Абразивное зерно. В промышленности абразивные материалы применяют в мелкодробленом виде. Для этого природные минералы или слитки синтетического абразивного материала на специальных дробильных устройствах превращают в мелкую крошку или зерно.
После очистки и химической обработки эту дисперсную массу просеивают через сита и сортируют в зависимости от величины зерен. Зернистую абразивную массу используют обычно для приготовления различных шлифующих инструментов - кругов, дисков, брусков и т. д. Однако она может применяться и самостоятельно в виде взвесей, паст. Шлифующая способность абразивного инструмента во многом зависит от свойств абразивного зерна: величины, формы, прочности, твердости, хрупкости, теплостойкости, износостойкости. В связи с этим целесообразно рассмотреть основные характеристики абразивного зерна.
Величина абразивного зерна. Государственным стандартом СССР предусмотрено деление всех абразивных материалов по величине зерен на три группы: шлифзерно, шлифпорошки и микропорошки. Самый большой размер зерен может достигать 2 мм, наименьшие размеры определяются под микроскопом. Наиболее широкое применение находят абразивы с величиной зерна 0,15-0,75 см. От величины зерен абразивного инструмента и скорости его вращения зависят глубина его режущего действия, чистота обрабатываемой поверхности, точность размеров. Крупные зерна абразива применяются при грубом шлифовании, когда поверхностный слой изделия необходимо сошлифовать на значительную глубину. При таком шлифовании зерна абразива оставляют на поверхности грубые глубокие борозды, штрихи, риски. По мере приближения к необходимому размеру изделия или при использовании допуска обычно переходят на шлифование более мелкими абразивами.
Форма абразивного зерна. Абразивные зерна имеют, как правило, неправильную геометрическую форму. Часто они представляют собой сопряженные многогранники, у которых выступающие заострениые части различаются как по форме, так и по величине. Заостренные части зерен являются режущими элементами, которые при движении оказывают скоблящее действие на поверхность обрабатываемого более мягкого материала. В процессе шлифования зерна испытывают значительные силовые нагрузки, а от трения нагреваются, вследствие чего происходит их разрушение или притупление режущих элементов. При отколе части зерна появляются новые режущие элементы, поэтому шлифующее действие не прекращается.
Прочность абразивного зерна. Абразивные материалы имеют различные прочностные показатели. От прочности материала зависит способность абразивного зерна выдерживать силовые нагрузки и сохранять свою целостность. Наибольшей твердостью обладают чистые абразивы. Примеси уменьшают прочность. Помимо прочности абразивного зерна, при рассмотрении процесса шлифования следует учитывать прочность шлифующего инструмента (диск, круг, брусок и т. п.в котором зерна абразива связаны особыми связующими веществами.
Твердость абразивного материала. Необходимым условием для шлифования является способность шлифующего материала проникать в другой без разрушения или остаточной деформации. Это возможно в случаях, когда шлифующий материал имеет большую твердость, чем обрабатываемый.
Хрупкость абразивных зерен. Все абразивные материалы обладают значительной хрупкостью. При предельных нагрузках зерна абразивного материала разрушаются. Это объясняется тем, что хрупкие вещества имеют предел прочности более низкий, чем предел текучести. Для абразивных зерен хрупкость является положительным свойством, так как благодаря ей при шлифовании разрушающееся зерно не теряет режущих свойств в местах скола, так как на нем появляются нойые режущие элементы.
Теплостойкость абразивного материала. Процесс резания, совершаемый абразивным зерном, сопровождается преодолением значительного трения, деформацией материала, образованием большого количества тегтла. Неизбежное нагревание абразивных зерен не должно изменять их свойств и ухудшать шлифующую способность. Все абразивные материалы обладают большой теплостойкостью. Так, у корунда и карборунда она достигает 2000°С. Однако при шлифовании следует выбрать такой режим работы, при котором исключался бы перегрев не только шлифующего инструмента, но и обрабатываемой поверхности, чтобы предупредить нежелательные изменения структуры и свойства материалов.
Износостойкое ть абразивного материала. Под износостойкостью понимают способность сохранять целостность и режущие свойства в определенном режиме работы в течение длительного времени. Износостойкость — понятие собирательное и зависит от всех перечисленных свойств: прочности, твердости, хрупкости, режима работы.
