Бакелитовая связка что это
Связка
Назначение связок — цементирование раздробленных и рассортированных по зернистости зерен для получения абразивного инструмента требуемой конфигурации и размеров. В зависимости от вида и состава связки абразивный инструмент имеет различные свойства и по-разному ведет себя в работе.
Связки подразделяются на неорганические и органические. К неорганическим связкам относятся керамическая, магнезиальная силикатная; к органическим — бакелитовая, глифталевая, вулканитовая.
Керамическую связку изготовляют из огнеупорной глины, полевого шпата, кварца и ряда других веществ путем тонкого измельчения и смешения в определенных пропорциях. Для повышения пластичности и формуемости в абразивную массу добавляют клеящие вещества.
Керамическая связка позволяет изготовлять абразивный инструмент любой зернистости, всех степеней твердости и различных структур, любых диаметров и толщин, за исключением очень тонких кругов больших диаметров. Она обеспечивает высокую прочность, жесткость, значительную химическую стойкость, водостойкость и теплостойкость.
Керамические связки получили наиболее широкое применение для изготовления абразивных инструментов. На этой связке изготовляется более 50% всех абразивных инструментов. Инструмент на керамической связке применяют для разнообразных шлифовальных работ при скоростях до 50 м/с, больших подачах и глубинах резания, с любым видом охлаждения и для самых разнообразных работ — от обдирочных до самых точных. Керамические круги чаще всего применяют для ножеточильных станков с водяным охлаждением.
Однако керамическая связка придает абразивному инструменту повышенную по сравнению с инструментами на других связках хрупкость, поэтому она чувствительна к ударам и изгибающим нагрузкам. При этих условиях работы применяют инструменты на бакелитовой и вулканитовой связках.
Магнезиальная связка состоит из каустического магнезита и хлористого магния. Круги на этой связке неоднородны, быстро и неравномерно изнашиваются, гигроскопичны. Их применяют для сухого шлифования. Единственное достоинство связки то, что эти круги работают с небольшим нагревом обрабатываемых изделий.
Глифталевая связка представляет собой синтетическую смолу из глицерина и фталевого ангидрида. Отличительная особенность кругов на глифталевой связке — их повышенная упругость. Круги находят применение на отделочных работах, где требуется чистота поверхности 10—13-го классов.
Бакелитовая связка из всех видов органических связок получила наибольшее распространение. На этой связке выпускается более 40% всех абразивных инструментов. Связующее вещество при производстве изделий на бакелитовой связке — искусственная фенолформальдегидная смола в жидком или порошкообразном состоянии.
На бакелитовой связке, так же как и на керамической, могут быть изготовлены абразивные инструменты всех форм и размеров (даже толщиной до 1 мм). Эта связка имеет более высокую прочность, чем керамическая, и большую упругость. Вместе с тем бакелитовая связка обладает невысокой теплостойкостью, выгорая при длительном нагреве при температуре 250—300° С. При температуре 200° С и выше бакелитовая связка приобретает хрупкость. Круги на этой связке обладают лучшей самозатачиваемостью и однородной твердостью, чем круги на керамической связке. Однако по сравнению с керамическими круги на бакелитовой связке гораздо быстрее изнашиваются, поэтому твердость таких кругов подбирают на 1—2 единицы выше кругов керамических.
Ценное свойство абразивных инструментов на бакелитовой связке—меньший нагрев обрабатываемых изделий, поэтому при заточке дереворежущих инструментов этими шлифовальными кругами опасность прижога меньше, чем при заточке кругами на других связках, что очень важно для сохранения режущих свойств лезвия инструмента. Однако бакелитовая связка недостаточно химически стойка при действии охлаждающих жидкостей, содержащих щелочные растворы. Для предохранения от действия охлаждающих растворов бакелитовый круг пропитывают парафином или окрашивают лаком, поэтому для изготовления кругов применяют водостойкий бакелит.
Бакелитовая связка при маркировке обозначается буквой Б. Отдельные разновидности связки могут иметь дополнительные индексы. Шлифовальные круги на бакелитовой связке применяются для сухой заточки пил и другого инструмента.
Вулканитовая связка состоит в основном из искусственного каучука, подвергнутого вулканизации. Так как каучук — упругий материал, круги на вулканитовой связке имеют большую упругость, эластичность и меньшую хрупкость. Содержание зерна в единице объема этих кругов примерно на 20— 30% больше, чем у керамических, и на 13—15% больше, чем у бакелитовых. Это позволяет при работе вулканитовыми кругами одновременно с высокой производительностью получить более высокий класс чистоты поверхности (примерно на один класс). Стойкость и производительность кругов на вулканитовой связке повышается с увеличением их прочности и крупности зерна и снижается с увеличением количества связки. Они не теряют твердости и прочности под действием водных эмульсий и вместе с тем не стойки к керосину. Связка этих кругов имеет низкую теплостойкость (около 160—200°С), поэтому при увеличении давления и повышении температуры в процессе шлифования абразивные зерна несколько вдавливаются в связку, резание ухудшается и круг начинает работать как более мелкозернистый. Вулканитовая связка выпускается нескольких разновидностей. Связка при маркировке обозначается буквой В. Разновидности могут иметь индексы.
В лесопильно-деревообрабатывающей промышленности шлифовальные круги на вулканитовой связке часто применяют при заточке пил, а также для сухой заточки прочего инструмента.
Связка шлифовальных кругов
Связка шлифовальных кругов – это связующее вещество, при помощи которого абразивные зерна шлифовального инструмента соединяются в массу высокой прочности. Использование при изготовлении шлифовальных кругов связок различного характера влияет на прочность оборудования, тип материала и вид работ, в которых его применение будет максимально эффективным. Тип применяемой связки обозначается на инструменте при помощи латинских букв или кириллицы. Чтобы его определить, следует посмотреть на пятое обозначение в маркировке шлифовального круга, которое идет после маркировки используемого абразива, зернистости, твердости и структуры. К примеру, в обозначении 25A 60 K 6 V 2, латинская буква «V» обозначает использование керамической связки.
Типы связок шлифовальных кругов
При изготовлении абразивного инструмента используют два основных вида связок – неорганическую и органическую. К неорганическим связкам шлифовальных кругов относят изготовленные из веществ минерального происхождения – металлическую, силикатную, керамическую, магнезиальную. Их получают путем термической обработки материалов. В результате происходит химическая реакция и образуется связующий материал с высокой прочностью.
К органическим связкам относят бакелитовую, вулканитовую, грифталевую, эпоксидную и поливинилформалевую, которые изготавливаются из природных материалов.
Каждая связка имеет свои преимущества, которые необходимо изучить перед началом выполнения шлифовальных и полировочных работ.
Неорганическая связка
Как уже было сказано, неорганические связующие материалы основаны на использовании синтетических материалов, подданных термическому воздействию. Постараемся подробнее описать преимущества, технологию производства, структуру и маркировку каждого типа связки.
Керамическая
Керамическая связка по своей структуре являет собой соединение элементов, среди которых огнеупорная глина, полевой шпат, кварц, которые при обработке в термической печи образовывают стеклоподобное или фарфороподобное вещество. Стекловидные абразивы отличаются большей прочностью. Маркируются латинской буквой V, хотя сегодня по-прежнему используется и старая маркировка буквой К. Свойства этого типа связки позволяют использовать её при изготовлении кругов из электрокорунда и карбида кремния. Используется инструмент на керамической связке в широком спектре ответственных шлифовальных работ, но ввиду высокой хрупкости материала, не рекомендуется его применение для выполнения шлифования, в процессе которого диск с большой силой прижимается к обрабатываемой поверхности.
Металлическая
Применяется для соединения абразивов из алмаза и эльбора. В структуру металлической связки включают различные металлы: вольфрам и кобальт, железо и никель, медь и олово. Шлифовальные круги со связкой этого типа маркируются буквой М и обычно имеют светло-серый оттенок. Подобный инструмент используется при обработке деревянных, каменных, керамических и композитных поверхностей.
Силикатная
В структуру силикатной связки входит жидкое стекло, которое смешивается с окисленным цинком, а также мелом и глиной. Абразивные зерна в таком инструменте быстро затупляются, жидкое стекло не в состоянии обеспечить достаточно прочную связь. Применение такого типа связки целесообразно при работе с быстронагревающимися поверхностями, так как она выделяет совсем немного тепла и не требует охлаждения. Обозначается буквой С.
Магнезиальная
В состав магнезиальной связки входит смесь каустического магнезита и хлористого магния. Инструмент на таком типе связки имеет нераспространенное применение в шлифовании, так как материал не обеспечивает однородность абразивных зерен, они быстро затупляются. Поэтому используется она только при сухом шлифовании на скорости не более 20 м/с. Маркировка – буква М.
Органическая связка
Бакелитовая
В ее структуру входит бакелит жидкой или порошкообразной консистенции. Бакелит – это смола с высоким уровнем прочности и эластичности, что делает её идеальным средством для выполнения чистового шлифования. К недостаткам относят ее быстрый перегрев, поэтом не рекомендуется применять абразивный инструмент на бакелитовой основе при работе с материалами, нагревающимися до температуры свыше трехсот градусов по Цельсию. Также рекомендуется использовать жидкость для охлаждения. Маркируется латинской буквой В или русской Б.
Вулканитовая
Вулканитовая связка изготавливается из каучука, к которому добавляют серу и другие элементы. Формируется при прессовании каучука с примесями. Абразивные зерна, скрепленные такой связкой, не выдерживают высоких температур и размягчаются, поэтому рекомендуется использование при отрезных работах на низкой температуре. Маркировка – русская буква В.
Грифталевая
Грифталевая связка производится при химическом соединении глицерина и фталевого ангидрида. В результате получается материал, напоминающий канифоль. Наиболее эффективным применение инструмента на грифталевой связки будет при финальном шлифовании поверхностей, доведения их до идеального состояния. Маркировка – буква Г.
Таким образом, тип связки определяется перед началом работы в зависимости от ее вида, типа обрабатываемой поверхности, температуры нагревания.
§ 6. СВЯЗКА ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ.
Неорганические связки шлифовальных кругов : металлическая, керамическая, силикатная и магнезиальная.
Органические связки шлифовальных кругов : бакелитовая, глифталевая и вулканитовая.
Абразивные зерна после сортировки по размерам соединяют в единую прочную массу для образования шлифовального круга определенной формы при помощи связующего вещества.
Металлическая связка шлифовальных кругов придает кругу светло-серый цвет. Обозначается буквой М.
Керамическая связка устойчива при высоких температурах, обладает большой химической стойкостью, а потому допускает при шлифовании применение различных смазывающих, и охлаждающих жидкостей. На керамической связке изготовляют шлифовальные круги из электрокорунда нормального, электрокорунда белого, карбида кремния черного и зеленого.
Для выполнения ответственных шлифовальных операций инструменты применяют из электрокорунда на керамических борных связках. Окись бора улучшает процесс затвердевания (кристаллизации) связки, увеличивает прочность и уменьшает объем связки. Керамические борные связки позволяют повысить производительность кругов на 20-30%.
Керамическая связка обозначается буквой К.
Скорость кругов на керамической связке может достигать 65 м/с. Тонкие круги на керамической связке не могут воспринимать боковых нагрузок.
Силикатная связка обозначается буквой С.
Магнезиальная связка шлифовальных кругов представляет собой смесь каустического магнезита и хлористого магния (цемент Сореля). Применяется для изготовления кругов из наждака и естественного корунда.
Бакелитовая связка шлифовальных кругов представляет собой бакелитовую смолу в виде порошка или бакелитового лака. Это наиболее распространенная из органических связок.
Круги на бакелитовой связке изготовляют из различных абразивных материалов. Они обладают высокой прочностью и эластичностью, устойчивы при переменных нагрузках, но пористость их ниже, чем у кругов на керамической связке.
Круги на бакелитовой связке работают при скоростях 35-70 м/с и более. На этой связке изготовляют круги толщиной (высотой) до 0,18 мм для отрезных работ.
При работах, когда температура круга достигает более 300° С, связка быстро выгорает, а зерна легко выкрашиваются. Под действием щелочных жидкостей бакелитовая связка частично разрушается, а потому применение охлаждающих жидкостей с содержанием соды более 1,5% не рекомендуется.
Бакелитовая связка обозначается буквой Б.
Глифталевая связка шлифовальных кругов получается при взаимодействии глицерина и фталевого ангидрида. Она по виду напоминает канифоль. На глифталевой связке инструмент изготовляют примерно так же, как и на бакелитовой.
Глифталевая связка обозначается буквой Г.
Для шлифования высокоуглеродистых сталей во избежание прижогов и трещин применяют круги на бакелитовой и глифталевой связках.
Вулканитовая связка шлифовальных кругов в своей основе имеет синтетический каучук. Для изготовления кругов абразивный материал смешивают с каучуком, а также серой и другими компонентами в малых количествах. В специальных формах под прессом абразивную смесь вулканизуют, при этом каучук становится твердым и эластичным. При температуре выше 150° С каучук размягчается и набивается в промежутки между зернами абразива. Круги на такой связке засаливаются и требуют правки.
Круги на вулканитовой связке благодаря их эластичности успешно используют для прорезных и отрезных работ. Они обладают хорошей полирующей способностью и позволяют работать со щелочными охлаждающими жидкостями. Скорость кругов на вулканитовой связке 18-80 м/с.
Вулканическая связка обозначается буквой В.
Связки с упрочняющими материалами шлифовальных кругов. В настоящее время освоен выпуск кругов с тканевыми прокладками или стеклосеткой. Абразивный порошок смешивается с бакелитовой смолой и помещается в пресс-форму между слоями ткани. При сжатии и нагреве пресс-формы получают монолитные абразивные круги, упрочненные прокладками. Такие круги обладают большой прочностью и позволяют работать со скоростью 70- 100 м/с.
Виды связок
Связка – собственно связующее вещество и наполнители. Вид связки имеет определяющие значение для прочности и режимов работы абразивного инструмента.
В производстве абразивного инструмента применяют два вида связок: неорганические (минерального происхождения) и органические. К органическим связкам относятся: бакелитовая, вулканитовая, глифталевая, эпоксидная, поливинилформалевая и полиэфирная.
Неорганические связки : (керамическая и магнезитная) обладают высокой огнеупорностью, водостойкостью, химической стойкостью и относительно высокой стойкостью.
В зависимости от поведения в процессе термической обработки они делятся на плавящиеся (стекловидные) и спекающиеся (фарфоровидные). Общее название – керамические (обозначаются «КПГ» и «КМ»). Существуют так же связки, отверждающиеся без термической обработки (магнезитные-«М»). Плавящиеся связки после остывания превращаются в стекло, спекающиеся расплавляются только частично и по своему составу и состоянию близки к фарфору.
Для увеличения механической прочности абразивного инструмента используются упрочняющие элементы. Прежде всего это металлические детали: кольца, впрессованные в обдирочные круги; подложки для торцешлифовальных кругов; фланцы для лепестковых кругов. В отрезных, зачистных и обдирочных кругах, работающих при рабочих скоростях 80 м/с и выше в качестве упрочняющего элемента используются диски, вырезанные из стеклосетки. Используют стеклосетки с размером ячеек от 3 до 6 мм. и толщиной нити от 0,4 до 2 мм., пропитанные составами на основе фенолформальдегидной смолы. Наличие упрочняющей сетки иногда указывается в маркировке круга буквой «У». Известны случаи использования углеволокон для упрочнения инструмента. Однако, низкая адгезия к органическим связкам и высокая стоимость сдерживает на сегодняшний день их применение.
Керамическая связка чаще всего представляют собой многокомпонентную смесь, составленную в определенных пропорциях из измельченных сырых материалов : огнеупорной и керамических глин, плавней (полевого шпата, борного стекла), талька и ряда других материалов. Недостатком керамической связки является ее высокая хрупкость, вследствие чего круги на этой связке не могут использоваться при ударных нагрузках (обдирочное, отрезное и силовое шлифование). Относительно низкий предел прочности при изгибе не допускает применение таких кругов для отрезных работ, так как они тонкие и могут разрушиться от боковой нагрузки (изгибе).
многокомпонентная композиция ; основной компонент – синтетический каучук. В качестве добавок: вулканизирующий агент – сера, ускорители вулканизации (каптакс, тиурам и др.), минеральные и органические наполнители регулирующие физико-механические и эксплуатационные свойства абразивных инструментов и формовочные свойства массы. Инструмент на вулканитовой связке обладает эластичностью и плотностью, поэтому может использоваться как при обычных видах шлифования, так и при полирующих операциях. Круги на вулканитовой связке в отличие от остальных могут быть изготовлены очень тонкими (десятые доли миллиметра при диаметре до 150-200 мм.). Недостатком является низкая теплостойкость (250-300 град.С) и слабое закрепление зерна в связке, что объясняет более низкую износостойкость кругов в сравнении с бакелитовыми и керамическими.
продукт взаимодействия глицерина с фталевым ангидридом. Низкая теплостойкость (120 град.С), невысокая твердость позволяет прииенять круги на глифталевой связке только для процессов полирования при рабочей скорости не выше 40 м/с.
вспененный поливинилформаль. Другое название кругов на основе этой связки – поропластовые. Используются для полирования с получением шероховатости поверхности 0,63-1,0.
Эпоксидная и полиэфирная связки –
состав ясен из названия.
В основном применяются для изготовления галтовочных тел, абразивных изделий используемых во ращающихся барабанах и вибрационных контейнерах для очистки поверхностей и снятия заусенцев деталей малого размера.
Виды связки абразивного инструмента
Вид связки абразивного инструмента имеет большое значение для его прочности и режима работы. В производстве абразивных инструментов применяются два вида связок: неорганические (минерального происхождения) и органические. К органическим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, глифталевая, эпоксидная и поливинилформалевая.
Неорганические (керамические) связки чаще всего представляют собой многокомпонентные смеси, составленные в определенных пропорциях из измельченных сырых материалов: огнеупорной глины, плавней (полевого шпата, борного стекла), талька и ряда других материалов. В целях повышения пластичности и формуемости в абразивнокерамические массы добавляются клеящие вещества: жидкое стекло, декстрин и др. Применяются также и однокомпонентные связки (фриттованные сплавленные), представляющие собой стекло.
Керамические связки обладают высокой огнеупорностью, водоупорностью, химической стойкостью и относительно высокой прочностью. В зависимости от поведения в процессе термической обработки они делятся на плавящиеся (стекловидные) и спекающиеся (фарфоровидные). Плавящиеся связки после остывания превращаются в стекло, спекающиеся расплавляются только частично и по своему составу и состоянию близки к фарфору. Абразивные инструменты из электрокорунда изготовляются на плавящейся, а из карбида кремния — на спекающейся связках. Плавящиеся связки взаимодействуют с абразивными зернами и поэтому обеспечивают большую прочность абразивных инструментов.
Абразивные инструменты на керамической связке в настоящее время имеют несколько большее применение, чем инструменты на органической связке, хотя технология их изготовления сложнее и отличается более длительным циклом по сравнению с технологией изготовления инструментов на других связках. Недостатком керамической связки является ее высокая хрупкость, вследствие чего круги на этой связке не могут использоваться при ударных нагрузках (обдирочное и силовое шлифование).
Из органических связок наибольшее распространение получила бакелитовая. Абразивный инструмент, изготовленный на жидком и порошкообразном бакелите, обладает более высокой прочностью, особенно на сжатие, чем инструмент на керамической связке, и достаточной упругостью. Высокая прочность бакелитовой связки позволяет изготовленному на ней абразивному инструменту работать при больших скоростях резания. Так, круги на бакелитовой связке, армированные стеклосеткой, работают со скоростью до 80 м/с и более. Такие круги применяются для обдирочного шлифования и абразивной отрезки. Бакелитовая связка обладает малой теплостойкостью, выгорая при длительном нагревании при температуре 250-300° С.
Абразивные инструменты на бакелитовой связке изготовляются из нормального электрокорунда и черного карбида кремния, реже из белого электрокорунда и зеленого карбида кремния. Они могут быть изготовлены различных типов и размеров, в том числе в виде очень тонких кругов (до десятых долей миллиметра), предназначенных для абразивной прорезки и отрезки.
Однако бакелитовая связка недостаточно устойчива против действия охлаждающих жидкостей, содержащих щелочные растворы. Поэтому охлаждающая жидкость, применяемая для абразивных инструментов на бакелитовой связке, не должна содержать более 1,5% щелочного раствора. Для уменьшения вредного воздействия щелочных растворов, а также для лучшего стока охлаждающей жидкости поверхность кругов на бакелитовой связке иногда покрывают серой или суриком, окрашивают лаком или какой-либо водонепроницаемой краской. Иногда для этой цели применяется поверхностная пропитка круга парафином.
Вулканитовая связка обладает большой эластичностью и упругостью, поэтому круги, изготовленные на ней, применимы не только для предварительного шлифования, по и для окончательных операций шлифования, а также для абразивного полирования.
В абразивных инструментах на вулканитовой связке, ввиду их большей эластичности по сравнению с инструментами на бакелитовой и керамической связках, при увеличении давления на обрабатываемую заготовку абразивные зерна углубляются в связку и режут с меньшей глубиной, вследствие чего эти инструменты широко применяют на чистовых операциях абразивной обработки.
Благодаря плотному строению круги на вулканитовой связке, изготовленные вальцеванием, незаменимы при бесцентровом шлифовании в качестве ведущих кругов, а также при работах, где создаются большие боковые давления, например при заточке игл кардоленты, при прорезке и отрезке.
Круги на вулканитовой связке в отличие от кругов на керамических связках могут быть изготовлены очень тонкими (десятые доли миллиметра) при относительно большом диаметре (150- 200 мм).