Абразивная суспензия

'Особенностью этого метода является испытание материалов на изнашивание путем последовательных многократных ударов по монолиту абразива [10]. Удар образца в течение одного цикла испытаний происходит все -время по одному ме.сту абразива, поскольку в результате разрушения породы ее абразивная способность само-•обновляется. Для применения этого метода создана установка У-1-АМ (рис. 16). Основание установки /, представляющее собой стол с размещенным на нем уз--лом крепления блока горной породы, жестко соединен с колонной. Привод, состоящий из двигателя 2, редук-•тора 5 со сменными шестернями и шкивами 3, 6 и шпиндель 13 укреплены на массивной траверсе 4, которая может подниматься и опускаться по колонне с помощью тайки 7.

Абразивная способность шкурки

В наших основных испытаниях использовалась шкурка ЧЗШ 160 ЮООХЮО МСЭ512 М1824. Для выяснения ее изнашивающей способности были проведены опыты при повторном трении и ударе об ее поверхность образцов из сплава АМг-2, а также стали 45 в отожженном и закаленном (отпуск 200°С) состояниях при температурах +20, —20 и —40°С (только сплав АМг-2). Путь трения составлял 10 м, удельная нагрузка — 3,6 кгс/см2, а скорость скольжения —8,1 м/мин. Результаты испытаний (рис. 47, а) показали, что при температурах +20 и —20°С при повторном трении по одному и тому же месту абразивная способность шкурки возрастает. Темп возрастания абразивной способности больше при трении сплава АМг-2, чем стали 45. При дальнейших опытах изнашивания способность шкурки монотонно убывает.

Абразивная способность шкурки........ 126

КОРУНД — минерал, окись алюминия (А1203). Примеси др. элементов в кристаллах К. ничтожны, но обусловливают окраску. Обычно цвет синевато- или желтовато-серый. Примесь Сг дает красную, Fe2 + — коричневую, Ti — синюю, Fe2+ и Fe3+ — черную окраски. Наиболее чистые прозрачные драгоценные разности К.— красный рубин и синий сапфир. Руды К. обычно содержат примеси др. минералов и при большом их количестве называются наждаками. В природе К. встречается лишь в виде а-А1203 — тригональной формы, кристаллизующейся в основном в остропирамидальных и боченковидных кристаллах при 500—1500°. При 1500—1800° искусственно получаются гексагональный р-А1203 и кубический у~А12О3. К. химически стоек, нерастворим в к-тах и медленно растворяется в буре или фосфорной соли, образуя светлое стекло. Тв. К. по Моосу 9 (2-й по твердости, после алмаза, минерал); рубин и сапфир несколько тверже обычного К. Спайность у К. отсутствует и при сколе он дает раковистый излом. Уд. в. К. колеблется от 3,82 до 4,28 (в среднем 4,02). Сопротивление чистого К. сжатию при всестороннем давлении керосина 2500 кг/см2 составляет 7200 кг/см2. Сжимаемость при 30° и давлении 107 бар Af/oc =3,36. Коэфф. упругости К. 5,2X10'. Механич. прочность чистого К. при 600— 1000° неск. возрастает. Главную роль в использовании К. в качестве абразивного материала играет абразивная способность, к-рая у К. почти в 5 раз выше,чем у кварца, но более чем в 7 раз ниже, чем у алмаза. Темп-pa плавления чистого К. 2040°, природного К. (в зависимости от примесей) 1750—2050°. Теплоемкость (дж/г) в зависимости от темп-ры: 0,069 (—200°); 0,72 (0°); 1,00 (200°); 1,10 (400°); 1,19 (800°); 1,26 (1200°). По др. данным, уд. теплоемкость при комнатной темп-ре 0,1981. Теплосодержание К. (кал) в зависимости от темп-ры: 297,89 (1100°); 330,42 (1200°); 395,99 (1400°). К. используется гл. обр. в качестве абразивного материала и в меньшей мере как сырье для получения высокоглиноземистых искусств, абразивов и огнеупоров. После помола и классификации до определенной зернистости К. применяется: 1) непосредственно в виде порошка, 2) в составе абразивных суспензий и паст, 3) в шлифовальных шкурках, 4) в абразивных изделиях на керамич. или органич. (преимущественно бакелитовой) связке. Отечеств, абразивная пром-сть выпускает в основном тонкие корундовые порошки (микропорошки) с размером основной фракции 7—30 мк. К. в значит, мере вытеснен искусств, абразивными материалами, но он обеспечивает наибольшую эффективность при полировке стекла, особенно оптич. линз, а также металлич. изделий, в особенности шарикоподшипников. В виде суспензий К. применяют при обработке облицовочного камня и изготовлении микроскопич. препаратов горных пород и руд (шлифов, аншлифов), а также в процессах тонкой доводки точных металлич. деталей и инструментов. В СССР

новного, неизбежного в конструкции, для повышения прочности изделия в целом. Причина упрочнения от Н. р. заключается в том, что он вызывает благоприятное перераспределение и нек-рую дополнит, концентрацию напряжений вне зоны макс, напряжений, что приводит к уменьшению концентрации в самом перегруженном месте — вблизи вершины осн. надреза. Для достижения упрочняющего действия Н.р. они должны быть мягче, чем основные (разгружаемые) надрезы, и нанесены на оптимальном (обычно небольшом) расстоянии от последних. Это расстояние удобно характеризовать отношением bit, где Ъ— расстояние Н.р. от осн. надреза, t — глубина Н. р. При bit = 10 прирост прочности практически отсутствует, при bit = 1 у хрупких материалов прочность может достигать 250% от прочности образца без Н. р. Для пластичного состояния материалов, когда чувствительность к концентрации напряжений мала, применение Н. р. обычно нецелесообразно. Следует также опасаться перегружающего, а не разгружающего действия дополнит, надрезов. Степень повышения статич. прочности от введения Н. р. для хрупкого состояния материалов — до 2—2,5 раз, для пластичного — на 20—30%; усталостная прочность повышается от Н. р. на 20— 30%; некоторые успешно применяемые для повышения конструктивной прочности изменения формы изделий (проточки в конце резьбы болтов, дополнительные выточки в гайках, поднутрения и т. п.) могут быть отнесены к Н. р. Я. Б. Фридман. НАЖДАК — мелкозернистая горная порода черного и черно-зеленого цвета, содержащая в значит, количестве твердый минерал корунд, используемая в качестве абразивного материала. Различают разновидности Н.: 1) хлоритоидно-корундовые с содержанием корунда от незначительного до 40—70%; 2) магнетитовые и шпинель-магнетитовые с содержанием корунда до 30—40%; 3) диаспор-корундовые с содержанием А12О3 от 40 до 65% и более. Особенность Н. как абразивного материала — присутствие легкоплавких примесей, в связи с чем Н. можно использовать лишь в изделиях, не требующих для произ-ва высоких темп-р (на холодной связке). Важнейший показатель абразивных материалов — абразивная способность — зависит у Н. гл. обр. от содержания корунда и наиболее высока (для отечественного

Абразивная способность 1—11

Качество микропорошков оценивается зернистостью, абразивной способностью и шероховатостью обработанной ими поверхности. Абразивная способность выражается отношением веса сошлифован-ного корунда к весу израсходованного микропорошка. Шероховатость обработанной поверхности регламентирована для каждой зернистости. Например, при обработке образцов из твердого сплава Т15К6 микропорошком 40/28 шероховатость при механическом методе испытаний должна соответствовать 9в классу, а при обработке порошком 2/1 — 126 классу чистоты.

При 100%-ной концентрации объем наполнителя равен объему алмаза, а в сумме они составляют 50% объема алмазоносного слоя. Зернистость наполнителя при этом на 2— 3 степени ниже зернистости алмаза, чем исключается его влияние на шероховатость обработанной поверхности. Чем выше концентрация алмаза в рабочем слое, тем выше абразивная способность круга, HQ тем дороже круг. Оптимальной концентрацией, очевидно, можно считать такую, которая в данных конкретных условиях обеспечивает минимальную себестоимость обработки, т. е. наивысшую производительность при наименьшем удельном расходе алмазов. В значительной степени эти показатели зависят от качества связки.

Эльбор (боразон) — кристаллическая кубическая модификация нитрида бора (соединение бора с азотом), синтезируемая в виде монокристаллов октаэдрической формы. Кристаллы размером до 400 мк. Микротвердость 8000—10 000 кГ/мм2; термическая стойкость до 1500° С (т. е. выше алмаза); абразивная способность (по природному алмазу) 0,985. Эльборный шлифовальный инструмент изготовляют на керамической, метал-локерамической и органических связках. Эльборные порошки (МРТУ2 036—1—64) изготовляют в соответствии с принятой классификацией зернистости алмазов и обозначают: Л6, ЛМ28 и т. д. Эльборные пасты выпускают с концентрацией эльбора 8%. При обработке сталей и сплавов на железной основе стойкость эльборного инструмента в 4—5 раз больше алмазного.

зерна с острыми кромками. Абразивная способность (по алмазу) 0,56—0,64. По ГОСТу 5744—62 выпускают шлиф- и микропорошки (см. табл. 2) для шлифования свободным зерном.

На обрабатываемую поверхность, имеющую следы предшествующей обработки, подают струи антикоррозионной жидкости со взвешенными частицами абразивного порошка (рис. 6.105, а). Водно-абразивная суспензия перемещается под давлением с большой скоростью. Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности.

батываемая заготовка 3 сложного профиля перемещается (у1? snp) в камере 4 так, что все ее участки подвергаются полированию. Абразивная суспензия ], помещенная в баке 2, подается насосом 6 в рабочую камеру через твердосплавное сопло 5. Отработанная суспензия падает обратно в бак 2 и может быть использована многократно. Наибольший съем металла получается при угле 3 = 45\

В качестве вибраторов в этом случае используются магнито-стрикционные с акустическими концентраторами скорости. Инструмент той формы, которая требуется для обработки материала, крепится к концу концентратора скорости. В зону обработки, т. е. в пространство между колеблющимся с ультразвуковой частотой рабочим торцом инструмента и обрабатываемой деталью, подается абразивная суспензия.

Ультразвуковая обработка (рис. 15, а) основана на механическом ударном воздействии на обрабатываемый материал. Электрические колебания ультразвуковой частоты (20±5 кГц) посредством никелевого преобразователя / превращаются в механические и затем через акустический концентратор 2 воздействуют на инструмент 3, прижатый к заготовке 4 силой Р. При этом через подвод б в рабочую зону поступает абразивная суспензия (взвесь зерен абразива в воде). Ударяя по абразивным зернам с ультразвуковой частотой, инструмент постепенно разрушает в соответствующем месте обрабатываемую заготовку 4 и, как бы копируя себя, формирует деталь, находящуюся в ванне 5, установленной на столе 6 ультразвукового станка. Питание поступает через подвод а от ультразвукового генератора. Продукты процесса и суспензия удаляются по отводу В. Ультразвуковой метод успешно применяют при обработке твердых и хрупких материалов, в том числе керамики, алмаза, стекла и других нетокопроводящих материалов, а также для счистки различных изделий.

На обрабатываемую поверхность, имеющую следы предшествующей обработки, подают струи антикоррозионной жидкости со взвешенными частицами абразивного порошка (рис. 6.92, а). Водно-абразивная суспензия перемещается под давлением с большой скоростью. Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности.

участки подвергаются полированию. Абразивная суспензия /, помещенная в баке 2, подается насосом б в рабочую камеру через твердосплавное сопло 5. Отработанная суспензия падает обратно в бак 2 и может быть использована многократно. Наибольший съем металла получается при

инструмент; 3 — абразивная суспензия

Основы процесса УЗАО. Суспензия является фактическим инструментом, осуществляющим съем материалов при всех операциях УЗАО. Абразивная суспензия, применяющаяся при УЗАО, по массе включает 20—40% абразивного материала, 1—2% ингибитора — азотнокислого натрия (NaNO2), остальное — вода. Высокое содержание воды в суспензии обеспечивает циркуляцию абразива в рабочей зоне и удаление продуктов обработки. В качестве абразивных материалов применяются эльбор (BN), алмазные порошки (С), карбид бора (В4С), карбид кремния (SiC) и электрокорунд (А12О3).

При абразивно-жидкостной отделке (жидкостном полировании) объемно-криволинейных поверхностей применяется водно-абразивная суспензия, которая, создавая эффект полирования, одновременно является и охлаждающим средством. Водная эмульсия может подаваться одновременно с воздухом.

Абразивная суспензия подается в зону обработки свободно, под давлением или отсасывается из зоны через отверстия в инструменте или заготовке. Инструменты изготовляют из сталей У10А, 40Х, 45, 65Г, 12Х18Н9 и других, относительный износ которых находится в пределах 0,5...50 %.

На обрабатываемую поверхность /, имеющую следы предшествующей обработки, подают под давлением струю антикоррозионной жидкости 2 со взвешенными частицами абразивного порошка (рис. 24.2). Водно-абразивная суспензия имеет большую скорость подачи (около 50 м/с). Частицы абразива ударяются о поверхность заготовки и сглаживают микронеровности. В зависимости от обрабатываемого материала применяют порошки и микропорошки электрокорунда и карбида кремния. Производительность обработки зависит не только от зернистости абразива, но и от угла установки форсунки 3 (наибольшая производительность достигается при угле р= 40...45°). ,.

устройств, запыление которых недопустимо. Это аппараты пневматического типа — сжатым воздухом засасывается водно-абразивная суспензия (пульпа). Перемешивание воды и абразива и подачи пульпы в систему сопел осуществляется с помощью центробежного насоса. В пульпу можно "вводить ингибиторы коррозии, противодействующие ее развитию на очищаемой поверхности.