электрокорунд или карбид кремния что лучше

Карбид кремния и электрокорунд

Карбид кремния получают в электропечах при высокой температуре (1800-1850°) из материалов, богатых кремнеземом (кварцевого песка, жильного кварца), и материалов с высоким содержанием углерода (нефтяного кокса, антрацита и т. п.). В зависимости от процентного содержания чистого карбида кремния различают два основных вида этого абразивного материала:

Зеленый карбид кремния обладает большей твердостью, но меньшей вязкостью и прочностью по сравнению с черным карбидом кремния.

Карбид и электрокорунд

Карбид кремния обладает большей твердостью, но меньшей вязкостью и повышенной дробимостью по сравнению с электрокорундом. Зеленым карбид кремния применяется в основном для обработки твердых сплавов и доводки инструментов из стали. Черный карбид кремния для обработки хрупких или мягких материалов с малым сопротивлением па разрыв, например латуни, меди, алюминия, мягкой бронзы, серого и отбеленного чугуна и др. Из карбида кремния изготовляют круги для правки шлифовальных кругов взамен алмазов. Электрокорунд нормальный применяется для материалов с высоким сопротивлением на разрыв, например стали, ковкого чугуна, твердой бронзы и т.п. Его с успехом можно использовать также и для обработки серого чугуна и алюминия.

Электрокорунд белый

Электрокорунд белый может быть использован для тех же материалов, что электрокорунд нормальный. Из-за повышенной дроби-мости и худшей сцепляемости зерен со связкой, вызывающих повышенный расход абразивного материала, а также высокой стоимости, электрокорунд белый имеет ограниченное применение.

Из него изготовляются в основном круги для ответственных работ, например для шлифования резьбы, долбяков, зубчатых колес, для заточки и доводки инструментов, для шлифования или доводки отверстий (хонингования), для окончательной отделки (суперфиниша ) и т. п.

Источник

Абразивные материалы

Электрокорунд нормальный

Производство электрокорунда нормального представляет собой восстановительную плавку в дуговых печах шихты, состоящей из бокситового агломерата, малозольного углеродистого материала и железной стружки. В процессе производства примеси, содержащиеся в боксите, восстанавливаются и переходят в ферросплав, а окиси кальция (СаО) переходят почти полностью в электрокорунд, что приводит к образованию вредных минеральных образований, которые снижают качество электрокорунда. По этой причине содержание СаО в боксите должно быть минимальным.

Электрокорунд нормальный (электрокорунд нормальный 14а) используется в изготовлении многих видов абразивного инструмента, например, шлифзерно, шлифпорошки и микропорошки различных размеров.

Электрокорунд белый

Электрокорунд белый состоит из корунда (98-99%) и примесей (1-2%) в виде высокоглиноземистого алюмината натрия и других минералов. Наиболее распространен электрокорунд белый 25а.

Белый электрокорунд по химическому и физическому составу является более однородным, чем нормальный. Благодаря высокой прочности и острым кромкам зерна электрокорунда белого легко внедряются в твердые прочные металлы (азотированные, жаропрочные), дают меньший нагрев, чем зерна других разновидностей электрокорунда. Абразивные изделия из белого электрокорунда отличаются стабильными свойствами, обладают хорошей самозатачиваемостью и обеспечивают высокую чистоту обрабатываемой поверхности.

Электрокорунд титанистый

Электрокорунд титанистый выпускается в виде шлифзерна и шлифпорошков и предназначается для изготовления абразивных инструментов, применяемых при обработке углеродистых, конструкционных и других закаленных, и незакаленных сталей.

Электрокорунд хромистый

Абразивные инструменты из хромистого электрокорунда обеспечивают на 20-30% большую производительность обработки конструкционных и углеродистых сталей при интенсивных режимах работы, по сравнению с инструментом из электрокорунда белого.

Шлифзерно и шлифпорошки хромистого электрокорунда применяются для производства абразивного инструмента на различных связках и шлифовальной шкурки.

Хрупкость карбида кремния является следствием кристаллической структуры и типа химической связи и сочетается в нем с высокой твердостью. Карбид кремния имеет три полиморфные модификации: гексагональную и тригональную (α-SiC), а также кубическую (β-SiC). Мелко- и крупнокристаллический карбид кремния абразивного назначения относится к α-SiC-структуре (политипы 4Н, 6Н, 15R и др.). В этом типе карбида кремния полностью отсутствует модификация β-SiC. Микротвердость монокристаллов наиболее высокая у политипа 15R, ниже у политипа 6Н и еще ниже у политипа 4Н.

Химически чистый карбид кремния бесцветен и прозрачен, а технический окрашен от светло-зеленого до черного цветов, в зависимости от состава и содержания примесей.

Промышленность производит два вида карбида кремния промышленного назначения: зеленый и черный. В процессе производства наиболее часто встречаются структурные типы 6Н (бесцветные или светло-зеленые кристаллы), 4Н (темно-синие, черные, почти непрозрачные кристаллы), реже 15R (кристаллы желтоватого оттенка). Промышленный зеленый карбид кремния почти целиком состоит из α-SiС 6H; черный на 60% представлен политипом 6Н и на 40% политипом 4Н. По химическому составу и физическим свойствам зеленый и черный карбиды кремния отличаются незначительно, однако зеленый карбид кремния содержит меньше примесей, имеет несколько большую хрупкость и более высокую абразивную способность.

Абразивный инструмент из зеленого карбида кремния используется для тонкого шлифования металлообрабатывающего инструмента, твердых сплавов, керамики, камня и для правки шлифовальных кругов. Инструмент из черного карбида кремния применяется для шлифования твердых сплавов, чугуна, цветных металлов, стекла, пластмасс, кожи, резины. Пасты из карбида кремния применяются для доводочных работ. Отдельные разновидности карбида кремния используются в электротехнической, металлургической и огнеупорной промышленности. В зерне и порошках карбид кремния применяется в промышленности стройматериалов для изготовления аэродромных покрытий, нескользких плиток, лестничных ступеней и других изделий.

Связка для абразивного инструмента из электрокорунда или карбида кремния

Вид связки абразивного инструмента имеет большое значение для его прочности и режима работы. В производстве абразивных инструментов применяются два вида связок: неорганические (минерального происхождения) и органические.

Органическая связка

К органическим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, глифталевая, эпоксидная и поливинилформалевая.

Неорганическая связка

Неорганическая связка или керамическая связка представляет собой многокомпонентные смеси, составленные в определенных пропорциях из измельченных сырых материалов: огнеупорной глины, плавней (полевого шпата, борного стекла), талька и ряда других материалов. В целях повышения пластичности и формуемости в абразивно-керамические массы добавляются клеящие вещества: растворимое стекло, декстрин и др.

Керамические связки обладают высокой огнеупорностью, водоупорностью, химической стойкостью и относительно высокой прочностью. В зависимости от поведения в процессе термической обработки они делятся на плавящиеся (стекловидные) и спекающиеся (фарфоровидные). Плавящиеся связки после остывания превращаются в стекло, спекающиеся расплавляются только частично и по своему составу и состоянию близки к фарфору.

Абразивный инструмент на керамической связке в настоящее время имеет несколько большее применение, чем инструмент на органической связке, хотя технология его изготовления сложнее и отличается более длительным циклом по сравнению с технологией изготовления инструмента на других связках. Недостатком керамической связки является ее высокая хрупкость, вследствие чего круги на этой связке не могут использоваться при ударных нагрузках (обдирочное и силовое шлифование). Относительно низкий предел прочности при изгибе ограничивает применение таких кругов для отрезных работ, так как они тонкие (менее 3 мм) и могут легко разрушаться от боковой нагрузки.

Источник

Рекомендации по выбору абразивного инструмента

Выбор связки абразивного инструмента

Связка определяет прочность и твердость инструмента, оказывает большое влияние на режимы, производительность и качество обработки. Связки бывают неорганические (керамическая) и органические (бакелитовая, вулканитовая).
КЕРАМИЧЕСКАЯ СВЯЗКА обладает высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью, хорошо сохраняет профиль рабочей кромки круга, но чувствительна к ударным и изгибающим нагрузкам. Инструмент на керамической связке применяют для всех видов шлифования кроме обдирки (из-за хрупкости связки): для резки и прорезки узких пазов, плоского шлифования желобов колец шарикоподшипников. Инструмент на керамической связке хорошо сохраняет профиль, имеет высокую пористость, хорошо отводит тепло.
БАКЕЛИТОВАЯ СВЯЗКА обладает более высокой прочностью и упругостью, чем керамическая. Абразивный инструмент на бакелитовой связке может быть изготовлен различных форм и размеров, в том числе и очень тонких — до 0,5 мм для отрезных и прорезных работ. Недостатком бакелитовой связки является невысокая стойкость против действия охлаждающих жидкостей, содержащих щелочные растворы. При шлифовании кругами на бакелитовой связке охлаждающая жидкость не должна содержать более 1,5 % щелочи. Бакелитовая связка имеет более слабое, чем керамическая, сцепление с абразивным зерном, поэтому инструмент на этой связке широко используется на операциях плоского шлифования, где необходимо самозатачивание круга. Инструмент на бакелитовой связке применяют для грубых обдирочных работ, выполняемых в ручную и на подвесных стенках: плоского шлифования торцом круга, отрезки и прорезки пазов, заточки инструментов, при обработке тонких изделий, где опасен прижог. Бакелитовая связка оказывает полирующее действие.

Выбор марки абразивного материала

Абразивные материалы (фр. abrasif — шлифовальный, от лат. abradere — соскабливать) — это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, заточки, полирования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов. Естественные абразивы — кремень, наждак, пемза, корунд, гранат, алмаз и другие. Искусственные: электрокорунд, карбид кремния, боразон, эльбор, синтетический алмаз и другие.

ЭЛЕКТРОКОРУНД НОРМАЛЬНЫЙ

Обладает отличной теплостойкостью, высокой сцепляемостью со связкой, механической прочностью зерен и значительной вязкостью, что важно для выполнения операций с переменными нагрузками Обработка материалов с высоким сопротивлением разрыву. Это обдирка стальных отливок, проволок, проката, высокопрочных и отбеленных чугунов, ковкого чугуна, получистовая обработка различных деталей машин из углеродистых и легированных сталей в незакаленном; и закаленном виде, марганцовистой бронзы, никелевых и алюминиевых сплавов.25A

ЭЛЕКТРОКОРУНД БЕЛЫЙ

ЭЛЕКТРОКОРУНД ЦИРКОНИЕВЫЙ

Мелкокристаллический, плотный и прочный материал. Стойкость инструмента на обдирочных операциях в 10-40 раз выше аналогичного инструмента из электрокорунда нормального Обдирочное шлифование стальных заготовок при высокой скорости, подаче и усилии прижима. Силовое обдирочное шлифование стальных заготовок.54C

КАРБИД КРЕМНИЯ ЧЕРНЫЙ

Обладает высокой твердостью, абразивной способностью и хрупкостью. Зерна имеют форму тонких пластинок, из-за чего увеличивается их хрупкость в работе.Обработка твердых материалов с низким сопротивлением разрыву (чугун, бронзовое и латунное литье, твердые сплавы, драгоценные камни, стекло, мрамор, графит, фарфор, твердый каучук, кости и т.п.), а также очень вязких материалов (жаропрочных сталей, сплавов, меди, алюминия резины).63C

КАРБИД КРЕМНИЯ ЗЕЛЕНЫЙ

Отличается от карбида кремния черного повышенной твердостью, абразивной способностью и хрупкостью Для обработки деталей из чугуна, цветных металлов, гранита, мрамора, твердых сплавов, обработки титановых, титано-танталовых твердых сплавов, хонинговальные, доводочные работы для деталей из серого чугуна, азотированной и шарикоподшипниковой стали.95А

ЭЛЕКТРОКОРУНД ХРОМТИТАНИСТЫЙ

Обладает более высокой механической прочностью и абразивной способностью по сравнению с электрокорундом нормальным

Обдирочное шлифование с большим съемом металла

Выбор зернистости инструмента

Крупнозернистые инструменты применяются:
— при обдирочных и предварительных операциях с большой глубиной резания, когда удаляются большие припуски;
— при работе на станках большой мощности и жесткости;
— при обработке материалов, которые вызывают заполнение пор круга и засаливание его поверхности, например при обработке латуни, меди и алюминия;
— при большой площади контакта круга с обрабатываемой деталью, например при использовании высоких кругов, при плоском шлифовании торцом круга, при внутреннем шлифовании.
Средне- и мелкозернистые инструменты применяются:
— для получения шероховатости поверхности 0,320—0,080 мкм;
— при обработке закаленных сталей и твердых сплавов;
— при окончательном шлифовании, заточке и доводке инструментов;
— при высоких требованиях к точности обрабатываемого профиля детали.
С уменьшением размера абразивных зерен повышается их режущая способность за счет возрастания числа зерен на единице рабочей поверхности, уменьшения радиусов округления зерен, меньшего износа отдельных зерен. Уменьшение размера зерен приводит к значительному уменьшению пор круга, что вызывает необходимость снижения глубины шлифования и величины снимаемого на операции припуска. Чем мельче абразивные зерна в инструменте, тем меньше в единицу времени снимается материала с обрабатываемой заготовки. Однако, мелкозернистые инструменты обладают меньшей способностью к самозатачиванию по сравнению с инструментом более крупной зернистости, в результате чего быстрее притупляются и засаливаются. Рациональное сочетание режима обработки, правки инструмента и зернистости позволяет получать высокую точность и отличное качество обработки поверхности.

Выбор твердости инструмента

Твердость инструмента в значительной степени определяет производительность труда при обработке и качество обработанной.
Абразивные зерна по мере их затупления, должны обновляться путем скалывания и выкрашивания частиц. При слишком твердом круге связка продолжает удерживать затупившиеся и потерявшие режущую способность зерна. При этом на работу расходуется большая мощность, изделия нагреваются, возможны их коробления, на поверхности появляются следы огранки, царапины, прижоги и другие дефекты. При слишком мягком круге зерна, не утратившие свою режущую способность, выкрашиваются, круг теряет правильную форму, увеличивается его износ, в результате чего трудно получить детали необходимых размеров и формы. В процессе обработки появляется вибрация, необходима более частая правка круга. Таким образом, следует ответственно подходить к выбору твердости абразивного инструмента и учитывать характеристики обрабатываемых изделий.

Источник

Электрокорунд или карбид кремния что лучше

ВМ1, ВМ2 – весьма мягкая (к)

М1, М2, М3 – мягкая (к, б)

СМ1, СМ2 – среднемягкая (к, б)

С1, С2 – средняя (к, б)

СТ1, СТ2, СТ3 – среднетвёрдая (к, б)

Т1, Т2 – твёрдая (к, б)

ЧТ1, ЧТ2 – чрезвычайно твёрдая (б)

14А – нормальный, (к, б), электрокорунд

25А – белый (к, б), электрокорунд

38А – циркониевый (б) электрокорунд

93А, 94А, 95А, 96А – хромотитанистый электрокорунд (к, б)

53С, 54С – чёрный карбид кремния (к, б)

63С, 34С – зелёный карбид кремния (к, б)

Электрокорунд нормальный

Электрокорунд белый

Как более твердый материал, используется в инструменте с твердой связкой (керамика). Наиболее эффективен при обработке чугуна, нержавеющей стали. Используется так-же, в шлифшкурке и свободном виде.

Электрокорунд хром-титанистый

Электрокорунд циркониевый

Циркониевый электрокорунд получают из шихты глинозема и оксида циркония в специальных наклоняющихся электродуговых печах, методом «на слив» с последующим интенсивным охлаждением расплава, что позволяет получить микрокристаллический материал с размерами первичных кристаллов до 50мкм.

Циркониевый электрокорунд обладает высоким коэффициентом шлифования и является самым эффективным материалом в обдирочных операциях с высокими нагрузками и большим съемом металла,- производительность бакелитовых обдирочных кругов из циркониевого электрокорунда более чем в 10 раз превышает производительность кругов их электрокорунда нормального.

Карбид кремния черный

Карбид кремния зеленый

По своему химическому составу и физико-механическим свойствам карбид кремния зеленый незначительно отличается от карбида кремния черного.

Сферокорунд

Сферокорунд используется для труднообрабатываемых материалов, таких как жаропрочная сталь, мягких и вязких материалов, как кожа или резина. Поддержание абразивных свойств материала происходит за счет разрушения сфер в процессе шлифования и обнажения новых режущих кромок при малом тепловыделении.

Формокорунд

Монокорунд

Шлифзерно представлено монокристаллами, в отличии от нормального электрокорунда, имеющего поликристаллическую структуру, что обеспечивает высокую режущую способность, но и высокую стоимость этого материала.

Агрегат

Шлифовальный материал, полученный благодаря спеканию нескольких абразивных зерен между собой.

Физико-механические свойства материалов

Карбид кремния
зеленый

Карбид кремния
черный

Зернистость абразивных материалов

Способы классификации, размеры и обозначение зернистости шлифматериалов регулируются стандартом ГОСТ 3647-80.

Зерновой состав означает количество частиц основной фракциии, по размеру которых определяют марку шлифзерна.
Определение качества по зерновому составу :

Содержание основной фракции в материале (%)

Виды связок

Неорганические связки : (керамическая и магнезитная) обладают высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью и относительно высокой стойкостью.

В зависимости от поведения в процессе термической обработки они делятся на плавящиеся (стекловидные) и спекающиеся (фарфоровидные). Общее название – керамические (обозначаются «КПГ» и «КМ»). Существуют так же связки, отверждающиеся без термической обработки (магнезитные-«М»). Плавящиеся связки после остывания превращаются в стекло, спекающиеся расплавляются только частично и по своему составу и состоянию близки к фарфору.

Для увеличения механической прочности абразивного инструмента используются упрочняющие элементы. Прежде всего это металлические детали: кольца, впрессованные в обдирочные круги; подложки для торцешлифовальных кругов; фланцы для лепестковых кругов. В отрезных, зачистных и обдирочных кругах, работающих при рабочих скоростях 80 м/с и выше в качестве упрочняющего элемента используются диски, вырезанные из стеклосетки. Используют стеклосетки с размером ячеек от 3 до 6 мм. и толщиной нити от 0,4 до 2 мм., пропитанные составами на основе фенолформальдегидной смолы. Наличие упрочняющей сетки иногда указывается в маркировке круга буквой «У». Известны случаи использования углеволокон для упрочнения инструмента. Однако, низкая адгезия к органическим связкам и высокая стоимость сдерживает на сегодняшний день их применение.

Керамическая связка

Керамическая связка чаще всего представляют собой многокомпонентную смесь, составленную в определенных пропорциях из измельченных сырых материалов: огнеупорной и керамических глин, плавней (полевого шпата, борного стекла), талька и ряда других материалов. Недостатком керамической связки является ее высокая хрупкость, вследствие чего круги на этой связке не могут использоваться при ударных нагрузках (обдирочное, отрезное и силовое шлифование). Относительно низкий предел прочности при изгибе не допускает применение таких кругов для отрезных работ, так как они тонкие и могут разрушиться от боковой нагрузки (изгибе).

Бакелитовая связка

Бакелит был запатентован в 1907 году и получил широкое распространение как лак и как связующее, используемое в производстве корпусов изоляторов, телефонных аппаратов, различных приборов. Именно открытием бакелита было положено начало эры пластиков.

В абразивной промышлен y ости используются фенолформальдегидные лаки и смолы. В Российской промышленности смолы обозначаются как:

В изготовлении связок помимо смол используются различные наполнители неорганического происхождения такие как криолит, пирит, алебастр и другие.

Вулканитовая связка

— многокомпонентная композиция ; основной компонент – синтетический каучук. В качестве добавок: вулканизирующий агент – сера, ускорители вулканизации (каптакс, тиурам и др.), минеральные и органические наполнители регулирующие физико-механические и эксплуатационные свойства абразивных инструментов и формовочные свойства массы. Инструмент на вулканитовой связке обладает эластичностью и плотностью, поэтому может использоваться как при обычных видах шлифования, так и при полирующих операциях. Круги на вулканитовой связке в отличие от остальных могут быть изготовлены очень тонкими (десятые доли миллиметра при диаметре до 150-200 мм.). Недостатком является низкая теплостойкость (250-300 град.С) и слабое закрепление зерна в связке, что объясняет более низкую износостойкость кругов в сравнении с бакелитовыми и керамическими.

Глифталевая связка

— продукт взаимодействия глицерина с фталевым ангидридом. Низкая теплостойкость (120 град.С), невысокая твердость позволяет прииенять круги на глифталевой связке только для процессов полирования при рабочей скорости не выше 40 м/с.

Поливинилформалевая связка

— вспененный поливинилформаль. Другое название кругов на основе этой связки – поропластовые. Используются для полирования с получением шероховатости поверхности 0,63-1,0.

Эпоксидная и полиэфирная связки

В основном применяются для изготовления галтовочных тел, абразивных изделий используемых во ращающихся барабанах и вибрационных контейнерах для очистки поверхностей и снятия заусенцев деталей малого размера.

Абразив(ы) и абразивный материал(ы) именуются так же : шлифовальные материалы, шлифовальное зерно, абразивное зерно, шлифзерно и т.п.

Маркировка абразивного зерна

Электрокорунд белый обозначается : 22А, 23А, 24А, 25А.

Качество материала во многом зависит как от чистоты исходного сырья, так и от способа производства.

Зерно марок 13А-15А эффективнее использовать в кругах при высоких ударных нагрузках, например в отрезных и обдирочных кругах на бакелитовой связке, и в другом инструменте и операциях, подразумевающих высокое давление на обрабатываемую поверхность и/или объемное снятие материала. Более хрупкие марки 22А-24А эффективнее используются в кругах на керамической связке. В шлифшкурке и прочих изделиях с абразивным покрытием, работа которых не связана с высоким давлением и направлена на прецизионную обработку поверхностей, используют хрупкий материал с высокой режущей способностью марок 24А-25А.

Хром-титанистый электрокорунд обозначается 95А.

Циркониевый электрокорунд обозначается 38А. Шлифзерно обладает уникальным сочетанием прочности и высокой режущей способности, поэтому используется в кругах для обдирочных операций с высокими ударными нагрузками и объемным съемом материала. Режущая способность в 10 раз выше чем у электрокорунда нормального в аналогичных операциях.

Особенности классификации абразивных материалов в зарубежных стандартах

Наименование
и марки материала

Примеры зарубежного
обозначения материала

Электрокорунд нормальный
12A, 13A, 14A, 15A

Brown fused aluminium oxide
(corundum)
10A, 11A, A, ONA, TA

Электрокорунд белый
22A, 23A, 24A, 25A

White fused aluminium oxide
(corundum)
33A, 38A, WA, OBA, EK

Электрокорунд хром-титанистый
95A

Chromium-titanium corundum
(pink corundum)
66A, 88A

Циркониевый электрокорунд
38A

Zirconium corundum
(electroruby)
77A, ZC

Карбид кремния черный
52C, 53C, 54C, 55C

Black silicon carbide (carborundum)
21C, 37C, 55C, BC, SIC, SC21, 1C

Карбид кремния зеленый
62C, 63C, 64C, 65C

Green silicon carbide (carborundum)
22C, 39C, 66C, C, SICg, SCg, 4C

Сортность абразивных материалов имеет строгую привязку к области применения. В классификации FEPA (Federation of european producers of abrasives) шлифзерно разделяется на классы :

Размер по FEPA = 2,54 * 1000 / 2N,

Обозначение зернистости шлифматериалов из оксида алюминия и карбида кремния в соответствие с ГОСТ и зарубежными стандартами для щлифовальных кругов

ГОСТ 3647-80, 28818-90

FEPA 42-1993, ISO 8486

Зернистость

Зернистость

Источник