Лекция 17. Абразивный технологический инструмент

Шлифующие абразивы

Шлифующие абразивы – твёрдые, мелкозернистые, кристаллические вещества в порошкообразном состоянии. По происхождению бывают природными и искусственными. В оптическом производстве абразивы применяют в свободном состоянии – в виде жидких суспензий, или в связанном – алмазный инструмент. Основными щлифующими абразивами являются алмаз, корунд, электрокорунд, карбид кремния, карбид бора.

Алмаз (природный и синтетический) – кристаллическая модификация углерода. Твёрдость по минералогической шкале 10, микротвёрдость 100 000 мПа. Алмаз встречается в природе в виде отдельных кристаллов вросших в горную породу. Синтетические алмазы в виде порошков получают различными методами: кристаллизацией углерода из его растворов в расплавленных металлах; эпитаксиальным наращиванием на алмазных затравках в присутствии углеродосодержащих газов или жидкой среды; прямой перестройкой кристаллической решётки графита в алмазную. В зависимости от условий синтеза получают порошки зерна, которых отличаются размерами, формой, характеристикой поверхности, прочностью и хрупкостью. Для обработки оптических материалов их в основном используют в связанном состоянии. В свободном виде они находят применение на завершающих стадиях обработки некоторых оптических кристаллов.

Корунд – кристаллическая окись аллюминия . Встречается как составная часть горных пород в виде кристаллов. Содержание корунда в горных породах колеблется от десятых долей до 100%. Примеси Fe, Cr определяет окраску корунда. Наждаком называют корунд в сочетании с гематитом, пиритом, магнетитом и слюдами. Твёрдость корунда по минералогической шкале 9 единиц, микротвёрдость 16 000 - 24 000мПа. В свободном состоянии используется для шлифования практически всех оптических материалов.

Карбокорунд – химическое соединение углерода с кремнием, полученное при плавлении смеси угля с кварцевым песком. Чистый карбокорунд бесцветен, технический – окрашен в различные цвета от светло-зелёного до чёрного. Твёрдость 9,5, микротвёрдость 28 000 – 33 000мПа. Для обработки оптических материалов имеет ограниченное применение, т.к. оставляет на поверхности глубокие царапины.

Электрокорунд – кристаллическая окись алюминия, получаемая электроплавкой горных пород. Промышленность выпускает несколько видов электрокорунда, которые в зависимости от количества находящихся в них кристаллической фракции окиси алюминия и примесей имеют разную структуру, свойства и цвет, т.е.: электрокорунд нормальный; электрокорунд белый; электрокорунды легированные; монокорунд. Применяется в виде водных суспензий для шлифования всех оптических материалов, кроме особо твёрдых.

Карбид бора – соединение углерода с бором. Получают плавлением смеси борного ангидрида и кокса. По твёрдости близкий к алмазу, микротвёрдость 33 000 – 43 000мПа. Применяют при сверлении отверстий в стекле и других оптических материалов и шлифовании твёрдых оптических кристаллов.