Абразивный инструмент из электрокорунда: виды, характеристики и правила выбора

Электрокорунд — один из самых распространённых абразивных материалов в промышленности: на его долю приходится около 80% всего мирового производства абразивных зёрен и порошков. Инструмент на его основе выпускается в виде шлифовальных кругов, брусков, лент, шлифовальной шкурки и используется практически во всех отраслях металлообработки. В статье мы расскажем, какие бывают виды электрокорунда, как устроен абразивный инструмент, по каким характеристикам его выбирают и как правильно читать маркировку.

Электрокорунд — это искусственный корунд, то есть кристаллический оксид алюминия, синтезированный в промышленных условиях. Сырьём служат бокситы или технически чистый глинозём, которые плавят в электродуговых или электропечах сопротивления. В результате высокотемпературной плавки получается твёрдый монолитный блок, который после остывания дробят, рассевают по фракциям и очищают.

Химически чистый корунд содержит почти 100% оксида алюминия, но промышленный электрокорунд всегда имеет примеси — именно их состав и количество определяют марку материала. Природный корунд сегодня практически не используется в промышленности — он вытеснен искусственным аналогом, у которого стабильнее физико-механические свойства и значительно шире ассортимент марок. Электрокорунд позволяет точно управлять характеристиками зерна, меняя состав шихты и режимы плавки.

Виды электрокорунда:

• Нормальный электрокорунд (марки 12А–16А, 18А).
• Белый электрокорунд (марки 22А–25А).
• Хромистый электрокорунд (технический рубин, марки 32А–34А).
• Титанистый электрокорунд (марка 37А).
• Циркониевый электрокорунд (марка 38А).
• Монокорунд (марки 43А–45А).
• Сферокорунд.

Интересный факт: название «корунд» происходит от английского corundum, заимствованного из тамильского kuruntam, а то — из санскрита curuvinda, что означает «рубин». Рубин и сапфир — это и есть природный корунд, окрашенный примесями хрома и титана соответственно.

[Электрокорунд: что это такое, химический состав и свойства]

Абразивный инструмент из электрокорунда выпускается в широком ассортименте форм и конструкций — под конкретный тип оборудования и характер обработки. Основной объём приходится на шлифовальные круги различных профилей.

Шлифовальные круги — наиболее массовый вид. Они бывают плоскими прямого профиля (ПП), плоскими с выточкой (ПВ), дисковыми (Д), тарельчатыми, чашечными цилиндрическими (ЧЦ) и конническими (ЧК). Каждая форма предназначена для конкретной операции: плоские круги используют на круглошлифовальных и плоскошлифовальных станках, чашечные — для заточки инструмента, тарельчатые — для профильного шлифования.

Шлифовальные головки — небольшой абразивной инструмент с посадочным отверстием под шпиндель. Применяются для обработки фасонных поверхностей, внутреннего шлифования, зачистки труднодоступных мест. Выпускаются цилиндрической, конической, шаровой и других форм.

Бруски — инструмент для хонингования, суперфиниширования и ручной доводки. Хонинговальные бруски из электрокорунда используются для финишной обработки цилиндров двигателей, гидравлических цилиндров и других прецизионных поверхностей.

Отдельную категорию составляет гибкий абразивный инструмент:

• Шлифовальные ленты на тканевой или бумажной основе с электрокорундовым покрытием;
• Шлифовальные листы и диски на бумажной основе с крепёжной системой «липучка»;
• Шлифовальная шкурка в рулонах — для ручной обработки и специальных лентошлифовальных машин;
• Шлифовальные диски на фибровой основе — для угловых шлифовальных машин.

Связка — это вещество, которое удерживает абразивные зёрна в теле инструмента. От её вида зависят рабочие скорости, допустимые нагрузки, стойкость к охлаждающим жидкостям и область применения инструмента. Все связки делятся на неорганические и органические.

Керамическая связка (обозначение V по новому ГОСТ, К по-старому) — наиболее распространённая. Изготавливается на основе огнеупорной глины и полевого шпата. Круги на керамической связке влаго- и температуроустойчивы, не разрушаются под действием охлаждающих жидкостей. Применяются для всех видов шлифования, хонингования и финишной обработки стальных заготовок. Основной недостаток — хрупкость: такие круги не выдерживают ударных нагрузок.

Бакелитовая связка (обозначение B) — органическая, изготавливается на основе искусственной смолы. Обладает упругостью, хорошей прочностью и минимальным теплообразованием при резании. Круги на бакелитовой связке работают на скоростях 35–70 м/с. При температуре резания свыше 300°C связка начинает выгорать, а зёрна — выпадают. Бакелитовая связка не устойчива к воздействию щелочных охлаждающих жидкостей.

Вулканитовая связка (обозначение R) — изготавливается на основе вулканизированного синтетического каучука. Устойчива к щелочным составам, обладает хорошей полирующей способностью. Круги на этой связке применяют для абразивной резки, профильного шлифования и полировки. Требуют периодической правки в процессе работы.

Важно: для ответственных шлифовальных операций по закалённым деталям применяют круги из белого электрокорунда на керамической связке с добавкой оксида бора (борсодержащая связка К5). Оксид бора улучшает удержание профиля круга и снижает износ кромок.

Маркировка шлифовального круга содержит всю необходимую информацию для его правильного применения. Современная маркировка в России ведётся по:

• ГОСТ Р 52381-2005 (зернистость);
• ГОСТ Р 52587-2006 (твёрдость);
• ГОСТ Р 52588-2006 (связки).

До 2009 года действовали старые обозначения — ГОСТ 3647-80 и ГОСТ 18118, поэтому на инструменте старых партий можно встретить иные цифры и буквы.

Полное обозначение круга включает:

• Тип (форма);
• Размеры (наружный диаметр × высота × диаметр отверстия);
• Марку абразива;
• Зернистость;
• Твёрдость;
• Структуру;
• Связку;
• Максимальную скорость и класс точности.

Например: круг 1 300×20×76,2 25А F60 K 6 V 40 м/с 2 кл. ГОСТ Р 52781-2007

Расшифровка:

• 1 — тип (плоский прямой профиль);
• 300×20×76,2 — размеры (D×T×H в мм);
• 25А — белый электрокорунд;
• F60 — зернистость (260 мкм, получистовое шлифование);
• K — твёрдость среднемягкая (соответствует СМ1–СМ2 по старому ГОСТ);
• 6 — структура средняя;
• V — связка керамическая;
• 40 м/с — предельная рабочая скорость;
• 2 кл. — класс неуравновешенности (нормальный);
• ГОСТ Р 52781-2007 — стандарт.

Зернистость по новому стандарту обозначается буквой F с числом: чем больше число, тем мельче зерно. Существуют 3 усредненные группы:

• F16–F24 — крупное зерно, черновая обработка и очистка поверхности от окалины, краски, ржавчины;
• F30–F60 — среднее зерно, промежуточная обработка и заточка инструмента;
• F70–F220 — мелкое зерно, финишная шлифовка и подготовка поверхности перед покраской или нанесением покрытия.

Твёрдость по ГОСТ Р 52587-2006 обозначается латинскими буквами от A (самая мягкая) до Z (самая твёрдая). Общий принцип: для твёрдых материалов выбирают более мягкий круг, чтобы затупившиеся зёрна своевременно выкрашивались и обнажали свежие. Для мягких материалов — более твёрдый круг, иначе зерна выпадают слишком быстро.

Правильный подбор инструмента напрямую влияет на качество обработки, стойкость круга и производительность. При выборе нужно учитывать сразу несколько параметров: марку абразива, зернистость, твёрдость, связку и геометрические размеры.

По марке электрокорунда ориентируются на тип обрабатываемого материала. 

• Нормальный электрокорунд (15А) подходит для черновой обдирки поковок, проката, стальных отливок с высоким сопротивлением разрыву. 
• Белый электрокорунд (25А) применяют для заточки и шлифования инструментальных сталей, тонкостенных деталей, закалённых заготовок из углеродистых и нержавеющих сталей.
• Монокорунд (45А) рекомендуется для обработки жаропрочных, цементированных и азотированных сталей с низкой теплопроводностью.

По зернистости ориентируются на требуемую шероховатость поверхности. Чем мельче зерно, тем ниже шероховатость и выше точность обработки, но тем ниже производительность съёма материала. Для черновых операций берут крупное зерно, для финишных — мелкое.

По связке ориентируются на тип операции. Для прецизионного шлифования и заточки подходит керамическая связка. Для отрезных работ и обдирки без охлаждения — бакелитовая. Для профильного шлифования и полировки — вулканитовая.

Совет: при выборе размеров круга рекомендуется брать максимально возможные диаметр и высоту, допустимые конструкцией станка: чем крупнее круг, тем лучше условия шлифования и выше ресурс инструмента.

Несколько практических правил:

• Для заточки ножей и режущего инструмента из углеродистых сталей используют белый электрокорунд (25А) с мелкой зернистостью на керамической связке;
• Для зачистки сварных швов и литейных дефектов применяют нормальный электрокорунд (15А) со средней или крупной зернистостью на бакелитовой связке;
• Для тонкостенных деталей и хромированных поверхностей выбирают белый или хромистый электрокорунд с мягкой или среднемягкой твёрдостью;
• Шлифование деталей из высоколегированных сталей с риском прижогов выполняют кругами на бакелитовой или глифталевой связке, которые хуже передают тепло в деталь.

Важно: перед установкой нового круга на станок необходимо проверить его на отсутствие трещин (визуальный осмотр и звуковой контроль). Круг с трещиной при работе может расколоться — это создаёт угрозу для оператора. Максимально допустимая скорость вращения обязательно указывается в маркировке и не должна превышаться при эксплуатации.

Качество абразивного инструмента напрямую зависит от характеристик используемого абразива. Белый электрокорунд широко применяется для производства шлифовальных кругов, шлифовальных материалов, а также для обработки инструментальных и закалённых сталей благодаря высокой твёрдости и однородности зерна.

Компания «ОПТ6» является прямым производителем белого электрокорунда и предлагает материал для промышленных и производственных задач без посреднических наценок.

В ассортименте «ОПТ6»:

• Белый электрокорунд различных фракций;
• Материал для производства абразивного инструмента;
• Продукция для шлифования, полирования и пескоструйной обработки;
• Поставки для предприятий любого масштаба.

Если вам требуется помощь с выбором фракции или подбором материала под конкретную технологию, специалисты «ОПТ6» помогут подобрать оптимальное решение.