Природные (естественные) абразивные материалы.

· Песчаник (желтого цвета) состоит из кварца, глинистых и известковых соединений.

· Наждак (серого цвета) содержит до 60 % окиси алюминия Al₂O₃, остальное Fe₂O₃ и SiO₂.

· Алмаз – минерал, состоящий из кристаллического углерода (аллотропическая форма углерода). Обладает самыми высокими твердостью, модулем упругости, низким коэффициентом трения и высокой прочностью. Применяется для производства высокотехнологического инструмента, порошков и паст.

· Корунд – (коричневого цвета) является весьма твердым абразивным материалом. Он состоит из 90 - 95 % Al₂O₃, Fe₂O₃ и SiO₂. корунд применяется для приготовления абразивных порошков и шкурок.

· Гранат – соединение алюминия, хрома, железа, а также кальция , кремния, марганца с кремнекислотой.

Искусственные абразивные материалы.

· Электрокорунд получается плавлением окиси алюминия или боксита в электропечах при температуре 1700 - 2000º С. Он представляет собой кристаллическую окись алюминия (99 % Al₂O₃). Это абразив высокой твердости. Промышленностью выпускаются следующие разновидности электрокорунда: нормальный (коричневого или серого цвета, содержит 92 – 96 % Al₂O_3, его твердость 1900-2000 HV), белый(белого или розового цвета), легированный, монокорунд (красного цвета) и сферокорунд.

· Карбид кремния SiC (карборунд) получается сплавлением кварцевого песка Si с угольным порошком С. Температура плавления 2000º С. Твердость 3300 - 3600 НV. Промышленность выпускает два вида карбида кремния: черный (КЧ) и зеленый (КЗ).

· Карбид бора В₄С получается сплавлением кристаллической борной кислоты с углеродом, содержит бора 70-78 % , а углерода 20-24 %. Карбид бора черного цвета, отличается высокой твердостью, значительно превосходящей твердость карбида кремния. Применяется в виде порошка при шлифовании очень твердых материалов и стекла.

· Кубический нитрид бора (Эльбор) – BN (СТМ) – синтетический сверхтвердый материал представляющий собой химическое соединение бора (43,6 %) и азота (56,4 %).

Применение.

Нормальный электрокорунд – обработка углеродистых незакаленных сталей, чугунов, цветных металлов.

Белый электрокорунд – обработка углеродистых, легированных, быстрорежущих сталей.

КЗ – обработка инструмента из твердых сплавов, керамики и правка шлифовальных кругов.

КЧ – обработка чугуна, цветных металлов, неметаллических материалов.

Абразивные круги на основе алмаза и нитрида бора используют для заточки и доводки режущего инструмента.

Абразивные материалы характеризуются абразивной способностью. Абразивная способность – это основной показатель качества абразива. Абразивная способность определяется массой снимаемого при шлифовании материала до затупления зерен. По режущей способности абразивные материалы располагаются в следующем порядке: алмаз, карбид бора, карбид кремния, монокорунд, наждак, кремень.

Таблица.9.Группы абразивных материалов по величине зерна.

Для изготовления абразивных инструментов применяют две основные группы связок:

· Неорганические – керамическая, магнезиальная, силикатная;

· Органическая – бакелитовая, глифталевая, вулканитовая.

Керамическая связка (К) состоит из глины, полевого шпата, кварца и др., в которые для повышения пластичности добавляют клеящие вещества (жидкое стекло, декстрин и т.д.). Недостаток – чувствительность и ударам и изгибающим нагрузкам.

Магнезиальная (М) – смесь каустического магнезита и раствора хлористого магния, твердеющая на воздухе (магнезиальный цемент). Недостаток – гигроскопичность, повышенный износ.

Силикатная связка (С) имеет основным связующим веществом жидкое стекло (силикат натрия), которое при смешивании с наполнителями (окись цинка, мел, глина).

Бакелитовая связка (Б) – искусственная фенолформальдегидная смола, применяется в жидком состоянии (Б1) или порошкообразном (Б2). Имеет повышенную прочность и упругость.

Вулканитовая связка(В) состоит из искусственного каучука с вулканизирующими добавками.

Инструменты, изготовленные из абразивных материалов, имеют различную твердость (Таблица.10.).

Твердость – сопротивление связки вырыванию зерен с поверхности инструмента под действием внешних сил.

Таблица.10.Условное обозначение твердости абразивных материалов.

Шлифовальные круги маркируют условными сокращенными обозначениями с указанием завода-изготовителя, марки абразивного материала, номера зернистости, твердости, вида связки, рабочей окружной скорости, типоразмера и класса инструмента.

Пример маркировки шлифовального круга:

ПП 450 50 127 ЗАЗ Э 50 С1 Б

ПП – круг плоский прямоугольного профиля;

450 – наружный диаметр круга;

50 – высота круга;

127 – диаметр отверстия круга;

ЗАЗ – Златоустовский абразивный завод;

Э – электрокорунд;

50 – зернистость;

С1 – средняя твердость;

Б – бакелитовая связка.

К абразивным материалам также относятся :

· Шлифовальные шкурки;

· Абразивные и алмазные пасты.

В машиностроении применяют абразивные шкурки на бумажной и тканевой основе двух типов: водостойкие и для сухого шлифования.

Водостойкие, предназначены для шлифования с водяным или керосиновым охлаждением. Шкурки для сухого шлифования используют при масляном, керосиновом и уайт-спиртовом охлаждении.

Абразивно-доводочные пасты в зависимости от применяемого материала делят на две группы:

· Твердые (алмаз, карбид бора, наждак);

· Мягкие (окись хрома, окись железа, кварц).

Кроме абразивных материалов в состав паст для связки вводят: химически активные олеиновая и стеариновая кислоты, скипидар, парафин, канифоль и другие вещества.

Для притирочных и доводочных работ широко применят пасту ГОИ, разработанную Государственным оптическим институтом. В зависимости от требуемой шероховатости поверхности применяют три сорта этой пасты: тонкую (светло-зеленого цвета), среднюю (цвет темно-зеленый) и грубую (цвет темно-зеленый, почти черный).