Свойства электрокорундовых шлифовальных материалов и рекомендации по их применению

Эффективность шлифования в значительной степени зависит от правильного выбора  абразивного инструмента.  При  этом необходимо  не только использовать современное шлифовальное оборудование, назначать оптимальные параметры и  производительность процесса, обеспечивающие высокую стойкость абразивного инструмента,  но и учитывать характеристики обрабатываемого материала, геометрические параметры и исходное состояние шлифуемой поверхности и  не только. 

Одним из ключевых параметров абразивного инструмента  является сам абразивный материал, с помощью которого осуществляется процесс шлифования.  Самый большой сегмент в общем количестве  выпускаемой продукции для операций шлифования занимает абразивный  инструмент на керамической связке с использованием электрокорунда различных типов.

1. Свойства и назначение электрокорундовых абразивных материалов.

В изготовлении абразивного  инструмента столетиями использовались такие  виды природных абразивов как алмаз, гранат, кремень, корунд или наждак.

Корунд всегда являлся самым распространенным абразивным материалом, который широко использовался в обработке металлов (происходит от англ. - corundum, заимствованным из тамильского языка - kuruntam, произошедшим в свою очередь из санскрита - curuvinda - рубин). Шлифовальные (наждачные) круги из корунда получали с помощью обтесывания (материал хорошо скалывается) и обтачивания еще более твердым абразивом, таким как алмаз, кремень. Природный корунд сослужил добрую службу промышленности до  внедрения искусственных материалов высокого качества, появившихся благодаря развитию металлургии. В настоящее время природные корунды  имеют  очень ограниченное применение.

Искусственные корунды отличаются большим разнообразием видов, имеющих различные свойства и области применения.

Из общемировой практики известно, что основное количество абразивного инструмента  производится с использованием белого и нормального электрокорунда. Абразивные инструменты из электрокорунда нормального используются при  обработке материалов с высоким сопротивлением разрыву (обдирка стальных отливок, поковок, проката, сталистых высокопрочных и отбеленных чугунов, ковкого чугуна, получистовая обработка различных деталей машин из углеродистых и легированных сталей в незакаленном и закаленном виде и т.п.)  в основном  на органических связках. На керамической связке круги из нормального электрокорунда имеют низкие эксплуатационные показатели и склонность к прижогам.

Абразивный инструмент из белого электрокорунда изготавливается практически весь на керамической связке и применяется на получистовых и чистовых операциях шлифования  , при профильном шлифовании и заточке инструментов из сталей. Причем наиболее эффективно  на следующих операциях:

o    при обработке закаленных деталей из углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, хромированных и нитрированных поверхностей;

o    при обработке тонких деталей и инструментов, когда отвод тепла, образующегося при шлифовании, затруднен (штампы, зубья шестерен, резьбовой инструмент, тонкие ножи и лезвия, стальные резцы, сверла, деревообрабатывающие ножи т.п.);

o    при обработке деталей (плоское, внутреннее и профильное шлифование) с большой площадью контакта между кругом и обрабатываемой поверхностью, сопровождающейся обильным теплообразованием;

o    при отделочном шлифовании (хонингование, суперфиниширование и т.п.).

Кроме вида электрокорунда , одним  из ключевых параметров  является его зернистость, которая также  определяет вид обработки. Основными критериями при выборе зернистости являются :

o    количество снимаемого при обработке материала;

o    требуемый класс шероховатости и точности обработки поверхности;

o    физические свойства обрабатываемого материала;

o    требуемая стойкость кругов между правками в автоматическом режиме шлифования.

Как видно из таблицы, абразивный инструмент зернистостью F36 – F10 применяется при обдирочных операциях для удаления больших припусков; при обработке материалов, которые забивают  пространство между зернами абразивного материала круга, например при обработке латуни, меди, алюминия; при большой площади контакта круга с обрабатываемой деталью (торцевое, внутреннее  шлифование).

Абразивный инструмент зернистостью F40 – F100 применяется для получения шероховатости в пределах Ra 0,32-0,03; при чистовой обработке стальных заготовок, при окончательном шлифовании, заточке и доводке инструмента; при высоких требованиях к точности обрабатываемого профиля детали. Зернистость F180 – F500 используется при доводке и полировании.

2.Рекомендации по выбору марки электрокорунда в шлифовальных кругах.

В предыдущем разделе подробно описаны свойства и использование в абразивном инструменте электрокорундовых материалов. Не вызывает сомнения, что вследствие высокой твердости, прочности и наличия острых кромок, зерна белого электрокорунда обладают высокой абразивной способностью и легко внедряются в заготовки из высокопрочных сплавов. Острые кромки зерен не вызывают значительный нагрев обрабатываемых заготовок. Поэтому при получистовой, чистовой обработке закаленных деталей из углеродистых, быстрорежущих и нержавеющих сталей, хромированных и нитрированных поверхностей оптимальным является абразивный инструмент из белого электрокорунда на керамической связке.

Электрокорунд нормальный имеет меньшую твёрдость, но повышенную прочность и значительную вязкость, поэтому его применяют при обработке с переменными нагрузками и при повышенных давлениях. Абсолютно понятно, что оптимальным материалом для обдирки стального проката и заготовок целесообразно применять круги из электрокорунда нормального на органической связке.

В условиях социалистической экономики, жесткого дефицита и централизованного распределения абразивного инструмента предприятиям навязывалось использование шлифовальных кругов из электрокорунда нормального на керамической связке. Хотя даже нормативной документацией предусматривались более низкие эксплуатационные показатели кругов из электрокорунда и повышенные затраты на операциях шлифования.