В отличие от алмаза, кубический нитрид бора нейтрален к железу и не вступает с ним в химическое взаимодействие. Высокая твердость, термостойкость и нейтральность к железу, сделали кубический нитрид бора весьма перспективным сверхтвердым материалом для обработки различных железосодержащих сплавов (легированных сталей и др.) обеспечивающим резкое снижение адгезионного и диффузионного износа инструмента (по сравнению с алмазным).
Из кубического нитрида бора приготавливаются шлифпорошки и микропорошки, из которых изготовляют абразивно-доводочные и полировальные пасты (пасты "Эльбора", пасты "Кубонита").
Карбид бора представляет собой соединение бора с углеродом. Твердость и абразивная способность зерен карбида бора ниже твердости алмазов и зерен из КНБ, но выше зерен из электрокорунда и карбида кремния. Карбид бора используется в порошках и пастах для доводки изделий из твердых материалов. Практикой установлено, что карбид бора, рационально применять для притирки точных конических и фасонных поверхностей.
Электрокорунды, куда входят электрокорунд белый, электрокорунд нормальный и электрокорунд с присадкой хрома - электрокорунд хромистый, с присадкой титана - электрокорунд титанистый и др.
Благодаря высокой твердости, прочности и острым краям зерна, электрокорунд белый интенсивно снимает слой металла с поверхностей закаленных, цементированных и азотированных сталей. Электрокорунд белый используют для приготовления абразивно-доводочных абразивных материалов.
Электрокорунд хромистый имеет розовую окраску, обладает постоянством физико-механических свойств и высоким содержанием монокристаллов. Форма зерен преимущественно изометрическая. При осуществлении окончательной операции замечено, что электрокорунд хромистый заметно улучшает светоотражательную способность обработанных поверхностей.
Электрокорунд титанистый близок к электрокорунду нормальному, но отличается от последнего большим постоянством свойств. Присадки титана увеличивают вязкость абразивного материала.
Электрокорунд нормальный - искусственный абразивный материал, имеющий высокую твердость (ниже алмазов, зерен КНБ и карбида бора), применяется при приготовлении полировальных паст.
Карбид кремния представляет собой химическое соединение углерода с кремнием. В зависимости от содержания примесей, карбид кремния бывает двух марок: зеленый, содержащий не менее 97% карбида кремния, и черный, в котором карбида кремния - 95-97%.
Зеленый карбид кремния по сравнению с черным более хрупок. Возможно, что это и определяет превосходство зеленого карбида кремния над черным при обработке твердых и сверхтвердых материалов. Абразивная способность зеленого карбида кремния примерно на 20% выше, чем черного.
Естественный корунд представляет собой горную породу, состоящую в основном из кристаллической окиси алюминия. В лучших образцах корунда содержится до 95% окиси алюминия. Цвет корунда различный: розовый, бурый, синий, серый и др. Корунд более вязок и менее хрупок, чем наждак, и обладает большей твердостью. Корунд широко применяют в виде порошков и микропорошков; он входит в состав абразивных смесей, используемых при доводке и полировке, а также чистке поверхности.
Наждак представляет собой горную породу, содержащую до 60% кристаллической окиси алюминия (глинозема). Это мелкокристаллическое вещество черного или черно-серого цвета. Вследствие значительного содержания примесей, по абразивной способности наждак уступает корунду. Наждак идет на изготовление абразивно-доводочных материалов.
Окись хрома представляет собой порошок темно-зеленого цвета. В виде порошков используется для приготовления мягких полировальных паст, применяющихся при тонкой обработке стальных деталей и деталей из цветных металлов и неметаллов (например, полировальная паста ГОИ).
Окись алюминия (глинозем) представляет собой порошок белого цвета, полученный прокаливанием окиси алюминия с примесью других веществ. Размолотый, промытый и хорошо отшлифованный порошок просушивают. Окись алюминия в виде порошков идет для приготовления тонких паст, используемых для обработки стальных, чугунных деталей, а также деталей из стекла и пластмасс.
Крокус в основном состоит из окиси железа (до 75-97%), является очень тонким полирующим технологическим материалом, используется при полировании оптических стекол и благородных металлов.
Диатомит (кизельгур, инфузорная земля) очень легкая осадочная порода, которая состоит главным образом из кремнезема в виде частично или полностью сохранившихся скелетов макроскопических водорослей - диатомей. Хорошие сорта диатомитов содержат 80% и более кремневой кислоты, имеющие различную окраску: белую, серую, желтоватую, коричневую и зеленоватую. Для получения высококачественного диатомита его размалывают, отмачивают, сушат и обжигают.
Трепел состоит в основном из кремниевой кислоты, часто встречается вместе с диатомитом и весьма схож с ним, но отличается тем, что интенсивно поглощает влагу. Трепел различают по окраске: золотистый, серебристый, белый, желтый, серый, красный и т.п. Для получения высококачественного мелкозернистого трепела его, как и диатомит, подвергают перемалыванию, обогащению и обработке.
Технический мел представляет собой порошкообразный продукт, который получают из природного известняка или мела. Он состоит в основном из мельчайших аморфных частиц углекислого кальция. При химическом способе мел получают осаждением при насыщении известкового молока углекислым газом или смешением растворов хлористого кальция с углекислым натрием. Мел бывает комовой и молотый, а в зависимости от физико-химических свойств разделяется на три марки (А, Б, В). Мел используют для приготовления полировальных материалов по обработке благородных, а также цветных металлов и их сплавов.
Венская известь состоит из окиси кальция с небольшими примесями окиси магния, окиси железа и другими, приготавливается из отборной извести и доломита, очищенных от примесей глины и песка. Количество примесей не должно превышать 5,5%, а содержание влаги и углекислоты должно быть не более 2%. Для полирования берут средние слои прокаленного известняка, который измельчают и просеивают. Отдельные мягкие куски используют для нанесения глянца. Венскую известь используют также в качестве основного твердого составляющего при приготовлении полировальных паст. Венская известь, поглощающая влагу и углекислый газ, превращается в пушонку, не обладающую никакими полирующими свойствами. Чтобы избежать этого, венскую известь упаковывают в герметичную тару.
Тальк представляет собой минерал вторичного происхождения из силикатов магнезии, который встречается в виде волокнистых агрегатов или шестиугольных листочков. Тальк очень мягкий абразив, который применяется при полировании гальванических покрытий.
Структура абразивного инструмента характеризуется соотношением объемов абразивных зерен, связки и пор. Система регулирования структур основана на сохранении равенства V3+VС+VП=100%, где V3 — объем зерна, VC объем связки, VП — объем пор. Определяющим параметром структуры является объем V3.
С увеличением на один номер структуры объем зерен уменьшается на 2%, расстояние между зернами и размер отдельных пор увеличиваются, однако для сохранения одинаковой твердости инструмента объем связки также увеличивается на 2%, при этом объем пор остается неизменным.
Различные соотношения объемов зерна и связки, при соблюдении которых к процессе производства получают абразивные инструменты различной твердости с тем или другим объемом пор, приведены в табл. 1.5.
Структура абразивных инструментов
| Номерструктуры | V3,% | Твердость | ||||||||||||||||
| ВМ1 | ВМ2 | М1 | М2 | М3 | СМ1 | СМ2 | С1 | С2 | СТ1 | СТ2 | СТЗ | Т1 | Т2 | ВТ1 | ВТ2 | ЧТ | ||
| VП,% | ||||||||||||||||||
| 48 | 46,5 | 45 | 43,5 | 42 | 40,5 | 39 | 37,5 | 36 | 34,5 | 33 | 31,5 | 30 | 28,5 | 27 | 25,4 | 24 | ||
| VС,% | ||||||||||||||||||
| 0 | 62 | 0,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | |||||||
| 1 | 60 | — | — | — | — | — | — | 1 | 2,5 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 |
| 2 | 58 | — | — | — | — | — | 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 |
| 3 | 56 | — | — | — | 0,5 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 |
| 4 | 54 | — | — | 1 | 2,5 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 |
| 5 | 52 | — | 1,5 | 3 | 4,5 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 |
| 6 | 50 | 2 | 3,5 | 5 | 6,5 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 |
| 7 | 48 | 4 | 5,5 | 7 | 8,5 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 | 23,5 | 25 | 26,5 | 28 |
| 8 | 46 | 6 | 7,5 | 9 | 10,5 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 | 25,5 | 27 | 28,5 | 30 |
| 9 | 44 | 8 | 9,5 | 11 | 12,5 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 | 27,5 | 29 | 30,5 | 32 |
| 10 | 42 | 10 | 11,5 | 13 | 14,5 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 22 | 23,5 | 25 | 26,5 | 28 | 29,5 | 31 | 32,5 | 34 |
| 11 | 40 | 12 | 13,5 | 15 | 16,5 | 18 | 19,5 | 21 | 22,5 | 24 | 25,5 | 27 | 28,5 | 30 | 31,5 | 33 | 34,5 | 36 |
| 12 | 38 | 14 | 15,5 | 17 | 18,5 | 20 | 21,5 | 23 | 24,5 | 26 | 27,5 | 29 | 30,5 | 32 | 33,5 | 35 | 36,5 | 38 |
Таким образом, абразивные инструменты, имеющие одинаковые зернистость и твердость, но разные структуры, различаются между собой по степени сближения абразивных зерен. Структуру, обозначенную № 1...4, принято называть закрытой (плотной), № 4...8 — средней, № 9...12 и выше (до 16) — открытой. Чем больше номер структуры, тем больше расстояние между зернами, т. е. структура более открытая.