ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Алмазные абразивные материалы из "Производство порошковых изделий " Советский Союз располагает достаточными ресурсами природны) алмазов, а с 1962 г. производит в значительных объемах синтетические алмазы, что позволило в начале 70-х годов организовать в крупных масштабах выпуск алмазного абразивного инструмента. Алмазоносный рабочий слой такого инструмента обеспечивает высокие режущую способность, стойкость и качество обработки изделий. [c.138] Алмаз - самое твердое из известных веществ. Он является одной из модификаций углерода и имеет кристаллическую решетку с 18 чрезвычайно прочно связанными между собой атомами (на каждый атом углерода приходится по четыре связи). [c.139] Природные технические алмазы в отличие от ювелирных имеют малую массу (измеряется в каратах один метрический карат равен 0,205 г), неопределенную форму, неравномерную окраску (из-за наличия примесей) и различные дефекты (трещины, включения), что делает их непригодными для превращения в бриллианты огранкой и полировкой. [c.139] Плотность алмазов 3,48 - 3,56 г/см , твердость по шкале Мооса 10, по Кнупу 88,2 13,8 ГПа (измеряется алмазной пирамидой с ромбическим основанием и углом при вершине между ребрами 130 и 172 30 ), по Виккерсу 100 ГПа (измеряется алмазной пирамидой с углом между противолежащими гранями 136°), модуль упругости 900 ГПа, коэффициенты теплопроводности, линейного расширения и сжатия равны соответственно 146.5 Вт/(м °С) при О С (0,9-5-4,7),10 1ЛС в интервале 20 - 900 °С и 0.018 - 0.023 Па. [c.139] Главными разновидностями технических алмазов являются борт (сростки мелких непрозрачных алмазных кристаллов неправильной формы), карбонадо (тонкозернистые агрегаты алмаза овальной формы плотностью 3.1-3.45 г/см , менее хрупкие, чем алмазы борт) и баллас (шаровидные и округлые агрегаты алмаза, прочнее алмазов борт). [c.139] Шлифпорошки имеют зерна размером 40 - 630 мкм и выпускаются из природные (марка А) и синтетических (марки АСО, АСР, АСВ, АСК, САМ, АСС) алмазов. Прочность, термостойкость, совершенство кристаллов и другие свойства повышаются в ряду АСО - АСР - АСВ - АСК - САМ - АСС. Если шпифпорошок имеет металлическое покрытие, упрочняющее зерно, увеличивающее сцепляемость его со связкой и способствующее отводу тепла из зоны обработки, то к обозначению марки добавляют литеру М. [c.140] Микропорошок (зерна размером 1-63 мкм) выпускают марок AM и АН из природных и марок A M и АСН из синтетических алмазов. Зерна AM и A M имеют нормальную, а зерна АН и АСН повышенную абразивную способность. Субмикропорошки с размером зерен 0,7-0,1 мкм четырех зернистостей выпускают по специальным техническим условиям. [c.140] Алмазные порошки вместе со связкой образуют композиционный материал в виде алмазоносного слоя, являющийся рабочей частью инструмента. Этот слой определяет работоспособность и срок службы инструмента и характеризуется маркой и зернистостью алмазного порошка, маркой связки, твердостью, концентрацией алмазов, формой и размерами. Слой, как правило, прочно соединен с корпусом инструмента, наличие которого принципиально отличает алмазный абразивный инструмент от других типов абразивного инструмента. Материал корпуса и метод соединения с ним алмазоносного слоя выбирают в зависимости от марки связки, формы, размеров и назначения инструмента. [c.140] Связка, закрепляя алмазные зерна в алмазоносном слое, определяет многие его свойства и эксплуатационные характеристики инструмента в целом. В связи с этим она должна обладать хорошей смачиваемостью по отношению к алмазу прочно удерживать алмазные зерна обеспечивать самозатачивание, т.е. по мере затупления алмазных зерен изнашиваться, способствуя выпадению затупившихся зерен и вскрытию режущих граней новых зерен обладать достаточной термостойкостью и иметь хорошую теплопроводность, что позволяет сохранять необходимую жесткость связки в условиях работы инструмента в паре с обрабатываемым материалом иметь минимальный коэффициент трения иметь коэффициент линейного расширения, приближающийся к его значению для алмаза, так как в противном случае при колебаниях температуры в зернах алмаза могут возникнуть большие напряжения и привести к их разрушению не вступать в химическое взаимодействие с обрабатываемым материалом и охлаждающей жидкостью. [c.140] Алмазосодержащий абразивный материал готовят на керамических, органических и металлических связках без наполнителей или с применением различных наполнителей (абразивных и металлических порошков, органических веществ), повышающих стойкость и улучшающих режущие свойства инструмента. Номенклатура связок весьма обширна и насчитывает несколько десятков рецептур. [c.140] Органические связки - синтетические смолы, чаще всего типа фенолформальдегидных, и композиции на их основе. Особенно распространены композиции на основе пульвербакелита ПБ (ГОСТ ЗЙ2-63) с карбидом бора (связка Ы), железным порошком (связка Б2), белым электрокорундом (связка БЗ), зеленым карбидом кремния (связка Б4), резиновой мукой (связка БР), медью, оловом и карбидом бора (связка Б156) и вулканизированным каучуком (связки Р1 и Р9). Условно связки Б1, Б2, БЗ, Б4, Б156 и БР относят к жестким, а Р1 и Р9- к эластичным. С такими связками в основном используют алмазы марки АСО, в том числе металлизированные, что повышает эффективность инструмента. [c.141] Металлические связки представляют собой композиции на основе меди, олова, алюминия, железа, никеля и других металлов или их сплавов и в целом более прочно удерживают алмазные зерна, чем керамические или органические связки, что придает материалу из синтетических (марок АСР, АСВ, АСК) и природных алмазов большую износостойкость. [c.141] ая технологическая схема изготовления алмазного абразивного инструмента включает измельчение и сушку материалов, входяш,их в состав связки, приготовление шихты связки и смешивание ее с алмазным порошком, формование и термическую обработку алмазоносного слоя заданных формы и размеров и (одновременное или после завершения этих операций) соединение алмазоносного слоя с корпусом с последуюш,ей механической обработкой для придания окончательных точных форм и размеров. Производственные режимы при изготовлении алмазосодержащего композиционного материала определяются в основном типом связки и приведены ниже. [c.141] Изготовление алмазоносного слоя на керамической связке. В качестве связок используют тонкоиэмельченное специально приготовленное низкотемпературное стекло (фритт) или другой материал (размягчающийся при температуре не выше Температуры окисления алмазов) в смеси с порошками шамота, карбида бора или алюминия (например, связка К1). [c.141] Сначала в барабанных смесителях перемешивают соответствующие количества компонентов связки в течение 4 - 7 ч (можно применять фарфоровые шары диаметром 10-20 мм). Затем отвешивают требуемые количества шихты связки, алмазов заданной зернистости (предварительно увлажненных раствором глицерина в спирте) и временного связующего, например ПБ в количестве 3 %, которое обвспечивает прочность прессовки, и в течение 2 - 4 ч перемешивают их в барабанном смесителе. [c.143] Алмазоносный слой после обжига пропитывают раствором фенолформальдегид-ных смол в ацетоне (например, 200 г связующего ПБ на 1000 мл ацетона), после чего сушат сначала на воздухе до удаления ацетона, а затем в сушильном шкафу при 180 °С в течение 3 ч. В результате смола отвврждается и защищает алмазоносный слой от вредного воздействия жидкостей в процессе зксплуатации инструмента. [c.143] Изготовление алмазоносного слоя на органической связке. В зависимости от типа органической связки (жесткая или эластичная) в качестве исходных берут либо смеси фенолформальдегидной смолы с отвердителвм (например, связующим ПБ с 7% и более отвердителя - уротропина) и наполнитвлем (карбидом бора, железным порошком, электрокорундом, зеленым карбидом кремния, резиновой мукой), либо многокомпонентные смеси на основе вулканизированного каучука. [c.143] Вернуться к основной статье