Шлифование наплавленных поверхностей абразивными кругами из хромистого электрокорунда

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ»

Рябченко С. В.
ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
Середа Г. В., Валуйский В. Ю.
ДП «Бест-Бизнес», г. Киев, Украина

При шлифовании абразивными кругами износостойких наплавленных поверхностей, характеризующихся высокой твердостью, следует особое внимание уделять как выбору инструмента, так и технологическим режимам обработки

Производительность шлифования, его себестоимость и качество в значительной степени зависят от характеристик абразивного инструмента. Поэтому при обработке деталей, восстановленных методами наплавки, применяют шлифовальные круги из электрокорунда на керамических связках. Но и они не лишены недостатков, основным из которых является то, что температура обрабатываемого участка детали, как правило, превышает температуру структурных и фазовых превращений в покрытии. В результате этого на поверхности детали появляются прижоги, происходит разупрочнение поверхностного слоя, формируются растягивающие остаточные напряжения, приводящие к образованию микротрещин.

В свою очередь, высокопористые шлифовальные круги обладают хорошей самозатачиваемостью, технологичны с точки зрения профилирования и правки, позволяют шлифовать детали с меньшим выделением тепла в зоне резания по сравнению с обычными кругами [Старков В. К. Шлифование высокопористыми кругами. М. : Машиностроение, 2007. 688 с.].

Для поиска оптимального абразивного инструмента авторами был исследован процесс обработки кругами из синтетических алмазов наплавочного материала типа релит-мельхиор. Наилучшие результаты дали круги из алмазов АС6 М и АС15 М на металлической связке М04.

Из всего многообразия абразивных материалов, предназначенных для изготовления абразивных кругов для шлифования наплавленных поверхностей деталей машин, особое место принадлежит карбиду кремния. Он успешно применяется при шлифовании разного типа материалов средней твердости. Перспективными для шлифования наплавленных поверхностей являются специальные электрокорунды — хромистый и хромтитанистый. Благодаря наличию в составе данного электрокорунда оксида хрома, который придает ему розовый цвет, его называют рубин-корунд (рис. 1).

Рис. 1. Хромистый электрокорунд

Рубин-корунд очень эффективен при шлифовании специальных сталей, легированных различными металлами — хромом, никелем, кобальтом и т. д. Также шлифовальные круги из хромистого электрокорунда эффективно применяются при шлифовании износостойких наплавок.

Физико-механические свойства абразивных материалов, применяемых при производстве шлифовальных инструментов, приведены в табл. № 1.

Таблица 1. Основные физико-механические свойства абразивных материалов

Абразивный материал
Микротвердость кгс/мм²
Плотность
г/см³
Абразивная
способность
Насыпная масса,
г/см³
Теплоустой-
чивость,°С
Карбид бора
4000–4500
2,5
0,5
1,04
700–800
Карбид кремния зеленый
3300–3600
3,2
0,45
1,48
1300–1400
Карбид кремния черный
3300–3600
3,2
0,40
1,48
1300–1400
Электрокорунды
Нормальный
1900–2000
3,9
0,145
1,76
1700–1800
Белый
2000–2100
3,95
0,156
1,73
1700–1800
Хромистый
2000–2200
3,95
0,101
1,77
1700–1800
Титанистый
2200–2300
3,95
0,112
1,70
1700–1800
Монокорунд
2300–2400
3,97
0,150
1,99
1700–1800


Опыт использования хромистого корунда при шлифовании закаленных до высокой твердости (HRC 62) зубчатых колес послужил основой для разработки технологии шлифования твердых наплавок [Рябченко С. В., Середа Г. В., Валуйский В. Ю. Создание образцов абразивного инструмента для чернового и чистового шлифования крупногабаритных деталей с износостойкими твердыми наплавками. Оборудование и инструмент для профессионалов. 2015. № 5]. Тарельчатые круги из хромистого электрокорунда применяются при шлифовании зубчатых колес на станке фирмы «MAAG» SD32X. Результаты испытаний показали, что при шлифовании зубчатых колес кругами из хромистого электрокорунда производительность обработки повышается в 1,2 раза по сравнению с обработкой кругами из белого электрокорунда при сохранении необходимой точности и качества (рис. 2 а). Также червячные абразивные круги из смеси хромистого и белого электрокорунда применяются при шлифовании зубчатых колес на станках Reishauer (рис. 2 б) [Рябченко С. В., Середа Г. В. Абразивные круги для шлифования зубчатых колес. Оборудование и инструмент для профессионалов. 2011. № 4].

Рис. 2. Шлифовальные круги из хромистого электрокорунда:
а) тарельчатые круги для станка MAAG; б) червячный круг для станка Reishauer

Авторы статьи испытали круги из хромистого электрокорунда при плоском шлифовании износостойких наплавленных поверхностей специальных штампов, в условиях предприятия «SKF-Украина». Для этого были изготовлены круги размером 250 × 52 × 76 R26 A98 40 I/J 7 V C40 (хромистый корунд A98, зернистость FEPA 40, твердость I/J, структура 7, керамическая связка V, максимальная скорость C — 40 м/с) (рис. 3).

Рис. 3. Абразивный круг из хромистого электрокорунда для шлифования наплавок

Обработка производилась на плоско­шлифовальном станке модели 3 Д611. Шлифовалась наплавка из материала CastoDur N 9060 (электрод с рутиловоосновным покрытием легированный Сr и W на основе Со).

Испытания показали хорошую производительность обработки при шлифовании износостойких наплавок и отсутствие засаливания круга. Шероховатость шлифованной поверхности изделий соответствовала требованиям конструкторской документации.

При разработке новых абразивных инструментов для шлифования наплавленных материалов важнейшим моментом оказался выбор надлежащих абразивных материалов и связки, а также создание заданной структуры шлифовального круга. Применяя особые рецептуры и специальные технологические методы производства кругов, нам удалось создать инструмент с особыми характеристиками, необходимыми для операций шлифования в различных отраслях машиностроения. Опыт применения хромистого и хромтитанистого электрокорундов на машиностроительных предприятиях Украины доказал высокую эффективность использования данного абразивного материала в процессе шлифования наплавленных поверхностей деталей высокой твердости.

Похожие статьи


Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.