Абразивные материалы
Монокорунд — разновидность электрокорунда. Зерна монокорунда имеют большое количество граней и выступов наряду с однородностью строения. В зернах нет остаточных напряжений, что значительно повышает его режущие свойства. Зерна монокорунда скалываются небольшими частичками, что способствует уменьшению расхода мощности, усилия резаний и нагрева обрабатываемых инструментов. Стойкость режущих инструментов, например фасонных резцов, заточенных монокорундовыми кругами, увеличивается до 30—40%.
Монокорунд применяется в тех же случаях, что и белый электрокорунд, но круги рекомендуется применять с большей степенью твердости из-за меньшей шероховатости его зерен.
Различают два сорта монокорунда в зависимости от содержания Al2O3 — М7 (М97) иМ8 (М98).
Электрокорунд хромистый получают плавкой глинозема с присадкой хромовой руды. Он содержит не менее 97% Al2O3 и 0,4—1,2% Cr2O3. Зерна его розовые или темно-вишневые, обладают более высокой по сравнению с ЭБ стабильностью физико-механических свойств и содержат больший процент монокристаллов.
Карбид кремния (карборунд) получают в результате взаимодействия кремнезема и углерода в электропечах сопротивления. Он содержит 98—99% SiC. В зависимости от состава и количества примесей различают две разновидности карбида кремния — зеленый и черный, отличающиеся цветом и некоторыми механическими свойствами. Зеленый карбид кремния имеет меньшее количество примесей и более высокую абразивную способность, которая примерно на 20% выше, чем у карбида черного. Однако карбид кремния зеленый более хрупок, чем черный.
Важными свойствами карбида кремния являются высокая твердость (тверже его только алмаз и карбид бора) и высокая абразивная (режущая) способность. Зерна этого абразива имеют острые режущие грани, легко врезаются в обрабатываемый материал. Из карбида кремния изготовляют круги и бруски на всех связках. Эти круги применяются главным образом для заточки и доводки твердосплавного инструмента, а также для шлифовки очень твердых и хрупких материалов — гранита, легированного чугуна и др.
Условное обозначение карбида кремния зеленого — КЗ, карбида кремния черного — КЧ. В зависимости от содержания карбида кремния, изготовляют следующие его марки: К39 (К399), К38 (К398), КЧ8 (КЧ98), КЧ7 (КЧ97).
Эльбор, кубонит, борозон. Эльбор, кубонит и борозон — новые сверхтвердые материалы, полученные на основе кубического нитрида бора (КНБ). Они отличаются параметрами синтеза КНБ (давления, температуры, времени выдержки), растворителя и добавок. КНБ, синтезируемый в зависимости от основных исходных материалов и условий синтеза, имеет существенные отличия и выпускается под указанными названиями.
Кубический нитрид бора — синтетический материал, приближающийся по твердости к алмазу.
В нашей стране КНБ впервые был получен в 1960 г. в лабораторных условиях в институте физики высоких давлений АН СССР. С 1964 г. было начато опытно-промышленное, а затем и промышленное производство КНБ.
Выдающиеся физико-механические свойства КНБ: высокие твердость и теплопроводность, большая термостабильность (почти в 2 раза больше по сравнению с алмазом) и химическая инертность по отношению к железу. Эти свойства делают его незаменимым материалом для обработки сталей. Несмотря на несколько меньшую твердость по сравнению с алмазом, КНБ работает намного лучше его.
Абразивным инструментом из КНБ эффективно обрабатываются труднообрабатываемые сплавы стали, закаленные до высокой твердости (быстрорежущие, нержавеющие, жаропрочные и др.).
Из разновидностей КНБ в нашей стране наиболее широкое применение получил эльбор (условное обозначение Л). Круги из эльбора используются для заточки режущих инструментов, для шлифования изделий из специальных чугунов и т. д.
По данным В. С. Лысанова и Д. Ф. Шпотаковского [12], при шлифовании ванадиево-кобальтовых быстрорежущих сталей круги из эльбора по сравнению с остальными показали увеличение производительности в 2 раза и удельной производительности до 55—145 раз. Износ кругов из эльбора в 50— 100 раз меньше износа кругов из других абразивных материалов.
Инструмент из эльбора и других разновидностей КНБ должен получить надлежащее применение при заточке и доводке дереворежущего инструмента.
Микротвердость и режущая способность перечисленных абразивных материалов следующая:
Микротвердость, кгс/мм3 | Режущая способность по износу стеклянного диска, г |
|
Алмазы А и АС Эльбор Карбид бора Карбид кремния зеленый Электрокорунд белый Монокорунд Электрокорунд хромистый |
8000—10 600 8000—10 000 4000—4 800 2840—3 300 2200—2 600 2100—2 600 2240—2 400 |
0,75—0,77 0,58—0,64 0,50—0,58 0,40—0,45 0,135 0,160 0,164 |