Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Из какого материала делают абразивные круги — вопрос, который определяет выбор инструмента под конкретную операцию: какие стали, сплавы или керамику он будет шлифовать, насколько чисто и с какой производительностью. Сам круг — это композит из двух функционально разных компонентов: абразивных зёрен (режущая часть) и связки (удерживающая матрица), между которыми распределены поры. От марки зерна, его зернистости, типа связки, твёрдости и структуры зависят режущая способность, износостойкость, тепловыделение в зоне контакта и риск прижогов на обрабатываемой поверхности.
Базовая система обозначений и характеристик шлифовальных и заточных кругов на керамической (V), бакелитовой (B) и вулканитовой (R) связках установлена ГОСТ Р 52781-2007. Для алмазного и эльборового (КНБ) инструмента действует ГОСТ 24747-90, регламентирующий формы и условные обозначения. Ниже разобраны материалы рабочего слоя и связки, шкала твёрдости, номера структуры и принципы выбора круга под задачу.
Шлифовальный круг — пористое тело, в котором абразивные зёрна закреплены связующей матрицей. Соотношение объёмов трёх фаз — зерна, связки и пор — задаёт поведение круга при шлифовании: способность к самозатачиванию, склонность к засаливанию, теплоотвод, стойкость, шероховатость обработанной поверхности.
Зерно — режет, связка — удерживает зерно ровно столько, сколько нужно, поры — отводят стружку и охлаждающую жидкость.
Когда зерно затупляется, нагрузка на него растёт; в правильно подобранном круге связка отпускает изношенное зерно прежде, чем затупление приведёт к перегреву зоны контакта, и в работу вступает следующий слой острых зёрен. Этот эффект — самозатачивание — и определяет работоспособность абразивного инструмента. Чрезмерно прочное удержание ведёт к засаливанию и прижогам, слишком слабое — к перерасходу круга.
Абразивные материалы делят на обычные (электрокорундовые и карбидкремниевые) и сверхтвёрдые (алмаз, кубический нитрид бора). Выбор между ними определяется в первую очередь твёрдостью и характером обрабатываемого материала, а уже потом — экономикой операции и требуемой производительностью.
Электрокорунд — кристаллический оксид алюминия (Al2O3), получаемый плавкой глинозёма с восстановителями и легирующими добавками в электропечах. Это самый распространённый абразив для шлифования сталей, в том числе закалённых и легированных. Марки и зернистости установлены ГОСТ 28818-90.
Зерно нормального электрокорунда имеет повышенную вязкость и выдерживает ударные нагрузки, что определило его применение на обдирочных операциях. Белый электрокорунд более хрупкий и острый: он лучше самозатачивается, даёт меньшее тепловыделение и пригоден для шлифования закалённых сталей с высокими требованиями к шероховатости. Легированные модификации (хромистый, титанистый, циркониевый) занимают промежуточные ниши, добавляя те или иные свойства за счёт изменения структуры зерна.
Карбид кремния (SiC) — синтетический абразив, получаемый восстановительной плавкой кварцевого песка с углеродом (процесс Ачесона). Зерно карбида кремния заметно твёрже корундового, но более хрупкое. Марки и зернистости определены ГОСТ 26327-84.
Карбид кремния не применяют для шлифования вязких сталей: химическое сродство кремния с железом приводит к ускоренному износу зерна, а высокая хрупкость — к преждевременному выкрашиванию без полезной работы.
Природный и синтетический алмаз — самый твёрдый из применяемых в шлифовании материалов. В абразивном инструменте используется преимущественно синтетический алмаз (марки АС, АСО, АСР, АСВ, АСК и др. — с возрастающей прочностью зерна). Алмаз эффективен на твёрдых сплавах, керамике, стекле, камне, композитах. Применять алмазное зерно для шлифования сталей нерационально: при температурах в зоне резания углерод алмаза химически взаимодействует с железом, что резко ускоряет износ зерна.
Кубический нитрид бора (BN кубической модификации) — синтетический сверхтвёрдый материал, в отечественной номенклатуре известный как эльбор. Выпускается в нескольких марках разной прочности: ЛО — обычной прочности, ЛП — повышенной, ЛКВ — высокопрочный. По твёрдости КНБ уступает алмазу, но превосходит его по теплостойкости и химической инертности к железу, что делает эльбор основным абразивом для прецизионного шлифования и заточки закалённых, инструментальных и быстрорежущих сталей.
Микротвёрдость определяется методом вдавливания алмазной пирамиды (метод Виккерса, прибор ПМТ-3). Приведённые ниже диапазоны характеризуют относительный уровень режущих свойств зерна.
Высокая микротвёрдость зерна сама по себе не гарантирует высокой режущей способности при шлифовании конкретного материала: на стали относительная абразивная способность эльбора превосходит алмаз, а электрокорунда — карбида кремния, при том что в шкале микротвёрдости порядок обратный. Определяющую роль играют химическое сродство, форма зерна и хрупкость.
Связка удерживает абразивные зёрна в теле круга и определяет, с какой силой круг сопротивляется выкрашиванию зерна — то есть его рабочую твёрдость, теплостойкость и прочностные характеристики. Для обычных абразивов ГОСТ Р 52781-2007 устанавливает три типа связок.
Керамическая связка остаётся базовой для большинства операций шлифования. Бакелитовая обеспечивает работу в режимах с высокими окружными скоростями и допускает изготовление кругов малой толщины (отрезные, разрезные). Вулканитовая связка применяется там, где нужна эластичность рабочей поверхности — например, на ведущих кругах бесцентровых станков, не несущих основную режущую функцию.
Для алмазных и эльборовых кругов применяются другие связки, и обозначения по ГОСТ 24747-90 не совпадают с системой V/B/R:
Твёрдость абразивного инструмента — это не твёрдость зерна, а способность связки удерживать зерно от выкрашивания под действием шлифующих усилий. Чем твёрже круг, тем дольше изношенное зерно остаётся в работе. Для электрокорундовых и карбидкремниевых инструментов на связках V, B и R обозначения и методы измерения твёрдости установлены ГОСТ Р 52587-2006: применяются пескоструйный метод, метод вдавливания шарика и метод вдавливания конуса (цилиндра).
В современной шкале по ГОСТ Р 52587-2006 твёрдость обозначается одной латинской буквой; внутри каждого диапазона буквы характеризуют возрастание твёрдости.
Принцип выбора твёрдости — обратный по отношению к обрабатываемому материалу: чем твёрже заготовка, тем мягче должен быть круг, и наоборот. Мягкий круг быстрее обновляет режущие зёрна, что снижает тепловыделение в зоне контакта и предотвращает прижоги при шлифовании закалённых сталей. Слишком твёрдый круг засаливается, перегревает поверхность и снижает геометрическую точность.
При шлифовании цветных металлов и сплавов (медь, латунь, алюминий) применяют относительно мягкие круги с открытой структурой: вязкий материал склонен заполнять поры, и связка должна вовремя отпускать заклинившие зёрна.
Структура круга — соотношение объёма абразивных зёрен, связки и пор в единице объёма инструмента. Чем выше номер структуры, тем больше доля связки и пор и меньше — зерна. Шкала номеров — от 1 до 12; высокопористые круги дополнительно обозначают номерами 13 и 14.
Открытая структура улучшает теплоотвод и эвакуацию стружки, плотная — сохраняет геометрию рабочей кромки и формирует более чистую поверхность. Высокопористые круги применяют там, где материал склонен к налипанию и засаливанию связки.
Зернистость задаёт размер абразивных зёрен и через него — производительность съёма и достижимую шероховатость. С 2009 года в Российской Федерации зернистость шлифовальных порошков обозначается по ГОСТ Р 52381-2005 (гармонизированному с FEPA): буквой F с числом для шлифпорошков и буквой M с числом для микропорошков. Чем выше число, тем мельче зерно — это противоположно прежней системе по ГОСТ 3647-80, где число означало приближённо размер зерна в десятках микрометров.
Условное обозначение шлифовального или заточного круга включает все ключевые параметры в установленной последовательности.
Маркировка вида 2 300×80×48 14А F54 L 7 V 50 м/с 2 кл. по ГОСТ Р 52781-2007 расшифровывается так: форма 2, наружный диаметр 300 мм, высота 80 мм, посадка 48 мм; абразив — нормальный электрокорунд 14А; зернистость F54; твёрдость L (среднемягкий); структура 7 (средняя); связка V (керамическая); допустимая окружная скорость 50 м/с; класс точности 2.
2 300×80×48 14А F54 L 7 V 50 м/с 2 кл.
Алмазные и эльборовые круги маркируются по ГОСТ 24747-90: указывают форму, размеры круга, размеры алмазоносного (эльборсодержащего) слоя, марку зерна, его зернистость, относительную концентрацию и связку. Зернистость алмазных и эльборовых порошков обозначается дробью вида 100/80, 125/100 и т. п., где числитель и знаменатель — границы основного размера зерна в микрометрах.
Сверхтвёрдые абразивы применяют там, где обычные корундовые и карбидкремниевые круги либо не справляются с твёрдостью обрабатываемого материала, либо обеспечивают неприемлемо низкую стойкость. Алмазные круги используют для твёрдых сплавов, керамики, стекла, камня, композитов; эльборовые — для закалённых, инструментальных и быстрорежущих сталей.
Относительная концентрация алмаза или КНБ показывает массовую долю зерна в рабочем слое. Это самостоятельный параметр маркировки наряду со связкой и зернистостью: концентрация подбирается под характер операции — более высокая для черновых и обдирочных, более низкая для финишных и заточных. Геометрия круга (форма, размеры алмазного слоя) определяет схему контакта с заготовкой; обозначения форм установлены ГОСТ 24747-90.
Металлическая связка обеспечивает максимальное удержание зерна и применяется при больших нагрузках, в том числе на отрезных и обдирочных операциях. Керамическая связка для КНБ-инструмента отличается жёсткостью, теплостойкостью и удержанием профиля — её используют на прецизионном шлифовании инструментальных сталей. Органические (бакелитовые) связки эластичнее, дают более чистую поверхность и хорошо самозатачиваются, что востребовано при заточке твёрдосплавного инструмента.
Требования безопасности к алмазному инструменту и инструменту из КНБ установлены ГОСТ 32406-2013. Превышение указанной на круге окружной скорости недопустимо.
Подбор круга сводится к согласованию пяти характеристик: материала зерна, его зернистости, связки, твёрдости и структуры с конкретной операцией и обрабатываемым материалом.
Сводный перечень частых нарушений, ведущих к снижению стойкости круга, перегреву поверхности или браку обработки.
Абразивный круг — композит из двух основных компонентов. Режущая фаза — абразивные зёрна: чаще всего электрокорунд (Al2O3) или карбид кремния (SiC), для сверхтвёрдых задач — синтетический алмаз или кубический нитрид бора (эльбор). Удерживающая фаза — связка: керамическая (V), бакелитовая (B), вулканитовая (R) для обычных абразивов и металлическая, керамическая или органическая для алмазных и эльборовых кругов.
Белый электрокорунд (марки 22А–25А) содержит не менее ~98–99 % Al2O3, имеет более острое и хрупкое зерно, лучше самозатачивается и меньше нагревает поверхность — его применяют для закалённых и легированных сталей. Нормальный электрокорунд (13А–16А) содержит ~93–95 % Al2O3, более вязок, выдерживает ударные нагрузки и используется для обдирочных и предварительных операций.
Карбид кремния превосходит электрокорунд по твёрдости, но имеет химическое сродство с железом при высоких температурах. Поэтому его применяют для чугуна, цветных металлов и сплавов, неметаллов (керамика, стекло, камень). Зелёный карбид кремния (63С, 64С) с более чистым и хрупким зерном используется для заточки твёрдосплавного инструмента и обработки твёрдых сплавов.
Это способность связки удерживать абразивное зерно от выкрашивания. Твёрдость круга не тождественна твёрдости зерна. По ГОСТ Р 52587-2006 обозначается латинскими буквами от F (весьма мягкий) до Z (чрезвычайно твёрдый). Для шлифования твёрдых материалов выбирают более мягкие круги — чтобы изношенные зёрна вовремя отпускались и в работу вступали свежие.
Керамическая (V) — жёсткая, теплостойкая, химически стойкая; универсальна для большинства операций шлифования. Бакелитовая (B) на основе фенолформальдегидной смолы — прочнее и упруже, допускает тонкие круги и высокие скорости, применяется на отрезных и обдирочных операциях. Вулканитовая (R) на основе вулканизированного каучука — самая эластичная и плотная, идёт на ведущие круги бесцентрового шлифования и тонкую отрезку.
Это соотношение объёмов зерна, связки и пор. Шкала от 1 до 12 (с дополнением 13–14 для высокопористых кругов). Чем выше номер, тем больше связки и пор, меньше зерна. Структуры 1–4 называют закрытыми, 5–8 — средними, 9–12 — открытыми. Открытая структура улучшает теплоотвод и эвакуацию стружки, закрытая — стойкость профиля.
Кубический нитрид бора химически инертен к железу и более теплостоек, чем алмаз. При шлифовании сталей алмаз ускоренно изнашивается из-за взаимодействия углерода с железом, тогда как эльбор сохраняет режущие свойства. Для твёрдых сплавов, керамики, камня, стекла, наоборот, эффективнее алмаз.
По ГОСТ Р 52381-2005 (соответствует FEPA): шлифпорошки обозначаются буквой F с числом (F4–F220), микропорошки — буквой F или M с числом (F230–F2000, M63–M5). Чем выше число, тем мельче зерно. В прежней системе по ГОСТ 3647-80 число означало приближённо размер зерна в десятках микрометров — то есть зависимость была обратной.
Базовое правило: тип зерна — по материалу заготовки (электрокорунд для сталей, карбид кремния для чугуна и цветных, алмаз для твёрдых сплавов и неметаллов, эльбор для закалённых сталей); твёрдость круга — обратно твёрдости заготовки; зернистость — по требуемой чистоте поверхности; структура — открытее для вязких материалов и тяжёлых съёмов, плотнее для профильного и финишного шлифования; связка — по операции и скорости.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.