Видове абразивни материали
Основните характеристики на абразивния материал са формата на абразивните зърна, техният размер, твърдост и механична якост, абразивна способност, разпределение на минералите и частиците. Формата на абразивните зърна се определя от естеството на абразивния материал, характеризиращ се с тяхната дължина, височина и ширина. Абразивните зърна могат да бъдат редуцирани до следните видове: изометрични, ламеларни, мечовидни. За довършителни работи се дава предпочитание на изометричната форма на зърната.
Абразивните зърна се характеризират със състоянието на повърхността (гладка, грапава), ръбове и издатини (остри, заоблени, прави, назъбени и др.). Зърната с остри ъгли проникват много по-лесно в обработения материал. Зърната са междурасти, разхлабени по структура, издържат на по-малко сили на рязане и се разграждат по-бързо.
За определяне на твърдостта се установяват везни, в които определени материали са подредени в порядък на увеличаване на твърдостта, където всяко следващо е по-трудно от предишното и може да го надраска (таблица).
Сравнителни данни за твърдостта в различни мащаби
От всички видове абразивни материали диамантът и кубичният борен нитрид имат най-висока твърдост. По-долу е посочена средната микротвърдост на диаманта, кубичен борен нитрид, както и на инструменти и строителни материали (в MN/m2 при 20 ° C): диамант - 98 000; кубичен борен нитрид - 91 000; бор карбид - 39 000; силициев карбид - 29 000; електрокорунд - 19 800; твърда сплав VK8-17500; сплав ЦМ332 - 12 000; стомана R18-4 900; стомана KhVG - 4500; стомана 50-1960.
С повишаване на температурата твърдостта на материалите намалява. Например, когато електрокорундът се нагрява от 20 до 1000 ° C, неговата микротвърдост намалява от 19 800 на 5880 MN/m2
Като абразиви се използват минерали от естествен и изкуствен произход: диаманти; кубичен борен нитрид, открит под имената елбор, кубаит, боразон, борен карбид и силициев карбид; електрокорунд бял, нормален и легиран с хром и титан и др. Условно принадлежат към тази група "меки" абразивни материали: минзухар, хромен оксид, диатомит, триполи, виенска вар, талк и др. тухли, стъкларска и керамична промишленост, плодови семена.
Естествен диамант - минерал, състоящ се от един химичен елемент - въглерод. Среща се под формата на малки кристали с различна форма от 0,005 до няколко карата (карат е 0,2 g). Диамантите са безцветни или оцветени в различни тонове: жълто, тъмно зелено, сиво, черно, лилаво, червено, синьо и др. Диамантът е най-твърдият минерал.
Високата твърдост осигурява на диамантените зърна изключително високи режещи свойства, способността да разрушават повърхностните слоеве от твърди метали и неметали. Силата на огъване на диаманта е ниска. Един от съществените недостатъци на диаманта е относително ниската му устойчивост на температура. Това означава, че при високи температури диамантът се превръща в графит, такава трансформация започва при нормални условия при температури близо до 800 ° C.
Изкуствен (синтетичен) диамант. Синтетичните диаманти се произвеждат от графит при високо налягане и високи температури. Те имат същите физични и химични свойства като естествените диаманти.
Кубичен борен нитрид. (KNB) - свръхтвърдият материал, синтезиран за първи път през 1957 г., съдържа 43,6% бор и 56,4% азот. Кристалната решетка на CBN е подобна на диамант, т.е. той има същата структура като диамантената решетка, но съдържа атоми на бор и азот. Параметрите на кристалната решетка на CBN са малко по-големи от тези на диаманта; казаното, както и по-ниската валентност на атомите, образуващи решетката на CBN, обяснява малко по-ниската му твърдост в сравнение с диаманта.
Кристалите от кубичен борен нитрид имат топлоустойчивост до 1200 ° C, което е едно от основните предимства пред диаманта. Тези кристали се получават чрез синтез на хексагонален борен нитрид в присъствието на разтворител (катализатор) в специални контейнери на хидравлични преси, които осигуряват необходимото високо налягане (около 300-980 MN/m2) и висока температура (около 2000 ° C).