Абразивные материалы

Лекция №11.

1.Виды абразивных материалов.

2.Алмазы и алмазные резцы.

Виды абразивных материалов.

Абразивные материалы- это мелкозернистые вещества высокой твердости, используемые для изготовления абразивного инструмента: кругов, головок, сегментов, брусков и т.д. Абразивные материалы делят на естественные и искусственные. К естественным относятся: наждак, кварцевый песок, корунд, алмаз. Из этих материалов наибольшее практическое значение сохранил только алмаз, так как абразивный инструмент из естественных материалов не имеет однородных свойств. К искусственным материалам относятся электрокорунды, карбиды бора, окись хрома, синтетические алмазы.

Абразивные материалы имеют высокую твердость. Так, например, если микротвердость алмаза принять за 100%, то микротвердость карбидов бора составит 43%, карбидов кремния 30%, электрокорунда 20%, а закаленной стали всего 10% от микротвердости алмаза. Вместе с высокой твердостью абразивные материалы имеют красностойкость 1800-2000ºС и обладают высокой износостойкостью. Эти свойства абразивных материалов позволяют вести обработку на скоростях резания от 15 до 70 м/с.

Абразивные материалы используют главным образом для окончательной обработки деталей машин, когда к ним предъявляют повышенные требования по точности и чистоте обрабатываемых поверхностей.

Электрокорунд (Э) разделяют по цвету и структуре на белый, содержащий 98-99% Аl2О3, нормальный с содержанием не менее 91% Аl2О3 и монокорунд, содержащий 97-98% Аl2О3. Электрокорундовые шлифовальные круги применяют для обработки материалов с высоким сопротивлением на разрыв.

Карбид кремния имеет зерна более твердые и хрупкие, чем зерна электрокорунда. В зависимости от содержания SiС его разделяют на два вида: черный карбид кремния (КЧ), содержащий 95-97% SiС и зеленый карбид кремния (КЗ) с содержанием более 97% SiС. Круги из черного карбида кремния применяют для обработки материалов с низким сопротивлением на разрыв и вязких металлов и сплавов. Круги из зеленого карбида кремния используют преимущественно для заточки твердосплавного и минералокерамического режущего инструмента.

Порошок карбида бора серо-черного цвета применяют при притирочных и доводочных работах, для доводки твердосплавного инструмента и шлифования очень твердых материалов (рубина, кварца, корунда и т.д.).

Абразивные порошки (окись хрома, венскую известь, трепел) используют для изготовления шлифовальных и полировальных паст.

Алмазы и алмазные резцы.

Алмазы следует относить к особой группе абразивных материалов. В промышленности алмазы используют либо в виде порошков, либо в виде мелких кристаллов, причем применяют как естественные (А), так и искусственные (синтетические) алмазы (АС), состоящие на 95,5% из кристаллизованного углерода.

Алмаз считается самым твердым материалом, имеет высокую красностойкость и износостойкость, хорошо сопротивляется привариванию обрабатываемого материала и стружки к режущему лезвию. Недостатком его является значительная хрупкость.

Около 70% технических алмазов применяют для изготовления алмазных кругов и алмазных мелкозернистых порошков. Алмазные круги и порошки применяют при шлифовальных, заточных и доводочных работах при изготовлении инструментов и деталей из твердых сплавов. Около 20% алмазов используют для правки шлифовальных кругов из корунда и карбидов кремния в виде отдельных алмазов или алмазных карандашей. Кристаллы алмазов применяют для оснащения режущего инструмента (резцов, сверл и др.). Масса кристаллов, идущих на оснащение режущего инструмента, достигает 0,2-0,75 карата (1 карат=0,2г).

Область применения алмазов с каждым годом расширяется. Особенное значение приобретают алмазы для обработки таких твердых материалов, как германий, кремний, корунд, полупроводниковые материалы, специальные виды керамики, жаропрочные, нержавеющие стали и др. Применение алмазов открывает широкие возможности для технического прогресса, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции. При использовании инструментов, оснащенных алмазами, резко повышается качество обработанных поверхностей деталей. Скорость резания при обработке любых материалов составляет не менее 100 м/мин. Есть случаи, когда при обработке алмазными резцами скорость резания достигала более 3000 м/мин. При обработке алмазным инструментом резко повышается чистота обработанных поверхностей, размеры обработанных поверхностей деталей отличаются большой стабильностью, так как алмазы обладают высокой размерной стойкостью вследствие малого износа в процессе обработки.

В целях повышения точности и чистоты обработанной поверхности применяют тонкое точение (растачивание) алмазными резцами, которые обладают большой износостойкостью, твердостью и наименьшим коэффициентом трения. Алмазные резцы применяют при обработке материалов с повышенной абразивной способностью: пластмасс, изоляционных материалов, полупроводниковых материалов, а также бронз, латуней, алюминия и легких сплавов. При обработке пластмасс алмазными резцами их стойкость выше стойкости твердосплавных в сотни раз.

Вследствие хрупкости алмаза углы резания резца доводят до 90º, а иногда передний угол делают даже отрицательным. Кристаллы алмазов крепят в державках механическим способом, пайкой или заливают припоем.

Дата добавления: 2014-01-13