ГЛАВА 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1. 2.12. Основные свойства абразивных материалов

Абразивные материалы характеризуются такими основными свойствами, как форма абразивных зерен, зернистость, твердость, механическая прочность, абразивная способность.

По форме абразивные зерна могу быть изометричными, имеющими круглую симметричную форму, пластинчатыми и мечевидными. Основной формой абразивных зерен является изометричная, однако они дают более плотную упаковку зерен, а значит меньшую пористость, что ухудшает режущую способность абразивного инструмента. Предпочтительны для инструментов, работающих на обдирочных режимах с тяжелой переменной нагрузкой в условиях больших давлений на инструмент. Зерна пластичные и мечевидные обладают большей способностью скалывания, самозатачивания и более целесообразны при чистовых операциях и обработке труднообрабатываемых материалов.

Зернистость – номер зерна, определяющий его величину. После дробления на шаровых мельницах зерна сортируют по размерам. Размеры зерен варьируется от 3,5 до 2500 мкм и подразделяются на шлифзерно номером (200, 160, 125, 100. 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16), шлифпорошки номером (12, 10, 8, 5, 4, 3) и микрошлифпорошки марки (М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5). Зернистость шлифзерна и шлифпорошков определяется размерами сторон ячеек контрольных сит. Например, номер зернистости 16 обозначает, что зерна этой величины проходят через сито с ячейками размером стороны 200 мкм и не проходят через сито с ячейками размером сторон 160 мкм. Размеры зерен микрошлифпорошков определяются по линейным размерам зерен в микрометрах. Так, для микрошлифпорошка М40 пределы размеров зерен основной фракции равны 40 – 28 мкм. Уменьшение размеров зерен способствует процессу снятия тонких стружек и получению более чистой обработанной поверхности.

Твердость абразивных материалов определяется царапаньем острия одного тела по поверхности другого и методом вдавливания алмазной пирамидки под малой нагрузкой на абразивное зерно. Метод царапанья не достаточно точный, чтобы определить фактическую твердость абразивного материала. Больший интерес представляет метод вдавливания алмазной пирамидки, при котором определяют площадь отпечатка, а твердость вычисляют из отношения силы вдавливания к этой площади.

Механическая прочность характеризуется дробимостью зерен под влиянием внешних сил. Оценку прочности производят раздавливанием навески абразивных зерен в стальной форме под прессом с помощью определенной статической нагрузки. Показателем прочности служит процентное весовое количество зерен, не просеивщихся через сито, с которого была взята навеска. О прочности единичных зерен судят по величине нагрузки, разрушающей зерно, взятой как среднее из 100 испытаний. При обдирочных режимах с большим съемом металла требуются прочные абразивы, а при чистовом шлифовании и обработке труднообрабатываемых материалов предпочтительны абразивы с большей хрупкостью и способностью к самозатачиванию.

Абразивная способность характеризуется количеством материала, сошлифованного испытываемыми зернами за определенный промежуток времени. Определенное количество испытываемых зерен засыпается между двумя вращающимися с небольшой скоростью дисками.

В порядке снижения абразивной способности и твердости абразивные материалы располагаются в следующей последовательности: карбид бора, карбид кремния, монокорунд, электрокорунд.