Реферат: Абразивные материалы
Электрокорунд хромистый имеет розовую окраску, обладает постоянством физико-механических свойств и высоким содержанием монокристаллов. Форма зерен преимущественно изометрическая. При осуществлении окончательной операции замечено, что электрокорунд хромистый заметно улучшает светоотражательную способность обработанных поверхностей.
Электрокорунд титанистый близок к электрокорунду нормальному, но отличается от последнего большим постоянством свойств. Присадки титана увеличивают вязкость абразивного материала.
Электрокорунд нормальный - искусственный абразивный материал, имеющий высокую твердость (ниже алмазов, зерен КНБ и карбида бора), применяется при приготовлении полировальных паст.
Карбид кремния представляет собой химическое соединение углерода с кремнием. В зависимости от содержания примесей, карбид кремния бывает двух марок: зеленый, содержащий не менее 97% карбида кремния, и черный, в котором карбида кремния - 95-97%.
Зеленый карбид кремния по сравнению с черным более хрупок. Возможно, что это и определяет превосходство зеленого карбида кремния над черным при обработке твердых и сверхтвердых материалов. Абразивная способность зеленого карбида кремния примерно на 20% выше, чем черного.
Естественный корунд представляет собой горную породу, состоящую в основном из кристаллической окиси алюминия. В лучших образцах корунда содержится до 95% окиси алюминия. Цвет корунда различный: розовый, бурый, синий, серый и др. Корунд более вязок и менее хрупок, чем наждак, и обладает большей твердостью. Корунд широко применяют в виде порошков и микропорошков; он входит в состав абразивных смесей, используемых при доводке и полировке, а также чистке поверхности.
Наждак представляет собой горную породу, содержащую до 60% кристаллической окиси алюминия (глинозема). Это мелкокристаллическое вещество черного или черно-серого цвета. Вследствие значительного содержания примесей, по абразивной способности наждак уступает корунду. Наждак идет на изготовление абразивно-доводочных материалов.
Окись хрома представляет собой порошок темно-зеленого цвета. В виде порошков используется для приготовления мягких полировальных паст, применяющихся при тонкой обработке стальных деталей и деталей из цветных металлов и неметаллов (например, полировальная паста ГОИ).
Окись алюминия (глинозем) представляет собой порошок белого цвета, полученный прокаливанием окиси алюминия с примесью других веществ. Размолотый, промытый и хорошо отшлифованный порошок просушивают. Окись алюминия в виде порошков идет для приготовления тонких паст, используемых для обработки стальных, чугунных деталей, а также деталей из стекла и пластмасс.
Крокус в основном состоит из окиси железа (до 75-97%), является очень тонким полирующим технологическим материалом, используется при полировании оптических стекол и благородных металлов.
Диатомит (кизельгур, инфузорная земля) очень легкая осадочная порода, которая состоит главным образом из кремнезема в виде частично или полностью сохранившихся скелетов макроскопических водорослей - диатомей. Хорошие сорта диатомитов содержат 80% и более кремневой кислоты, имеющие различную окраску: белую, серую, желтоватую, коричневую и зеленоватую. Для получения высококачественного диатомита его размалывают, отмачивают, сушат и обжигают.
Трепел состоит в основном из кремниевой кислоты, часто встречается вместе с диатомитом и весьма схож с ним, но отличается тем, что интенсивно поглощает влагу. Трепел различают по окраске: золотистый, серебристый, белый, желтый, серый, красный и т.п. Для получения высококачественного мелкозернистого трепела его, как и диатомит, подвергают перемалыванию, обогащению и обработке.
Технический мел представляет собой порошкообразный продукт, который получают из природного известняка или мела. Он состоит в основном из мельчайших аморфных частиц углекислого кальция. При химическом способе мел получают осаждением при насыщении известкового молока углекислым газом или смешением растворов хлористого кальция с углекислым натрием. Мел бывает комовой и молотый, а в зависимости от физико-химических свойств разделяется на три марки (А, Б, В). Мел используют для приготовления полировальных материалов по обработке благородных, а также цветных металлов и их сплавов.
Венская известь состоит из окиси кальция с небольшими примесями окиси магния, окиси железа и другими, приготавливается из отборной извести и доломита, очищенных от примесей глины и песка. Количество примесей не должно превышать 5,5%, а содержание влаги и углекислоты должно быть не более 2%. Для полирования берут средние слои прокаленного известняка, который измельчают и просеивают. Отдельные мягкие куски используют для нанесения глянца. Венскую известь используют также в качестве основного твердого составляющего при приготовлении полировальных паст. Венская известь, поглощающая влагу и углекислый газ, превращается в пушонку, не обладающую никакими полирующими свойствами. Чтобы избежать этого, венскую известь упаковывают в герметичную тару.
Тальк представляет собой минерал вторичного происхождения из силикатов магнезии, который встречается в виде волокнистых агрегатов или шестиугольных листочков. Тальк очень мягкий абразив, который применяется при полировании гальванических покрытий.
Структура абразивного инструмента характеризуется соотношением объемов абразивных зерен, связки и пор. Система регулирования структур основана на сохранении равенства V3+VС+VП=100%, где V3 — объем зерна, VC объем связки, VП — объем пор. Определяющим параметром структуры является объем V3.
С увеличением на один номер структуры объем зерен уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако для сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки также увеличивается на 2%, при этом объем пор остается неизменным.
Различные соотношения объемов зерна и связки, при соблюдении которых к процессе производства получают абразивные инструменты различной твердости с тем или другим объемом пор, приведены в табл. 1.5.
Структура абразивных инструментов
| Номерструктуры | V3 ,% | Твердость | ||||||||||||||||
| ВМ1 | ВМ2 | М1 | М2 | М3 | СМ1 | СМ2 | С1 | С2 | СТ1 | СТ2 | СТЗ | Т1 | Т2 | ВТ1 | ВТ2 | ЧТ | ||
| VП ,% | ||||||||||||||||||
| 48 | 46,5 | 45 | 43,5 | 42 | 40,5 | 39 | 37,5 | 36 | 34,5 | 33 | 31,5 | 30 | 28,5 | 27 | 25,4 | 24 | ||
| VС ,% | ||||||||||||||||||
| 0 | 62 | 0,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | |||||||
| 1 | 60 | — | — | — | — | — | — | 1 | 2,5 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 |
| 2 | 58 | — | — | — | — | — | 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 |
| 3 | 56 | — | — | — | 0,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 |
| 4 | 54 | — | — | 1 | 2,5 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 |
| 5 | 52 | — | 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 |
| 6 | 50 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 |
| 7 | 48 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 | 23,5 | 25 | 26,5 | 28 |
| 8 | 46 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 | 25,5 | 27 | 28,5 | 30 |
| 9 | 44 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 | 27,5 | 29 | 30,5 | 32 |
| 10 | 42 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 | 23,5 | 25 | 26,5 | 28 | 29,5 | 31 | 32,5 | 34 |
| 11 | 40 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 | 25,5 | 27 | 28,5 | 30 | 31,5 | 33 | 34,5 | 36 |
| 12 | 38 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 | 27,5 | 29 | 30,5 | 32 | 33,5 | 35 | 36,5 | 38 |
Таким образом, абразивные инструменты, имеющие одинаковые зернистость и твердость, но разные структуры, различаются между собой по степени сближения абразивных зерен. Структуру, обозначенную № 1...4, принято называть закрытой (плотной), № 4...8 — средней, № 9...12 и выше (до 16) — открытой. Чем больше номер структуры, тем больше расстояние между зернами, т. е. структура более открытая.
Плотная и открытая структуры инструмента показаны на рис. 1.2, в, г .
Инструменты открытой структуры имеют улучшенные условия отвода стружки и меньшее тепловыделение. Наиболее эффективно их применение при обработке вязких металлов, а также металлов, склонных к прижогам и трещинам. Рекомендуемые области применения инструмента основных номеров структур следующие:
№ 1...3 — изготовление инструмента на бакелитовой и керамической связках при шлифовании с малым съемом металла, преимущественно для обработки шарикоподшипников;
№ 3, № 4 — профильное шлифование, шлифование с большими подачами и переменной нагрузкой, отрезные работы;
№ 4...6 — круглое наружное, бесцентровое, плоское шлифование периферией круга;
№ 7...9 — плоское шлифование торцом круга, внутреннее шлифование, заточка инструмента;
№ 8...10 — шлифование и заточка инструмента, оснащенного твердым сплавом;
№ 8...12 — профильное шлифование мелкозернистыми кругами (резьбошлифование).
Увеличенные размеры пор достигаются добавкой в абразивную массу порообразующих веществ, выгорающих при термической обработке инструмента (молотый уголь, пластмассовая крошка, древесные опилки). Такой абразивный инструмент называется высокопористым. Наибольшая его эффективность проявляется при обработке очень вязких материалов, при сухом (без подачи охлаждающей жидкости) шлифовании и заточке.