Связка шлифовальных кругов

Для изготовления шлифовальных кругов применяются органические, керамические и металлические связки. Органическая и керамическая – как для абразивных кругов, так и кругов на основе СТМ; металлическая – только для кругов на основе СТМ.

В исходном состоянии связка представляет собой порошок. Это позволяет при смешивании с абразивом обеспечить равномерное распределение компонентов по объему инструмента. Получение цельных монолитных заготовок достигается термической обработкой.

Органические связки – бакелитовая и вулканитовая.

Бакелит – термореактивная фенолформальдегидная смола, в качестве отвердителя используется уротропин, наполнителя – алебастр. После приготовления и формования смеси проводится термическая обработка. Нагрев до 50...100 °С вызывает размягчение смолы и связывание абразива, при повышении температуры до 180...200 °С происходит отверждение (бакелизация), придающее изделию окончательные свойства.

Недостаток бакелитовой связки определяется релаксационными свойствами пластмасс – деформацией при постоянной нагрузке (ползучесть, см. 12.1.2), что приводит к потере размера круга.

Основой вулканитовой связки является синтетический каучук, в ее состав входят также наполнители (сажа, оксид цинка) для повышения прочности и мягчители (стеарин) для облегчения смешивания каучука с порошковыми компонентами. Окончательные свойства достигаются в процессе вулканизации (сшивания, см. 12.1.3). В зависимости от количества серы связки получаются с различными свойствами. При се содержании до 15% связка имеет высокую пластичность, но низкую твердость, при 20...60% получается твердый и прочный материал – эбонит. Таким образом, круги на вулканитовой основе могут быть гибкими или твердыми.

Керамическая связка по сравнению с органическими обладает более высокой прочностью, жесткостью и химической стойкостью. В ее состав входят огнеупорная глина, тальк, полевой шпат, а также стекло, состоящее из окислов Al, Si, Mg, К, Na, В. Инструмент на керамических связках получают в результате сплавления или спекания абразива с компонентами связки. Плавящиеся свяжи применяются при изготовлении инструмента из электрокорунда, при этом на границе абразив – связка образуются твердые растворы, что после охлаждения обеспечивает прочное соединение зерна и связки.

Инструменты на основе карбида кремния получают спеканием абразива и связки. Использование плавящейся связки невозможно, так как при взаимодействии с жидкой фазой карбид кремния разлагается. Прочность удержания абразива в спекающейся связке ниже, поэтому ее количество в инструменте в 2...3 раза больше, чем плавящейся.

Инструменты на керамической связке хорошо сохраняют профиль и отводят тепло, но плохо работают при ударных нагрузках из-за повышенной хрупкости, свойственной керамике.

Металлические связки используют только для изготовления кругов на основе СТМ. Спекание связки алмазных кругов должно осуществляться при температурах, не вызывающих сгорания или графитизации алмаза. Наиболее широко используют связки, состоящие из оловянистых бронз и дисперсных порошков оксидов и силикатов. Более высокая теплостойкость нитрида бора позволяет использовать связки на основе железа, кобальта, твердого сплава. Зерно абразива удерживается в металлических связках прочнее, чем в керамических и тем более в органических связках. Это определяет большую износостойкость инструмента из СТМ.

Инструмент на металлических связках используют для обработки материалов, обладающих высокой абразивной способностью, а также высокопрочных, когда режущие зерна испытывают повышенные нагрузки.

Принципиальным конструктивным отличием абразивных кругов на основе СТМ является корпус (исключение – круги небольших габаритов), к которому присоединяется после спекания алмазоносный (BN) слой. Материал корпуса должен иметь высокую теплопроводность, поэтому наиболее распространены металлические корпуса. Корпуса инструмента на органической связке изготавливаются из алюминиевого сплава АК6, а для инструмента на металлической связке – из стали. Соединение режущего слоя и корпуса осуществляется склеиванием, напрессовкой, последняя может быть совмещена со спеканием, пайкой и др.

Абразивные пасты помимо абразивов содержат связующие вещества, обладающие смазывающими свойствами. Эти вещества удерживают абразивные зерна на поверхности притира и создают смазывающую пленку, препятствующую непосредственному контакту поверхности притира и детали. К ним относятся жиры (животные и растительные), парафин, воск. В состав связующего вводят кислоты (олеиновая, стеариновая), являющиеся поверхностноактивными веществами, что обеспечивает более высокую производительность обработки.

Пасты подразделяют на доводочные и полировочные. Доводочные предназначены для доводки режущих инструментов, притирки конусов и т.д. Эти пасты содержат порошки твердых абразивов – Al2O3, SiC, СТМ. Применение паст на основе СТМ повышает производительность в 2...3 раза, а шероховатость поверхности снижает на 2...3 класса. По крупности порошков пасты делятся на грубые с размером зерна абразива 20...100 мкм, средние – 5...14 мкм и тонкие – 1...3 мкм. Полировочные пасты содержат мелкодисперсный порошок (1 мкм) менее твердых материалов – окиси железа, хрома.