 |
Характеристика абразивных материалов.
|
|
|
|
Абразивные материалы классифицируются по твердости (сверхтвёрдые, твёрдые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах или мешах.
Зерном абразива называют отдельный кристалл, сростки кристаллов или их осколки при отношении их наибольшего размера к наименьшему не более 3:1.
Пригодность абразивных материалов зависит от физических и кристаллографических свойств; особенно важное значение имеет их способность при истирании разламываться на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное. Выбор абразивного материала зависит от физических свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также от стадии обработки (грубая обдирка, шлифовка и полировка), причём твёрдость абразивного материала должна быть выше твёрдости обрабатываемого (за исключением алмаза, который обрабатывается алмазом).
Абразивные материалы характеризуются твёрдостью, хрупкостью, абразивной способностью, механической и химической стойкостью.
Твёрдость — способность материала сопротивляться вдавливанию в него другого материала.
Абразивная способность характеризуется количеством материала, сошлифованного за единицу времени.
Механическая стойкость — способность абразивного материала выдерживать механические нагрузки, не разрушаясь при резке, шлифовке и полировке. Она характеризуется пределом прочности при сжатии, который определяют, раздавливая зерно абразивного материала, фиксируя нагрузку в момент его разрушения. Предел прочности абразивных материалов при повышении температуры снижается.
Химическая стойкость — способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств, будучи во взаимодействии с растворами щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях.
|
|
|
Абразивные материалы, применяемые для механической шлифовки и полировки полупроводниковых материалов, отличаются между собой размером (крупностью) зёрен, имеющих номера 200, 160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25,20, 16, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20, М14, М10, М7 и М5 и подразделяются на четыре группы:
· шлифзерно (от № 200 до 15),
· шлифпорошки (от № 12 до 3),
· микропорошки (от М63 до М14) и
· тонкие микропорошки (от М10 до М5).
Классификацию абразивных материалов по номерам зернистости проводят рассеиванием на специальных ситах, номер которого характеризует размер зерна. Номер зернистости абразивных материалов характеризуется фракцией: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой. Процентное содержание основной фракции обозначают индексами В, П, Н и Д.
В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причём новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные. Ниже приведены списки известных абразивных материалов.
Характеристика абразивных инструментов (твердость, связка, структура, вид).
К основным характеристикам абразивного инструмента относятся:
· марка материала и зернистость порошка, из которого изготовлен инструмент;
· материал связки, удерживающей зерна;
· твердость инструмента, характеризующая прочность удержания абразивных зерен в связке;
· структура, характеризующая объем, занимаемый абразивным порошком в массе, образующей инструмент.
Для связок абразивных зерен приняты следующие обозначения:
К — керамическая,
Б — бакелитовая,
В — вулканитовая,
Г —глифталевая,
М —металлическая,
С — силикатовая.
Твердость абразивного инструмента — это сопротивляемость связки вырыванию зерен с поверхности инструмента под влиянием внешних сил.
|
|
|
Твердость кругов обозначается буквами:
мягкий — M1, M2, М3;
среднемягкий — СМ1,СМ2;
средний — C1, C2;
среднетвердый — СТ1, СТ2, СТ3;
твердый — T1, T2;
весьма твердый — ВТ1,ВТ2;
чрезвычайно твердый — ЧТ1, ЧТ2.
Пределы твердости абразивного инструмента зависят от марки связки, на которой он изготовлен.
Структура абразивного инструмента обозначается номерами от 0 до 20.
Самая плотная структура с содержанием абразивного зерна 62% имеет номер 0.
Структуры:
· 0—3 называют плотными (закрытыми),
· 4—8 — средними,
· 9—12 — открытыми,
· 13—20 — очень открытыми.
С увеличением структуры на один номер объем зерна в круге уменьшается на 2%. В структуре 20 объемное содержание зерен составляет только 22%.
Сила резания и мощность при шлифовании.
При срезании стружек на абразивные зерна шлифовального круга действуют силы сопротивления металла заготовки разрушению. Силой резания Р называют равнодействующую всех действующих на инструмент сил в процессе шлифования.
Для практических целей удобно разложить силу Р на три составляющие: Рz, Рy и Рx. Составляющая силы резания Рz, совпадающая по направлению с направлением скорости главного движения (при шлифовании — это окружная скорость инструмента), называется главной, или касательной, составляющей силы резания. Составляющая силы резания при шлифовании Рy, направленная по радиусу шлифовального круга, называется радиальной составляющей (она же — сила нормального давления в зоне контакта круга с заготовкой). Составляющая силы резания Рx, направленная параллельно оси шлифовального круга, называется осевой составляющей.
Между составляющими силы резания Pz и Рy (при шлифовании большинства материалов различными кругами) существует зависимость f = Pz/Py ≈ 0,3...0,45, где f — коэффициент абразивного резания.
Эффективную мощность шлифования детали, кВт, можно определить по формуле
Nэф=Pzv/103,
Pz — главная составляющая силы резания, Н; v — скорость круга, м/с.
|
|
|
