Остання редакція: 2019-05-22
Анотація
Для производства кругов на органической связке принято использовать фенолформальдегидную смолу, как правило, это смолы марки СФП-011А. Эту марку смолы применяют в качестве связующего в производстве огнеупоров, абразивных и фрикционных изделий. Смола находится в порошкообразном состоянии и при нагревании переходит в жидкое (гелеобразное) состояние, затем твердеет при 180 °С без возможности повторного расплавления [1].
Для производства абразивных кругов смолу смешивают с алмазными синтетическими порошками или порошками кубического нитрида бора (КНБ), другими абразивными порошками и наполнителями. Алмазные и КНБ порошки характеризуются твёрдостью, размером зерна, а также покрытием с никелем или без. Для кругов на органической связке используют порошки марки АС4-АС6, более твёрдые порошки такие как АС-АС32 и выше использовать не целесообразно.
Шлифовальные круги на органических связках идеально подходят для обработки твёрдых сплавов таких как: ВК6, ВК9 и ему подобных, стекла, драгоценных и полу драгоценных камней, оксидов кремния и алюминия, особо твёрдых марок сталей таких как быстрорежущие стали.
При производстве алмазного абразивного круга на органической связке необходимо знать обрабатываемый материал, какую необходимо получить шероховатость поверхности, а также скорость обработки. Твёрдость алмазного порошка подбирается конкретно под обрабатываемый материал. Для твёрдых сплавов обычно применяют порошок марки АС4, для драгоценных и полудрагоценных кристаллов используют более твёрдый порошок марки АС6. Зная, какую необходимо получить шероховатость поверхности, есть возможность подобрать размер зерна алмазного порошка. Для твёрдых сплавов используют размеры зерна от 160 до 40 мкм, для обработки кристаллов используют зерно от 60 до 1 мкм. Для обработки твёрдого сплава в стандартных режимах с применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) используют алмазные порошки с никелевым покрытием. Никелевое покрытие необходимо для лучшего удержания алмаза в связке. Это позволяет увеличить стойкость круга, повысить производительность, улучшить качество обрабатываемой поверхности, исключить прижоги. Концентрацию порошка применяют 100% что на кругу обозначается С4 (75% - С3, 125% - С5). Концентрация алмазного порошка С3 позволяет быстрее и производительнее обрабатывать деталь. Стойкость круга в таком случае значительно снижается. При концентрации С5 обрабатывают кристаллы твёрдых пород таких как: рубины, алмазы, нитрид кремния, оксид алюминия. Так же концентрация С5 используется для кругов с повышенной стойкостью профиля.
Кроме смолы СФП-011А и алмазного порошка в связку «шихту», вводят добавки различных типов для получения особых свойств круга при шлифовании. Очень важную роль на процесс шлифования оказывают материалы, которые называют «подшлифовочными», к ним относят порошки оксида алюминия, карбида кремния, нитрида бора. Порошки оксида алюминия применяются вместе с КНБ вместо алмаза, для обработки сталей средней твёрдости. Для обработки быстрорежущих сталей применяют подшлифовочный порошок из карбида кремния. Для обработки твёрдых сплавов применяют порошки из карбида кремния и нитрида бора вместе с алмазным порошком. Тут необходимо произвести уточнение. Круги с алмазным и КБН порошками относятся к суперабразивным кругам и технология их производства одинакова. Исключением является то, что алмазными кругами нельзя обрабатывать стали. Для этого используют круги с КНБ.
В связи с тем, что фенольные смолы могут выдерживать не слишком высокие температуры (до 300-350 °С), необходимо применять меры по снижению температур в зоне резания. Для этого в шихту добавляют материалы для отвода тепла из зоны резанья, такие как: порошок меди, порошок олова, железа. Добавка этих материалов позволяет на 30 и более процентов лучше отводить тепло из зоны резанья, распределять тепло по поверхности всего круга. Это позволяет увеличить стойкость круга, производительность, убрать прижоги.
Не менее важными материалами являются сухие смазки, такие как: нитрид бора, диселенид и дисульфат молибдена, графит и другие. Эти смазки позволяют резко уменьшить силы трения между абразивным кругом и обрабатываемой деталью, что приводит к снижению температуры в зоне резанья, более высокой производительности круга.
Существуют добавки, которые позволяют получить более хрупкий связующий слой или наоборот более мягкий и вязкий, более хрупкие используются для обработки твёрдых сплавов и сталей, более мягкие для обработки кристаллов и стекла. Например, для обработки поликристаллов алмаза – PCD используют связки с добавлением крошки резины. Это позволяет исключить малейшие прижоги, так как материал PCD очень дорогостоящий, необходимо исключить любой брак при обработке. И наоборот, для обработки твёрдых сплавов без СОЖ добавляют порошок стекла с низкой температурой плавления. При сухом шлифовании образуются высокие температуры в зоне резанья, стекло расплавляется и выполняет функцию смазки, так же, в ячейку где был кристалл стекла попадают отходы из зоны резанья, что позволяет выводить быстрее шлам, а также связки при добавлении стекла получаются более хрупкие.