Природные абразивные материалы

Категория:
Инструментальные материалы


Природные абразивные материалы

Алмаз (А) — минерал, по химическому составу представляющий собой разновидность углерода с небольшим количеством примесей окислов железа, кремния, титана, магния, алюминия, кальция, меди.

В большинстве своем кристаллы алмаза бесцветны или окрашены в серый, коричневый, желтый, реже — в черный, оранжевый, синий, сиреневый, фиолетовый и лиловый цвета.

В процессе кристаллизации алмазы приобретают различную форму и скульптуру граней.

Основные формы кристаллов алмазов следующие:
1) плоскогранные в виде гексаэдра, октаэдра, ромбододекаэдра;
2) кривогранные в виде гексаэдроида, окта-эдроида, додэкаэдроида;
3) сростки;
4) агрегаты;
5) осколки.

Наиболее распространенные формы кристаллов алмазов приведены на рис. 1.

Рис. 1. Кристаллы алмазов

К алмазам октаэдрической формы относятся плоскогранные острореберные, плоскогранные с притуплёнными ребрами, октаэдры со ступенчатыми гранями, октаэдры с тонкоступенчатыми гранями.

К алмазам ромбододекаэдрической формы принадлежат кристаллы, ограниченные тонкоступенчатыми поверхностями, соответствующими по своему положению граням ромбододекаэдра. В зависимости от толщины ступенек грани ромбододекаэдра резко исштрихованы или почти гладкие.

К алмазам переходной формы относятся кристаллы, которые характеризуются тонкоступенчатым строением. К этой же форме принадлежат кристаллы алмаза с выпуклыми гранями — гексаэдроиды и октаэдроиды.

Режущие свойства и стойкость алмазных инструментов определяются физическими свойствами алмаза — его твердостью, величиной модуля упругости, теплопроводностью, коэффициентом теплового расширения и величиной коэффициента трения.

Обладая высокой теплопроводностью, алмаз обеспечивает хороший отвод тепла при обработке резанием и волочением. Наряду с высокой твердостью и сравнительно большим сопротивлением сжатию алмаз имеет повышенную хрупкость, что обусловлено наличием плоскостей спайности в кристалле и небольшим сопротивлением изгибу.

При повышенных температурах некоторые металлы обладают способностью частично или полностью растворять алмаз. Так, во время нагревания алмаза при температуре 800° С и выше в присутствии железа или сплавов на основе железа алмаз растворяется. Поэтому алмазные резцы не получили широкого применения при точении стали и чугуна.

В зависимости от назначения и качества алмазы классифицируются четырьмя категориями:
1) алмазы для ювелирных изделий и для наиболее ответственных инструментов;
2) технические алмазы для наконечников к контрольно-измерительным приборам, волок, резцов, сверл, правящих инструментов;
3) алмазы для буровых инструментов и алмазно-металлических карандашей;
4) алмазы для дробления в порошки.

Для изготовления резцов или других режущих инструментов применяются технические алмазы весом 0,3— 1,35 карата, имеющие форму октаэдра, ромбододекаэдра или переходного вида.

Алмазы должны иметь плотную структуру. На рабочей части резцов не допускается ни наружных, ни внутренних трещин, раковин, включений и других дефектов, видимых при 10—16-кратном увеличении.

Алмазное сырье, предназначенное для изготовления резцов, подвергается резке; из одного кристалла получают несколько резцов. Перед резкой кристалл алмаза должен быть ориентирован в «мягком» кристаллографическом направлении сеток куба и ромбододекаэдра. Резка производится по плоскостям спайности.

Алмазная заготовка для резца, полученная путем разрезки октаэдра, показана на рис. 2. Наибольшие износостойкость и прочность алмазного инструмента достигаются при формообразовании режущей части в сетке ромбододекаэдра таким образом, чтобы износ инструмента происходил в твердом направлении сетки.Так,например, передняя и задняя поверхности резца расположены в более плотных и износостойких сетках ромбододекаэдра. Режущая кромка резца ориентирована таким образом, чтобы поверхность резца изнашивалась сходящей стружкой и вращающейся деталью в твердом кристаллографическом направлении плоских сеток ромбододекаэдра.

Для дробления на порошки применяются наиболее дефектные алмазные кристаллы и осколки различного веса с трещинами и со значительным количеством включений, различных по форме, цвету и прозрачности.

Из всех используемых в технике алмазов около 75% подлежит дроблению и классификации по величине зерна. Порошки алмазов используются для изготовления шлифовальных кругов, отрезных кругов для неметаллических материалов, брусков для хонингования и доводки трубчатых сверл. Большое количество алмазов расходуется на изготовление шлифовальных кругов для заточки и доводки твердосплавных инструментов и для шлифования и доводки твердосплавных деталей штампов.

Корунд (Е) — минерал, состоящий в основном из кристаллической окиси алюминия (80—95% А1203) и незначительного количества других минералов, в том числе химически связанных с окисью алюминия. Зерна корунда твердые, при разрушении образуют раковистый излом с острыми гранями. Цвет корунда может быть розовым, бурым, синим, серым.

Рис. 2. Алмазная заготовка для резцов.

Природный корунд имеет ограниченное применение и используется главным образом в виде порошков и паст для доводочных операций. Круги из порошков природного корунда изготовляют только для доводки, вводя в них графитовый наполнитель.

Гранат. К группе гранатов относится большое число минералов, представляющих собой алюмо- (ферро-, хромо-) силикаты извести, магнезии, марганца и железа. В абразивном производстве гранаты применяются для изготовления шкурок, предназначенных для обработки дерева, пластмасс, кожи и резины. Твердость граната по Моосу 7,5—8. Зерна граната обладают свойством скалываться и расщепляться по мере затупления, что обеспечивает более равномерное их срабатывание.

Кварц (Кв) — минерал, состоящий в основном из кристаллического кремнезема (98,5—99,5% Si02). Одна из разновидностей кварца — кварцевый песок. Он бывает почти белым, желтым и других цветов. Твердость кварца по Моосу равна 7. Применяется кварц для изготовления шлифовальных шкурок на бумажной и тканевой основах—для обработки дерева, кожи и резины, в виде порошков— для шлифования в свободном состоянии.

Кремень (Кр) — однородная плотная горная порода от светло-серого до черного цвета, иногда с буровато-желтыми оттенками, состоящая из кремнезема и микроскопических зерен кварца, глинистых и органических веществ.

В качестве абразивного материала наиболее часто используется кусковой кремень или кремневая галька с содержанием Si02 не менее 96% и СаО не более 1,0%. По твердости кремень примерно равен кварцу. Зерна его имеют несколько более острые кромки, чем зерна кварца.

Из кремня готовят шлифзерно для производства шкурок, применяемых при обработке кожи и дерева.

Известь — мягкий, тонкий полирующий материал, более известный под названием венской извести. Получается в результате обжига известняка (СаСОз) и очистки его ог примесей песка и глины путем отмучивания. Венская известь применяется в виде пасты для окончательного глянцевания поверхностей деталей из различных металлов.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум