За последние годы в нашем государстве созданы абразивные материалы из легированного электрокорунда повышенной стойкости и прочности: хромотитанистый 91А и 92А, ванадиевый, формокорунд, электрокорунд и другие.

Перспективны круги из хромотитанистого электрокорунда 91. При их использовании на операциях плоского и круглого наружного шлифования и других видов шлифования стойкость шлифовальных кругов повышается до 2.5 раза, производительность в 2 раза, обработка без прижогов.

Монокорунд 4А выплавляют из боксита сернистым железом и восстановителем с последующим выделением монокристалла корунд. Выпускают монокорунд марок 43А, 44А, 45А; он особенно эффективен при обработке жаропрочных и кислотоупорных сталей.

Карбид кремния представляет собой химическое соединение кремния и углерода, получаемое из кокса и кварцевого песка в электрических печах при нагреве их до температуры 2100-22000 С и содержит около 97-99% SiC. Карбид кремния является ценным шлифующим материалом. Он имеет зерна темно-синей и зеленой окраски с красивым цветом побежалости и металлическим блеском. В зависимости от содержания (%) чистого карбида кремния этот материал делят на зеленый (6С) и черный (5С). Зеленый карбид кремния имеет повышенную по сравнению с черным хрупкость и содержит чистого кремния не менее 97%. Он выпускается следующих разновидностей: 62С, 63С и 64С. Черный карбид кремния в зависимости от содержания карбида кремния выпускают следующих разновидностей: 52С, 53С, 54С и 55С.

Важнейшими свойствами этого абразивного материала являются высокие твердость (тверже его только алмаз, эльбор и карбид бора) и абразивная способность, которая объясняется тем, что его зерна имеют острые режущие грани. Под абразивной способностью понимают способность абразивных зерен обрабатывать тот или иной материал. Карбид кремния очень теплостоек; он способен выдерживать температуру до 20500 С.

Карбид бора (КБ) представляет собой химическое соединение B4C, он обладает высокими абразивной способностью, износостойкостью и химической стойкостью.

Кубический нитрид бора (КНБ) – сверхтвердый материал, впервые получен в 1957г. и содержит 43.6% бора 56.4% азота. Несмотря на несколько меньшую твердость, кубический нитрид бора обладает почти теми же абразивными свойствами, что и алмаз, но превосходит по износостойкости все известные абразивные материалы, применяемые в технике. Кубический нитрид бора выгодно отличается от алмаза своей высокой теплостойкостью. Он не теряет своих режущих свойств даже при температуре 12000 С; шлифовальные круги из него отличаются высокой стойкостью. Их применение повышает точность и качество детали, резко сокращает время на правку.

Абразивные материалы из кубического нитрида бора в СССР выпускают в виде шлифпорошков – эльбор (Л) и кубонит (КО) – и микропорошков (КМ).

Зернистость абразивного материала приведена ниже.

Шлифзерно – 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16

Шлифпорошки - 12, 10, 8, 6, 5, 4

Микропорошки - М63, М50, М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5

3.2.2.Связка шлифовального круга.

Связка – вещество или совокупность веществ, применяемых для закрепления зерен в инструменте. Связки делят на неорганические и органические. К неорганическим связкам относят керамическую, силикатную и магнезиальную; к органическим бакелитовую и вулканитовую. Наибольшее применение имеют керамические, бакелитовые и вулканитовые связки.

Керамическая связка (К) состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, кварца, мела, талька и других составляющих. Круги, изготовленные на керамической связке, имеют наибольшую пористость и поэтому меньше засаливаются, легко режут металл и обладают хорошей водоупорностью, допускают шлифование с охлаждением. Недостатком керамической связки является хрупкость, которая делает абразивные инструменты чувствительными к ударной нагрузке.

Силикатную связку (С) изготовляют из жидкого стекла, которое смешивают с окисью цинка, мелом, глиной и др. Силикатная связка обладает достаточной прочностью. Круги на такой связке быстро изнашиваются, но работают с малым выделением теплоты при резании. Их применяют, когда поверхность заготовки чувствительна к повышению температуры при шлифовании. Круги на силикатной связке обычно используют без охлаждения.

Магнезиальная связка состоит из акустического магнезита и раствора хлористого магния. Она имеет ограниченное применение, так как круги, изготовленные на ней, неоднородны, быстро неравномерно изнашиваются. Они гигроскопичны, их можно использовать только для сухого шлифования.

В бакелитовой связке (В) главной составляющей является жидкий или порошкообразный бакелит (искусственная смола). Круги на такой связке обладают большой прочностью, но быстро изнашиваются. При тяжелых условиях работы, когда температура в зоне резания достигает 3000С и более, связка начинает выгорать, а зерна преждевременно выкрашиваются. Указанные круги используют главным образом без охлаждения. Бакелитовая связка несколько разрушается под действием щелочных растворов, находящихся в охлаждающей жидкости. Поэтому охлаждающая жидкость в случае применения кругов на этой связке не должна содержать свыше 1.5% щелочи.

Упругость связки дает возможность изготовлять тонкие круги (высотой 0.5 мм) для абразивной прорезки. Эти свойства бакелитовой связки обеспечили ей широкое распространение в производстве абразивных инструментов. Из-за больших прочности и упругости бакелитовой связи шлифовальные круги, изготовленные на ней, могут работать с повышенными скоростями (50-65 м/с).

Вулканитовая связка (В) состоит главным образом из синтетического каучука с различными добавками, которые влияют на твердость, прочность и эластичность инструмента. Круги на вулканитовой связке обладают большей упругостью, чем на бакелитовой, и поэтому применяются для абразивной прорезки.

3.2.3.Твердость абразивного инструмента.

Твердость абразивного инструмента – величина, характеризующая его свойство сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик инструмента в пределах установленных норм. Понятие о твердости абразивного инструмента не имеет ничего общего с твердостью абразивного материала, который характеризует способность его проникать в другие тела. Из зерен самого твердого абразивного материала можно изготовит мягкий абразивный инструмент, и наоборот. Обычно мягким абразивным инструментом называют такой, из которого абразивные зерна легко выкрашиваются, а твердым – из которого зерна выкрашиваются с трудом. Согласно стандарту, ниже приведена шкала твердости шлифовальных кругов:

Мягкий М1, М2, М3

Среднемягкий СМ1, СМ2

Средний С1, С2

Среднетвердый СТ1, СТ2, СТ3

Твердый Т1, Т2

Весьма твердый ВТ1, ВТ2

Чрезвычайно твердый ЧТ1, ЧТ2

3.2.4.Форма и маркировка шлифовальных кругов.

Шлифовальные круги изготавливают различных форм (табл. 1). Наибольшее применение находят плоские круги прямого профиля (ПП). Их применяют для круглого, наружного и внутреннего шлифования, плоского шлифования периферии круга, заточки инструмента и ручного обдирочного шлифования.