Виды электрокорунда: марки, состав и области применения

Электрокорунд – один из самых востребованных абразивных материалов в промышленности. В его основе лежит кристаллический оксид алюминия, искусственно синтезированный в условиях дуговых электрических печей. По твёрдости этот материал уступает только алмазу и карбиду кремния, а его показатель на шкале Мооса равен 9 – именно столько у природного корунда, который и стал эталоном. В этой статье разберём, какие виды электрокорунда существуют, чем они отличаются друг от друга, для каких задач подходит каждый из них и на что ориентироваться при выборе.

Электрокорунд получают плавкой глинозёмсодержащего сырья в дуговых электрических печах большой мощности. После плавки расплав охлаждается и кристаллизуется – так образуется α-корунд, чрезвычайно твёрдое вещество с высокой механической прочностью. Готовый материал дробят, классифицируют по зернистости и используют в производстве абразивных инструментов, шлифовальных порошков и пескоструйных материалов.

Главный параметр, определяющий вид электрокорунда – процентное содержание оксида алюминия в составе зерна. Чем выше его концентрация, тем тверже, прочнее и светлее получаемый материал. Введение в расплав различных легирующих добавок (оксидов хрома, титана, циркония) – позволяет целенаправленно менять свойства готового абразива: твёрдость, вязкость, самозатачиваемость, цвет зерна.

Плотность большинства видов электрокорунда находится в диапазоне 3,9–4,0 г/см³, а микротвёрдость – от 19 до 24 ГПа. Электрокорундовые зёрна, порошки и микропорошки составляют около 80% от всего объёма производства абразивных материалов в мире.

Основные разновидности электрокорунда:

• Нормальный (алунд) – марки 13А, 14А, 15А, 16А;
• Белый (корракс) – марки 23А, 24А, 25А;
• Хромистый (электрорубин) – марки 32А, 33А, 34А;
• Титанистый – марка 37А;
• Хромотитанистый – марка 91А;
• Циркониевый – марки 38А-3, 38А-4, 38А-5;
• Монокорунд – марки 43А, 44А, 45А;
• Сферокорунд – марка ЭС.

Нормальный электрокорунд, известный также под названием алунд – наиболее распространённый и широко применяемый вид электрокорунда. Его получают в дуговых печах плавлением боксита совместно с малозольным углеродистым материалом и железной стружкой. Содержание оксида алюминия в составе нормального электрокорунда составляет от 91% до 96%, а цвет варьируется от светло-коричневого до тёмно-коричневого в зависимости от количества примесей.

Факт: Нормальный электрокорунд занимает наибольшую долю в структуре производства абразивных материалов. Согласно отраслевым данным, большинство ведущих производителей применяют его преимущественно в абразивных инструментах на органических связках – бакелитовой и вулканитовой.

Области применения нормального электрокорунда:

• Струйная очистка металлических поверхностей перед покраской или нанесением покрытий;
• Шлифование заготовок из стали и цветных металлов;
• Производство отрезных и зачистных кругов на бакелитовой и вулканитовой связке;
• Обработка поверхностей с переменными нагрузками и значительным съёмом материала;
• Изготовление шлифовальной шкурки и лент для обработки металла и дерева.

Нормальный электрокорунд хорошо зарекомендовал себя при черновых и получистовых операциях, там, где не требуется высокая точность и чистота поверхности. Для прецизионной обработки или работы с твёрдыми легированными сталями выбирают другие разновидности.

Белый электрокорунд, известный под торговым названием корракс, получают плавкой химически чистого глинозёма в открытых дуговых печах. Содержание оксида алюминия в его составе достигает 98–99,5%, а количество примесей не превышает 1–2%. Высокая чистота состава обеспечивает равномерную структуру зерна и стабильные режущие свойства на протяжении всей работы инструмента.

Абразивные инструменты из белого электрокорунда однородны по структуре и обладают хорошей самозатачиваемостью: в процессе резания затупившиеся вершины зёрен скалываются, открывая свежие острые грани. Благодаря этому обработанные поверхности деталей отличаются низкой шероховатостью, а сам инструмент меньше прижигает заготовку. Именно поэтому белый электрокорунд широко используют при прецизионном и скоростном шлифовании.

Где применяют белый электрокорунд:

• Шлифование охлаждённой высокоуглеродистой и быстрорежущей стали;
• Обработка нержавеющих сталей класса corrax и твёрдых сплавов;
• Прецизионное и скоростное шлифование на керамической связке;
• Производство огнеупорных и керамических изделий;
• Изготовление носителей катализаторов и специализированного шлифовального инструмента.

Белый электрокорунд – выбор там, где критична чистота поверхности и недопустимы прижоги металла. На отличие от нормального, он лучше работает именно с твёрдыми и термочувствительными материалами.

Легированные электрокорунды получают добавлением в расплав глинозёма оксидов различных металлов – хрома, титана или их комбинации. Каждая добавка изменяет микроструктуру зерна, его прочность и режущую способность. Такой подход позволяет создавать абразивы с заданными характеристиками под конкретные задачи.

• Хромистый электрокорунд (электрорубин) получают при плавлении глинозёма с добавлением оксида хрома. Содержание оксида алюминия в составе – 91-98%, а оксид хрома придаёт материалу характерный розово-рубиновый цвет. При введении оксида хрома до 2% возрастает и абразивная способность зерна, и его механическая прочность. Этот вид отличается интересной особенностью: в зелёно-синем и ультрафиолетовом свете он даёт яркую красную люминесценцию, аналогичную рубину.
• Титанистый электрокорунд получают плавкой глинозёма с добавлением оксида титана. Содержание оксида алюминия – 91-98%, оксида титана – не менее 2%. По составу и микроструктуре титанистый электрокорунд схож с высококачественным нормальным электрокорундом из первосортного боксита, но лишён ферросплавных и шлаковых примесей. Применяется для шлифования закалённых сталей под высокими нагрузками и очистки металлических поверхностей со снятием увеличенного слоя покрытия.
• Хромотитанистый электрокорунд – легированная разновидность на основе белого или нормального электрокорунда с одновременным введением оксидов хрома и титана. Наиболее эффективен при шлифовании конструкционных и инструментальных углеродистых сталей как в закалённом, так и в незакалённом состоянии. Работает на керамической и бакелитовой связке, используется в производстве инструмента для плоского шлифования плоскостей с большим объёмом металла.

Циркониевый электрокорунд – одна из наиболее высокопрочных разновидностей электрокорунда. Его получают плавкой шихты из глинозёма с добавлением оксида циркония или бадделеитового концентрата в дуговых электрических печах. В составе преобладают два компонента: корунд и бадделеит. Такой подход позволяет получить микрокристаллический материал, в котором размер микролитов составляет около 5 мкм, а первичные кристаллы корунда – 30–50 мкм.

Содержание оксида циркония в составе циркониевого электрокорунда зависит от марки: для марки 38А-5 – не менее 25%, для марок 38А-3 и 38А-4 – около 23%. Коэффициент шлифования инструмента из циркониевого электрокорунда на обдирочных операциях в 10 и более раз превышает аналогичный показатель для нормального электрокорунда.

Факт: циркониевый электрокорунд производят в зернистостях 250–16 и применяют преимущественно для изготовления обдирочных кругов. Такой инструмент незаменим при тяжёлом шлифовании с высоким давлением и большой скоростью съёма металла.

Монокорунд – искусственный абразивный материал с содержанием оксида алюминия в зерне 97–98%. В отличие от обычного поликристаллического электрокорунда, монокорунд состоит из отдельных монокристаллов корунда – это обеспечивает ему особую однородность и высокую микротвёрдость.

Применение монокорунда и циркониевого электрокорунда:

• Шлифование жаропрочных, кислотоупорных и конструкционных легированных сталей – для монокорунда;
• Обработка труднообрабатываемых сплавов с высоким механическим сопротивлением;
• Производство обдирочных кругов для тяжёлого шлифования – для циркониевого;
• Операции с высокой скоростью съёма металла и значительными нагрузками;
• Изготовление абразивного инструмента для обработки труднообрабатываемых материалов.

Оба материала – монокорунд и циркониевый электрокорунд – ориентированы на работу в условиях, где нормальный и белый электрокорунд быстро исчерпывают свой ресурс. Их применяют там, где важна максимальная стойкость инструмента и высокая производительность обработки.

Сферокорунд – уникальная разновидность электрокорунда с принципиально иной формой зерна. Его получают из чистого глинозёма в виде полых корундовых сфер с содержанием оксида алюминия свыше 99% и незначительным количеством примесей (менее 1%). Плотность сферокорунда – около 2,2 г/см³ (почти в 2 раза ниже, чем у всех остальных электрокорундов). Это объясняется именно полой сферической структурой зерна.

Шарообразная форма зерна определяет и сферу применения: абразивные инструменты из сферокорунда используют для обработки мягких и вязких материалов. В отличие от остроугольного зерна других электрокорундов, сферическое зерно не режет, а полирует и сглаживает поверхность. Это важно при работе с цветными металлами, пластмассами, резиной и кожей, где грубое резание недопустимо.

Помимо основных видов, существуют и другие специализированные разновидности электрокорунда:

• Формокорунд выпускается в форме коротких прутков или цилиндров, а не в виде угловатых зёрен – это позволяет создавать абразивные инструменты с иной геометрией рабочей поверхности.
• Магниево-кремниевый электрокорунд производится с добавлением оксидов магния и кремния и применяется в специализированных абразивных инструментах.

При выборе поставщика электрокорунда важно учитывать не только стоимость материала, но и стабильность зернового состава, соответствие маркировке и качество сырья. От этих параметров напрямую зависит эффективность шлифования, пескоструйной обработки и срок службы абразивного инструмента. Компания «ОПТ6» как прямой производитель предлагает электрокорунд без посредников, обеспечивая стабильное качество продукции и выгодные условия поставки.

В ассортименте «ОПТ6»:

• Электрокорунд различных фракций и зернисти;
• Материалы для пескоструйной обработки и производства абразивного инструмента;
• Фасовка в мешках и биг-бегах для задач любого масштаба.

Обратитесь к специалистам «ОПТ6», чтобы подобрать оптимальный абразивный материал под ваши производственные задачи и условия эксплуатации.