абразивный инструмент

Объемносвязанный абразивный инструмент.

1. Связки для абразивного инструмента

Помимо собственно абразивного материала еще одним компонентом объемносвязанного абразивного инструмента (шлифовальных кругов) является связка. Назначение связки – соединение зерен абразивного материала в единое целое, сохранение формы инструмента, прочное удержание зерен при воздействии сил резания, обеспечение необходимой прочности инструмента с целью недопущения его разрушения в процессе работы.
Связка определяет прочность и твердость инструмента, оказывает большое влияние на режимы, производительность и качество обработки.
Связки бывают неорганические и органические. К неорганическим относятся керамическая, силикатовая и магнезиальная, среди органических наиболее часто встречаются – бакелитовая и вулканитовая связки.
Керамическая связка обладает высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью, хорошо сохраняет профиль рабочей кромки круга. Круги на керамической связке мало засаливаются, обеспечивают высокую производительность шлифования без перегрева обрабатываемой поверхности. Применяют плавящиеся и спекающиеся керамические связки. Абразивный инструмент из электрокорунда изготовляется на плавящихся связках, а из карбида кремния - на спекающихся. Круги из электрокорунда более прочны, чем круги из карбида кремния. Инструмент на керамической связке имеет меньшую прочность на сжатие и изгиб, он более хрупок, чем тот же инструмент на органических связках, поэтому чувствителен к ударным и изгибающим нагрузкам (обдирочное, отрезное и силовое шлифование). Относительно низкий предел прочности при изгибе не допускает применение таких кругов для отрезных работ, так как они тонкие и могут разрушиться от боковой нагрузки (изгибе).
Силикатовая и магнезиальная связки имеют ограниченное применение, они обладают невысокой прочностью и чувствительны к химическому воздействию охлаждающих жидкостей. Основное их преимущество - меньшее выделение теплоты при шлифовании.
Органические связки
Абразивный инструмент на бакелитовой связке (на основе искусственной смолы – бакелита) обладает более высокой прочностью и упругостью, чем инструмент на керамической связке, поэтому он менее чувствителен к ударным нагрузкам. В изготовлении связок помимо смол используются различные наполнители неорганического происхождения: криолит, пирит, алебастр и другие. Бакелитовая связка оказывает полирующее действие, что улучшает качество обрабатываемой поверхности. Абразивный инструмент на бакелитовой связке может быть изготовлен различных форм и размеров, например, ее используют в производстве очень тонких кругов (до 0,5 мм) для отрезных работ. Высокая прочность бакелитовой связки позволяет абразивному инструменту работать при больших нагрузках и высоких скоростях резания (при армировании стеклосеткой – до 80 м/с и выше). Так же круги применяются для обдирочных, а также при шлифовании с большими нагрузками и съемом металла.
Недостатком бакелитовой связки является невысокая химическая стойкость, В частности, при шлифовании кругами на бакелитовой связке охлаждающая жидкость не должна содержать более 1,5 % щелочи. Для уменьшения вредного действия охлаждающих жидкостей круги покрывают лаком, суриком или какой-либо водонепроницаемой краской, иногда пропитывают парафином. Круги на бакелитовой связке имеют более низкую стойкость кромок, чем инструмент на керамической связке. Бакелитовая связка более слабо, по сравнению с керамической, удерживает абразивные зерна (твердость круга меньше), поэтому инструмент на этой связке широко применяется для плоского шлифования, где важную роль играет возможность самозатачивания круга. Главным недостатком бакелитовой связки является ее низкая теплостойкость. Она выгорает при нагревании до 250-300°С, а уже при 200°С приобретает повышенную хрупкость. В качестве абразивного материала для инструмента на бакелитовой связке чаще всего используют нормальный электрокорунд и черный карбид кремния.
Для изготовления кругов из сверхтвердых абразивных материалов (СТМ) также используют связки на основе бакелита (пульвербакелит). В связки различных марок кроме смолы часто добавляют различные наполнители (карбид бора, железный порошок, электрокорунд белый, карбид кремния зеленый и дробленую резину). Размеры частиц наполнителя должны быть меньше размеров зерен СТМ.
Вулканитовая связка – это многокомпонентная композиция. Основной ее компонент – синтетический каучук. В качестве добавок используются: вулканизирующий агент – сера, ускорители вулканизации (каптакс, тиурам и др.), минеральные и органические наполнители, регулирующие физико-механические и эксплуатационные свойства абразивных инструментов и формовочные свойства массы. Характерным свойством инструмента на вулканитовой связке является его эластичность. Абразивные зерна углубляются в эластичную связку, сокращая глубину резания, обеспечивая наименьшие параметры шероховатости поверхности. Эти особенности вулканитовой связки эффективно используются при полировании, чистовой обработке фасонных поверхностей и профильном шлифовании. Эту связку используют и при изготовлении тонких отрезных кругов (толщиной 0,3-0,5 мм). Круги на вулканитовой связке работают на скоростях до 60 м/с.
Вулканитовая связка значительно хуже, чем керамическая удерживает абразивные зерна и это компенсируется увеличением количества связки за счет уменьшения пористости. Поэтому инструмент на вулканитовой связке отличается плотной структурой, Однако, следует иметь в виду, что такая структура вызывает увеличенное тепловыделение при шлифовании. Низкая теплостойкость каучука приводит к размягчению и выгоранию связки при температурах 150-180°С, круг быстро засаливается, вызывая перегрев и засинение обрабатываемой поверхности.
Эпоксидная связка (эпоксидная смола с полиэтиленовым наполнителем) находит ограниченное применение в основном для кругов из карбида кремния черного, а также для изготовления галтовочных тел, абразивных изделий используемых во вращающихся барабанах и вибрационных контейнерах для очистки поверхностей и снятия заусенцев деталей малого размера.
Глифталевая и поливинилформалевая (поропласт) связки обладают низкой теплостойкостью (120°С) и невысокой твердостью. Круги на их основе применяют только для процессов полирования при рабочей скорости не выше 40 м/с.
Металлическая связка
Металлические связки применяются в производстве шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов (СТМ), предназначенных для чернового (для съема больших припусков), профильного шлифования, а также для заточки твердосплавного инструмента. Наиболее широко применяется связка представляющая собой сплав 80% меди и 20% олова. Круги на металлической связке отличает высокая температурная и химическая стойкость. Они хорошо сохраняют рабочий профиль, но склонны к быстрому засаливанию. При работе с кругами на металлической связке обязательно надо использовать охлаждающую жидкость. Еще одним недостатком таких кругов является необходимость применения специального (достаточно дорогого) правящего инструмента.
Copyright 2012 © asiaabrasive.ru