Абразивный материал Микротвердость,

10- МПа

Эльбор ЛО....... 73 ... 100

Карбид бора...... 33...45

Карбид кремния 55С, 64С 28...36 Электрокорунд титанистый

37А -........ 22...33

Монокорунд...... 21... 26

Электрокорунд

хромистый...... 20... 22

Электрокорунд

белый 24А...... 20...21

Электрокорунд

нормальный 15А . . . . 18...20

Сравнивая данные по абразивной способности и микротвердости различных материалов, можно заметить, что чем тверже абразивный материал, тем выше его абразивная способность, и наоборот.

ТЕМПЕРАТУРОСТОЙКОСТЬ. В процессе резания абразивные зерна шлифовальных кругов подвергаются кратковременному циклическому нагреву до высоких температур. Поэтому такая характеристика, как температуростойкость абразивных материалов, оказывает существенное влияние на режущую способность шлифовальных кругов. Наиболее распространенные абразивные материалы имеют следующие значения термостойкости:

Материал Температуростойкость, °С

Электрокорунд белый

хромистый. . . . 1700... 1800 Монокорунд. . . . 1700... 1800 Карбид кремния. . . 1300... 1400 Электрокорунд нормальный ..... 1250... 1300

Эльбор...... 1200.. 1500

Алмаз...... 700... 850

Карбид бора. ... 700...800

В отличие от характеристик твердости и абразивной способности наиболее термостойкими являются электрокорунды, а самую низкую термостойкость имеют карбид бора и алмазы.

917.4. СВЯЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ТВЕРДОСТЬ ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ

Для придания шлифовальным кругам необходимой формы и размеров в состав кругов входят связующие вещества, которые принято называть связками. Под

этим термином понимается вещество или совокупность веществ, используемых для закрепления зерен в инструменте. Связки бывают неорганические (минеральные), органические (смолы, каучук) и металлические. В промышленности около 60% инструментов изготовляют на неорганической связке, около 33 % - на бакелитовой, около 6 % - на вулканитовой и около 1 % - на прочих связках.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СВЯЗКИ. В группу неорганических входят керамические, магнезиальные и силикатные связки. Сырьем для керамических связок являются стекло, полевой шпат и другие минералы. Керамические связки обозначаются буквой К. В зависимости от состава они делятся на плавящиеся (стекловидные) и спекающиеся (фарфоро-видные). Абразивные инструменты, содержащие зерна электрокорунда, изготовляют на основе плавящихся связок, а инструменты, содержащие зерна из карбида кремния,-на основе спекающихся связок.

В зависимости от содержания различных компонентов керамические связки выпускают разных марок: К1, К2, К8. Шлифовальные круги с электрокорундовыми зернами зернистостью 125... 16 изготовляют на связке К8, мелкозернистые шлифовальные круги (зернистость 12... 4) - на связке К7, круги, содержащие зерна из белого электрокорунда, - на связке К1 и на боросодержащей связке К5, что позволяет получить повышенную износостойкость кромок и профиля круга. Шлифовальные круги, содержащие абразивные зерна из карбида кремния зернистостью 50... 16, изготовляются на связке КЗ, а мелкозернистые круги зернистостью 12... 4 - на связке К2.

Шлифовальные круги на керамической связке влаго- и темнературоустойчивы, но отличаются хрупкостью и не допускают работу с ударными нагрузками. Благодаря хрупкости керамической связки абразивные зерна, достигшие некоторого критического значения износа, при очередном рабочем цикле вьшамываются из монолита, обнажая лежащие ниже абразивные зерна и тем самым обеспечивая самозатачивание в процессе шлифования. Шлифование кругами на керами-

ческой связке ведется, как правило, с применением охлаждающих жидкостей.

Магнезиальные (на основе каустического магнезита и хлорида магния) и силикатные (на основе растворимого стекла) связки применяются сравнительно редко в кругах для обработки вязких сталей.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СВЯЗКИ. К органическим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, глифталевая и др. Основой этих связок являются синтетические смолы.

Наибольшее распространение в этой группе получили бакелитовые связки на основе фенолоформальдегид-ной смолы: пульвербакелит марок Б и Б1, жидкий бакелит марки Б2 и специальный бакелит марки БЗ.

Бакелитовые связки придают шлифовальным кругам прочность и эластичность. При нагреве до температуры выше 200 °С бакелитовые связки становятся хрупкими и шлифовальные круги быстро изнашиваются. При продолжительном воздействии температур порядка 250... ...300 °С бакелитовая связка выгорает. На бакелитовые связки разрушающее действие оказывают щелочные растворы и поэтому вода, применяемая для охлаждения, не должна содержать более 1,5% соды.

Шлифовальные круги, в том числе и алмазные, изготовленные на бакелитовой связке, обладают хорошими режущими свойствами и способны обрабатывать материалы с малыми силами резания. Используя это свойство, а также малую длительность рабочих циклов, алмазными и эльборовыми кругами на бакелитовой связке можно затачивать лезвия режущих инструментов без применения охлаждающих жидкостей.

Мелкозернистые шлифовальные круги, содержащие зерна из электрокорундов и карбида кремния и изготовленные на бакелитовой связке, применяют для чистового и доводочного шлифования чугунов, сталей и цветных металлов. Шлифовальные круги на бакелитовой связке БЗ применяют для шлифования резьб и разрезки прутков.

Шлифовальные круги на бакелитовой связке устойчивы к влаге и маслам.

имеют значительно большую ударную вязкость и прочность на сжатие, чем круги на керамической связке.

Основой вулканитовой связки является каучук, в который для осуществления процесса вулканизации добавляется сера. Вулканитовые связки в зависимости от содержания компонентов выпускаются нескольких марок - В1, В2 и ВЗ. Теплостойкость каучука низкая (150... 180°С), и это ограничивает режимы шлифования и требует применения жидкостей для охлаждения. Вместе с тем вулканитовая связка придает шлифовальным кругам большую эластичность и способность, изгибаясь, вьщерживать без разрушения боковые нагрузки. Эти качества вулканитовой связки позволяют изготовлять тонкостенные шлифовальные круги, в частности, дисковой формы. Они применяются для шлифования узких криволинейных пазов в деталях и инструментах. Шлифовальные круги на связке В2 позволяют шлифовать резьбы с малым шагом. В процессе шлифования часть каучука выгорает, распространяя запах горелой резины.

Глифталевую связку получают на основе синтетической смолы из глицерина и фталиевого ангидрида. Шлифовальные круги на глифталевой связке применяют при отделочном шлифовании закаленных сталей.

Некоторые физико-механические свойства абразивных кругов на неорганических и органических связках приведены в табл. 17.4.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СВЯЗКИ. Различают два основных вида металлических связок - порошковые и гальванические. Порошковые металлические связки получают спеканием порошков из медных и алюминиевых сплавов. Связки на основе бронз имеют обозначение Ml. Связки на основе алюминиево-цин-ковых сплавов имеют общее обозначение М5 и подразделяются на связки ТМ2, М013 и МВ1. Гальванические связки выполняются на никелевой основе методом гальванического закрепления зерен на металлическом корпусе.

Характерной особенностью металлических связок являются их высокая ме-

Таблица 17.4. Механические свойства абразивных кругов

ханическая прочность и незначительная пористость. Связка охватывает зерна практически со всех сторон и надежно удерживает их в монолите и, несмотря на их значительный износ, препятствует самозатачиванию круга. Поэтому на металлической связке изготовляют только алмазные и эльборовые круги, зерна которых обладают высокой износостойкостью.

Алмазные и эльборовые круги на металлической связке применяются для предварительного и чистового шлифования твердых и хрупких материалов, а также для заточки поверхностей лезвий режуших инструментов. Удельный расход алмазных зерен и износ режушей поверхности алмазных кругов на металлической связке меньше, чем кругов на бакелитовой связке. Металлические связки теплопроводны и быстро нагреваются по всему объему круга до высоких температур. Поэтому шлифование алмазными кругами на металлических связках ведется с обязательным применением ох-лаждаюших жидкостей.

НАПОЛНИТЕЛИ. Для изготовления шлифовальных кругов с требуемой пористостью в формовочную массу, состоящую из абразивных зерен и связки, добавляют различные наполнители. Наполнители бывают двух типов. К первому типу относятся вещества, которые в процессе изготовления шлифовального круга растворяются или возгоняются. К таким наполнителям относятся древесная мука, опилки, молотый уголь, пластмассы, поваренная соль, нафталин. Наполнители второго типа образуют поры непосредственно при шлифовании благодаря хрупкому выкрашиванию в областях, приле-

гающих к режущей поверхности. В качестве таких наполнителей используются известняк, мрамор, кварц, гипс. При изготовлении алмазных кругов на бакелитовой связке в качестве наполнителей используются абразивные материалы: зерна электрокорунда, карбиды кремния и бора, металлические порошки и другие более сложные по составу композиции. Это делается в целях экономии основного абразивного материала - алмаза, а также способствует лучшему самозатачиванию круга.

В шлифовальные круги на керамической связке с абразивными зернами из электрокорунда и карбида кремния добавляют наполнители в количестве до 6 % по массе. В алмазных шлифовальных кругах на бакелитовой связке содержание наполнителей достигает 38%.

ТВЕРДОСТЬ АЁРАЗИВНЫХ ИНСТ-РУМЕНТОВ. Под твердостью абразивного инструмента понимается условная величина, характеризующая свойство абразивного инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой. По твердости абразивные инструменты делятся на мягкие (Ml, М2, МЗ), среднемягкие (СМ1, СМ2), средние (С1, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТЗ), твердые (Т1, Т2), весьма твердые (ВТ1, ВТ2) и чрезвычайно твердые (ЧТ1, ЧТ2).

Чем меньше твердость абразивных инструментов, тем слабее сцепление между зернами и связкой и тем легче отдельные зерна под действием внешних сил могут быть вырваны из режущей поверхности круга. По мере возрастания сил сцепления между зернами и связкой возрастает и сопротивление разрушениям под действием внешних сил.