразивного инструмента на органической связке;
— 14А — для абразивного инструмента на керамической и органической связках, шлифовальной шкурки и обработки свободным зерном;
— 15А — для абразивного инструмента на керамической связке, в т. ч. прецизионного классов А и АА, шлифовальной шкурки.
Белый электрокорунд:
— 23А, 24А — для абразивного инструмента, шлифовальной шкурки и обработки свободным зерном;
— 25А — для абразивного инструмента на керамической связке, в т. ч. прецизионного классов А и АА.
Хромистый электрокорунд:
— 33А — для абразивного инструмента на керамической связке, шлифовальной шкурки и обработки свободным зерном;
— 34А — для абразивного инструмента на керамической связке, шлифовальной шкурки и прецизионного инструмента классов А и АА.
Титанистый электрокорунд 37А — для абразивного инструмента на керамической связке для обработки сталей.
Сферокорунд ЭС — для инструментов на различных связках для обработки мягких и вязких материалов: цветных металлов, пластмассы и проч.
Монокорунд:
— 43А, 44А — для абразивного инструмента на керамической связке и шлифовальной шкурки;
— 45А — для абразивного прецизионного инструмента на керамической связке, шлифовальной шкурки.
Специальный глинозем с высоким содержанием окиси алюминия, из которого выплавляется искусственный корунд.
После алмаза и нитрида бора — самый твердый из искусственно полученных материалов.
Естественная окись алюминия более высокой чистоты, чем наждак.
Отечественный корунд 92Е — инструменты и микропорошки для полирования деталей из стекла и металлов.
Естественный абразив низшего качества, чем окись алюминия.
Природный или синтетический материал, обладающий самой высокой твердостью. Зерна синтетического алмаза имеют поликристаллическую структуру, в то время, как природный алмаз используется в измельченном виде. Нерегулярная ориентация алмазных кристаллов обеспечивает высокую твердость и износостойкость во всех направлениях. Слипание кристаллов алмазного слоя уменьшает опасность скола вследствие удара. Применяется для обработки твердых сплавов, литья, твердых легированных покрытий, керамики, стекла, камня, окислов, нитридов, карбидов, композитных материалов, стекло — и органопластиков.
Обозначение алмазных зерен за рубежом складывается из буквы D и размера зерна в мкм, например, D 91- мелкий, D 126 — средний, D 181- грубый. Алмаз используется в виде гальванических покрытий (чаще всего c никелем), спеченным с металлом (чаще всего с бронзой), на синтетической (бакелитовой) или керамической связке.
В отечественной промышленности алмазные шлифпорошки производятся по ГОСТ 9206-80, согласно которому [12] индексом А обозначены порошки из природного алмаза, АС — из синтетического, АП — из поликристаллических алмазов.
Микропорошки и субмикропорошки маркируются индексом М после обозначения природы порошки (например, АМ, АСМ). Такие порошки повышенной режущей способности имеют в обозначении вместо индекса М индекс Н (АН, АСН).
Цифровой индекс в обозначении порошков из природных алмазов соответствует десяткам процентов содержания кристаллов изометрической формы. Изометрической считается форма зерна, отношение длины к ширине проекции которого (коэффициент формы) не превышает 1,3 (А1, А8).
В шлифпорошках из синтетических алмазов цифра соответствует среднеарифметическому показателю нагрузки при сжатии единичных зерен, выраженному в ньютонах (АС2, АС20). Этот показатель характеризует состояние зерен, например, АС2 — повышенная хрупкость, зерна представлены агрегатами с развитой режущей поверхностью; АС20 — зерна представлены целыми кристаллами и их обломками и сростками, обладающие повышенной прочностью, с коэффициентом формы не более 1,5.
В субмикропорошках цифровой индекс соответствует доле зерен крупной фракции в процентах (АМ1, АСМ1).
Ниже представлено назначение некоторых отечественных алмазных порошков.
Природный алмаз:
— А5 — абразивный инструмент на металлической связке (спеченный алмаз) и
инструмент на гальванической связке;
— А3 — абразивный инструмент на металлической связке (спеченный алмаз);
— АМ — инструмент, пасты и суспензии для доводки и полировки закаленных сталей;
— АМ5 — пасты и суспензии для сверхтонкой доводки и полировки.
Синтетический алмаз:
— АС2 — инструмент на органической связке для чистовых и доводочных операций;
— АС6 — инструмент на металлической связке для работы при повышенных нагрузках;
— АСМ — инструменты, пасты и суспензии для доводки и полировки закаленных
сталей;
— АСН — инструменты, пасты и суспензии с повышенной абразивностью;
— АСМ5, АСМ1 — инструменты, пасты и суспензии для сверхтонкой доводки и полировки.
7. Кубический нитрид бора (эльбор)
После алмаза, эльбор — самый твердый и наиболее износостойкий материал.
Эльбор особенно подходит для обработки износостойких легированных сталей твердостью более 45 HRC.
Назначение эльбора, выпускаемого отечественной промышленностью [12 ]:
— ЛО и ЛП — абразивный инструмент на органической, керамической и металлокерамической связках, шлифовальные шкурки, абразивные пасты;
— ЛВМ и ЛПМ — пасты на основе микрошлифпорошков с высоким и повышенным содержанием основной фракции.
Размер зерна и обозначение абразивов
Абразивные порошки в разных странах маркируются по разному, кроме того, маркировка зависит от природы материала. Все это вносит существенную путаницу при выборе абразивного инструмента. Результат анализа многочисленных отечественных и зарубежных источников приведен в табл. 7.1.
Следует различать маркировку для алмазных и абразивных порошков. Для алмазных порошков, как правило, указывается размер зерен в мкм. По международным стандартам перед числом, соответствующем максимальному размеру зерна, ставится буква D (для алмаза) или В (для эльбора). По ГОСТу — указывается диапазон размеров через дробь. Для мелких фракций алмазных зерен используются обозначения, применяемые для характеристики обычных абразивов.
Размер абразивных порошков на основе окиси алюминия и карбида кремния дается, как номер основного сита при ситовом анализе. Значения по стандарту США даны в табл. 7.2 [3].
|
7.1. Обозначение абразивов по разным стандартам
|