Абразивные материалы

Абразивные материалывещества высокой твёрдости для механической обработки металлов, керамических материалов, горных пород, минералов, стекла, дерева, кожи, резины и др. С конца 19 в. применяются искусственные А. м. (электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, монокорунд, синтетический алмаз и др.), ранее использовались только естественные А. м. (кремень, наждак, гранат, пемза, корунд, алмаз).

Основные характеристики А. м.: твёрдость, прочность и вязкость; форма абразивного зерна; абразивная способность; зернистость.

Твёрдость А. м. определяется (Мн/м2) методом вдавливания алмазной пирамиды в поверхность испытуемого материала, (например, для кварца 11 000—11 300, электрокорунда 18 000—24 000, алмаза 84 250—100 000). Распространено определение твёрдости в кгс/мм2 (1 кгс/мм2 »10 Мн/м2)С увеличением прочности А. м. улучшается сопротивляемость усилиям резания. Сопротивление А. м. сжатию в несколько раз больше, чем сопротивление растяжению и изгибу. Прочность А. м. на растяжение и сжатие снижается с повышением температуры шлифования.

Абразивное зерно — кристаллический осколок (кристаллит), реже монокристалл или агрегат, состоящий из множества мелких кристаллов (поликристалл). Режущая кромка зерна — ребро, образованное любой парой пересекающихся кристаллографических плоскостей. Зерно может иметь приблизительно равные размеры по высоте, ширине и толщине (изометрическая форма) или обладать мечевидной и пластинчатой формой, что определяется родом А. м. и степенью измельчения исходного зерна. Рациональна изометрическая или близкая к ней форма зерна, т. к. каждое зерно является резцом. Наименее выгодная форма — игольчатая. Зерно имеет несколько граней, образующих вершины с углами от 30 до 130° и с радиусами округлений у зёрен от 200 до 4 мкм. У зёрен синтетических алмазов углы и радиусы округлений меньше, чем у природных, поэтому возможно снимать тонкую стружку.

Абразивная способность характеризуется массой снимаемого при шлифовании материала до затупления зёрен. По абразивной способности А. м. располагаются в следующем порядке: алмаз, кубический нитрид бора, карбид кремния, монокорунд, электрокорунд, наждак, кремень. Абразивная способность зависит от вида шлифуемых материалов, режима работы, вязкости и прочности зёрен. Чем меньше в А. м. примесей, тем выше абразивная способность.

Зернистость характеризует размер и однородность зёрен А. м.; определяется она классификацией зёрен по линейным размерам методом ситового анализа, осаждением в жидкости или др. Номер зернистости устанавливается в соответствии с линейными размерами зерна основной фракции. Чем однороднее по форме и размеру зёрен А. м., тем выше его эксплуатационные качества. Зернистость А. м. регламентируется стандартом. Обработка с помощью А. м. характеризуется участием в резании одновременно большого числа случайно расположенных режущих граней зёрен. Твёрдость абразивного инструмента позволяет применять высокие скорости резания, что в соединении с большим числом одновременно работающих лезвий обеспечивает достаточный объём снимаемого материала. С другой стороны, при помощи А. м. достигается наиболее тонкая обработка, например доводка.

А. м. используются в виде зёрен, скрепленных связкой в различные по форме и назначению абразивные инструменты, или нанесёнными на гибкую основу (ткань, бумагу и др.) в виде шлифовальной шкурки, а также в несвязанном состоянии в виде порошков, паст и суспензий.

Лит.: Каменцев М.В., Искусственные абразивные материалы, М., 1950; Филоненко Н.Е., Лавров И.В., Абразивные инструменты и их эксплуатация, М., 1959.

Большая советская энциклопедия