АБРАЗИ́ВНЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
АБРАЗИ́ВНЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ (абразивы), высокотвёрдые природные и искусственные зернистые материалы, применяемые для механич. обработки (резания, шлифования, полирования, заточки и т. д.) других, более мягких материалов. Осн. характеристики А. м.: твёрдость (в т. ч. микротвёрдость), прочность (в т. ч. высокотемпературная), хрупкость, а также форма абразивного зерна, абразивная способность, зернистость. Абразивное зерно – кристаллич. осколок (кристаллит) или агрегат, состоящий из множества мелких кристаллов. Форма зерна может быть изометрической (приблизительно равные размеры по высоте, ширине и толщине), мечевидной или пластинчатой, что определяется природой А. м. и степенью измельчения исходного зерна. Режущая кромка зерна – ребро, образованное любой парой пересекающихся кристаллографич. плоскостей. В резании одновременно участвует большое число случайно расположенных режущих кромок зёрен. Абразивная способность, характеризуемая массой снимаемого при шлифовании материала (до затупления зёрен), зависит от прочности зёрен, вида шлифуемых материалов, режима работы. Зернистость А. м. определяют по линейным размерам зёрен осн. фракции методами ситового анализа, осаждения в жидкости и др. Эксплуатац. качества А. м. тем выше, чем однороднее по составу, форме и размеру его зёрна. А. м. применяют как в свободном состоянии (порошки, пасты, суспензии), так и в виде зёрен, скреплённых связкой в различных по форме и назначению абразивных инструментах или нанесённых на гибкую основу (ткань, бумагу и др.). А. м. обладают свойством самозатачиваемости, позволяющим сохранять работоспособное состояние вследствие образования новых выступов и режущих кромок у абразивных зёрен в процессе обработки. Выпускаются в виде зёрен, шлифпорошков зернистостью 2500/1600–50/40 мкм (в числителе указан макс. размер зерна, в знаменателе – минимальный), микро- и субмикропорошков зернистостью 60/40–0,05/0 мкм.
К естественным А. м. относятся алмаз, корунд, гранат, кремень, пемза и др.; важнейшие искусственные А. м. – синтетич. алмаз, кубич. (сфалеритный) бора нитрид (эльбор), бора карбид, кремния карбид (карборунд), электрокорунд. С кон. 19 в. применяются в осн. искусственные А. м., их синтезируют с заданными эксплуатац. свойствами в зависимости от области применения. Синтетич. алмаз наряду с природным имеет наибольшую твёрдость (по Мооса шкале 10); нитрид бора – один из самых высокопрочных А. м.; карбид бора уступает по твёрдости лишь алмазу и нитриду бора; карбид кремния – хрупкий и твёрдый материал, выпускается двух видов: чёрный и зелёный (последний имеет несколько большую абразивную способность и хрупкость); электрокорунд имеет неск. разновидностей: нормальный (содержание оксида алюминия 92–95%), белый (98–99%), гидротермальный (повышенной химич. чистоты), микрокристаллический (керамич. оксид алюминия – коа), легированный (примеси на основе хрома, титана или их смеси) и циркониевый (25 или 40% диоксида циркония). См. также таблицу.
Основные характеристики и применение абразивных материалов | |||
Материал | Микротвёрдость, ГПа | Температурная стойкость, °С | Применение |
Алмаз | 100 | до 800 | Обработка сверхтвёрдых материалов, твёрдых сплавов, керамики |
Нитрид бора | 80-100 | до 1500 | Шлифование, заточка и доводка инструмента из быстрорежущей стали |
Карбид бора | 40-50 | до 1400 | Отделочные работы и доводка деталей из твёрдых сплавов и чугунов |
Карбид кремния | 33-36 | до 800 | Чёрный карбид кремния - обработка деталей из чугуна, цветных металлов и вольфрамовых твёрдых сплавов; зелёный - обработка заготовок из чугуна, меди, алюминия, гранита, мрамора |
Электрокорунд | 19-22 | до 1900 | Электрокорунды белый, легированный, микрокристаллический - скоростное шлифование, доводка стальных закалённых деталей, шлифование труднообрабатываемых сталей и сплавов; нормальный - шлифование закалённых и незакалённых сталей, обдирочное шлифование и резка стальных заготовок; циркониевый - силовое обдирочное шлифование стальных заготовок при высоких скоростях и подачах |