В последнее время абразивные инструменты находят все более широкое применение в обработке резанием благодаря обеспечению высокой производительности, точности и минимальной шероховатости не только на чистовых операциях, но и при формообразовании фасонных профилей методом глубинного шлифования. Только абразивными инструментами
оказывается экономически целесообразной обработка современных труднообрабатываемых, сверхтвердых материалов и твердых сплавов. О
широком применении абразивных инструментов говорит тот факт, что парк станков для абразивной обработки достигает 20% от общего их числа, а в подшипниковой и некоторых других отраслях промышленности этот показатель достигает 60% и более.
Абразивные инструменты в своей основе содержат абразивные материалы, которые выпускаются в виде зерен и порошков и характеризуются высокими твердостью, прочностью, тепло- и износостойкостью.
По своему происхождению абразивные материалы делятся на естественные и искусственные. Последние, благодаря большей однородности и низкому содержанию примесей, получили наибольшее применение в производстве абразивных инструментов.
К искусственным абразивным материалам относятся: электрокорунды, карбиды кремния, карбиды бора, алмазы, КНБ (эльбор).
Электрокорунды получают плавкой в электрических печах боксита или глинозема, содержащих окись алюминия. В зависимости от процентного содержания корунда электрокорунды бывают следующих разновидностей:
- нормальный электрокорунд марок 13А…16А содержит 93…96,5% корунда, характеризуется высокими прочностью и вязкостью, что позволяет использовать его как на чистовых, так и на обдирочных операциях при обработке различных металлов;
- белый электрокорунд марок 22А…25А содержит 96…99% корунда и применяется для изготовления всех видов абразивных инструментов, а также микропорошков, используемых для обработки свободным абразивом;
- хромистый электрокорунд марок 33А, 34А, титанистый электрокорунд марки 37А, хромотитанистый электрокорунд марок 91А…94А содержат 95…98% корунда с добавлением хрома и титана, что улучшает их абразивные свойства. Легированные электрокорунды применяются для изготовления всех видов абразивных инструментов и, по сравнению с обычными электрокорундами, обеспечивают значительное повышение производительности при обработке конструкционных и углеродистых сталей;
- циркониевый электрокорунд марки 38А состоит из корунда (75…80%) и окиси циркония и используется для изготовления обдирочных кругов. По сравнению с кругами из электрокорунда круги из циркониевого электрокорунда работают на повышенных режимах резания, а их стойкость на обдирочных операциях увеличивается до 40 раз.
Монокорунд марок 43А…45А содержит 98% корунда, обладает высокими механическими и режущими свойствами и применяется для изготовления всех видов абразивных инструментов, используемых для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов.
Карбид кремния получают плавкой в электропечах кремнезема и материалов с высоким содержанием углерода (кокс, антрацит и т.п.). В зависимости от процентного содержания чистого карбида и цвета различают карбид кремния зеленый (SiC=<7%) и карбид кремния черный (SiC =< 95%):
- карбид кремния зеленый марок 62С…64С обладает большими твердостью и абразивной способностью, но меньшей вязкостью. Изготавливается в виде кругов, брусков, абразивной шкурки, паст и применяется для обработки твердых сплавов (пластмассы, камень, мрамор и др.);
- карбид кремния черный марок 52С…54С отличается большей хрупкостью и применяется для обработки заготовок из чугуна, цветных металлов, неметаллических хрупких материалов.
Карбид бора марки КБ получают плавкой шихты из технической борной кислоты B2O3 и нефтяного кокса. Карбид бора содержит 84…93% кристаллического карбида бора B4C, имеет малую зернистость, очень высокую твердость и хрупкость, и поэтому его выпускают в виде порошков и паст и используют для обработки (доводки) незакрепленным зерном деталей из твердого сплава и чугунов.
Алмаз синтетический выпускают в виде зерен размерами 0,1…3000 мкм и применяют для изготовления кругов, паст, брусков, а также карандашей и роликов для правки шлифовальных кругов. При обработке твердых сплавов шлифованием, резке и доводке используют кристаллические синтетические алмазы марок АС2…АС6, АС15, АС20, АС32, АС50 или поликристаллические марок АРК4, АРС3 с покрытием зерен карбидом вольфрама (К) и кремнием (С), повышающих их производительность и прочность. Микропорошки марок АСМ и АСН нормальной и повышенной режущей способности применяют для изготовления всех видов абразивных инструментов, а также в виде паст для доводки и притирки.
Кубический нитрид бора (эльбор) применяют для обработки изделий из легированных и закаленных сталей. В зависимости от вида сырья для синтеза, способа получения, прочности и наличия покрытий эльбор производится следующих марок: ЛО, ЛП и ЛКВ – соответственно, обычной, повышенной и высокой механической прочности; ЛД – поликристаллический; ЛОМ и ЛОС – с покрытием пленками, содержащими кремень или углерод. Из эльбора изготавливают все виды инструментов.