бакелитовая связка что это такое
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.
§ 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.
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.
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.
Абразивные круги на бакелитовой связке: особенности и применение изделий
Связка абразива определяет его твердость и прочность, возможность выполнять обработку поверхностей в различных режимах. Она может быть разной. Чаще используется абразивные круги на бакелитовой связке.
Особенности инструмента на основе бакелита
Шлифовальный круг на бакелитовой связке – это инструмент, в котором в качестве связующего соединения выступает бакелитовая смола и лак. Виды инструментов представлены здесь https://sat-abraziv.ru/catalog/abrazivnyy_instrument_na_bakelitovoy__svyazke. Компоненты добавляются в жидкой или порошкообразной форме. Для производства шлифовальных камней как абразив используется карбид кремния или электрокорунд. Соединения кремния применяются для абразива, предназначенного для обработки камня, а электрокорунд – для металла.
Чтобы зачистной круг на бакелитовой связке был тверже, в смесь вводят криолит в качестве наполнителя. Для армирования может быть использована стеклосетка, она обеспечит надежное выполнение операций при высокой скорости.
Особенности изделий
Бакелитовая связка изготавливается на базе фенолформальдегидных смол, она применяется намного чаще иных видов связующих из органики.
По сравнению с керамической, у бакелитовой основы с зерном не такое сильное сцепление, поэтому изделия больше подходят для работ, где требуется самозатачивание инструментов, при плоском шлифовании.
Из недостатков шлифовального бакелитового камня стоит отметить низкий уровень стойкости к охлаждающим жидкостям с примесью щелочей. Из-за этого шлифовку предпочтительнее выполнять всухую. Если обойтись без охлаждения невозможно, то круг предварительно покрывают лаком либо краской, суриком, парафином. В любом случае концентрация щелочи в охлаждающей жидкости не должна превышать 1,5% для избежания коррозии. При высоких температурах (от 200 градусов) связка становится хрупкой, а при температуре более 250 градусов бакелит выгорает, из-за чего абразивные зерна начинают высыпаться. Кроме того, у бакелитовых чашечных шлифовальных кругов не очень устойчивая кромка. Срок хранения изделий на органической основе не слишком большой.
Применение абразивного инструмента на связке из бакелита
Абразивные круги на бакелитовой связке используются для резки, проработки пазов, обдирки. Эти операции из-за повышенной хрупкости керамическим инструментом делать нельзя. Бакелитовый тип инструмента наиболее подходит для плоского шлифования, причем для подготовительной и чистовой отделки поверхности. Особенно широко они применяются для обработки стали и других металлов.
Камни на бакелите используются для ручных обдирочных работ или для выполняемых при помощи подвесных станков. Они пригодны для шлифования резьбы, роликов, цилиндров, кулачков; а также обработки эльборовых и алмазных кругов, торцевого шлифования, заточки различных инструментов.
Бакелитовые круги можно выпускать средней твердости и средне-мягкой. Если нужно шлифовать поверхности, имеющие рельеф, то применяются твердые камни. Для обработки твердых поверхностей мягкие камни предпочтительнее, поскольку за счет самозатачивания процесс обработки ускоряется. Инструмент может иметь разные размеры и форму, для отрезных работ пригодятся изделия малой толщины 0,5-0,8 мм.