Всё о концентрация алмазов в связке алмазного инструмента.

В последние годы, с появлением доступных и качественных алмазных кругов и брусков, в среде заточников все чаще ведутся дискуссии о их свойствах и особенностях при шлифовании тех или иных сталях. В этом непростом вопросе немалую роль играет величина концентрации порошков алмазов, используемых в той или иной связке будь то шлифовального круга или бруска. В данной статье я попробую более подробно остановиться на этих моментах, объединив доступную в инете справочную информацию (ссылки на первоисточники приведены в конце статьи).


На производительность шлифования поверхностей, кроме связки алмазного инструмента, типов и марок используемых компонентов, влияет также и концентрация алмазного порошка в круге. Чем она выше, тем большее число зерен участвует в резании, тем выше удельная производительность по съему. При правильном выборе концентрации, алмазные зерна в т.ч. оказываются менее нагруженными, уменьшается интенсивность их износа.

 Концентрация алмазных зерен в связке: слева - низкая, справа - высокая концентрация

Однако по мере затупления зерен режущая способность кругов с высокой концентрацией алмаза снижается настолько, что может стать ниже, чем у кругов с меньшей концентрацией. Чтобы поддержать режущую способность, круги с высокой концентрацией алмаза необходимо чаще править.  

Алмазные зерна соединяются металлической, органической или керамической связками. Металлические связки бывают вольфрамо-кобальтовые, железо-никелевые, медно-оловянные. На металлической связке изготовляют круги с концентрацией алмаза 100, 150 и 200%, на бакелитовой - 50 и 25%.

Под концентрацией алмазов понимают содержание алмазных зерен в единице объема алмазного слоя. За 100%-ную концентрацию принято содержание 0,878 мг (4,39 карата) алмазного порошка в 1 мм³ алмазоносного слоя или 25% по объему. При 50%-ной концентрации алмазов связка и наполнитель занимают  87,5% объема и только 12,5% - алмазное зерно.

Содержания алмазов в связке алмазного бруска или круга:
Концентрация алмазов	25%	50%	75%	100%	150%	200%
Объем алмазного порошка	6.25%	12.5%	18,75%	25,0%	37,5%	50,0%

Алмазные инструменты характеризуются зернистостью, видом связки и концентрацией алмазов, которая для алмазных инструментов может быть 25, 50, 75, 100, 150 и 200%. Для большинства операций алмазного шлифования применяют круги с концентрацией алмазов 100%, пониженная концентрация 50 и 25% применяется в мелкозернистых кругах 4-14 мкм, а также в инструменте для шлифования хрупких материалов.


Круги на органической связке при большой концентрации алмазов лучше сохраняют первоначальную форму, поэтому, если для обычного чистового шлифования рекомендуется 100% концентрация, то для профильного шлифования - 150 и даже 200% концентрация. Примерно такая же концентрация является оптимальной и для кругов на металлической связке. Полтавский алмазный завод в своих рекомендациях о выборе концентрации алмазов советует выбирать круги с высокой концентрацией при небольшой контактной поверхности между шлифовальным кругом и деталью (например, при круглой шлифовке) и использовать круги с низкой концентрацией алмазов при большой контактной поверхности, аргументируя это необходимостью снижения температуры и усилий шлифования. 

Данных о выборе концентрации порошка при ручной шлифовке алмазными брусками очень мало. Если быть более точным - ее практически нет. Исходя из личных и всегда субъективных впечатлений скажу, что на разных этапах такой заточки могут потребоваться бруски с разной концентрацией алмазов в их связке. Например, на обдирочных операциях, где требуется большая производительность будет уместно говорить о брусках с концентрацией 100% и выше. На операциях же чистовой заточки и финише есть смысл использовать бруски с концентрацией 50 или 25%. Но в любом случае выбор того или иного алмазного бруска для заточки осуществляется из поставленных задач, свойств стали, опыта и возможностей приобретения самих алмазных брусков.

Повышение концентрации алмазных зерен в круге способствует уменьшению шероховатости обработанной поверхности. Однако и здесь возможны исключения. Круги на бакелитовой связке Б1, например, имеют в составе наполнителя карбид бора. При малой концентрации, когда алмазные зерна располагаются в круге на значительных расстояниях, зерна карбида бора участвуют в резании, и поскольку они быстро притупляются, то эффект их действия проявляется, как полагают, в сглаживании вершин микронеровностей. Вследствие этого круги не связке Б1 с низкой концентрацией алмазов могут давать более чистую поверхность, чем круги с высокой, концентрацией.


Во времена СССР алмазные круги на органических связках изготавливались из порошков марки АСО. Они работали в режиме самозатачивания и не требовали частой правки. Круги на металлической связке изготавливались из алмазных порошков марок АСР и АСВ, имели высокую размерную стойкость, но были склонны к засаливанию и требовали частой правки. Алмазные круги на керамических связках изготавливались из порошков АСР. Достоверных сведений о используемых в настоящее время марок алмазного порошка я не нашел.

Что касается правки алмазных кругов, то это довольно трудоемкий процесс. Например, правка круга на бакелитовой связке с концентрацией алмазов 50% и необходимым съемом материала до 0.1 мм затрачивается более 30 мин времени.

Источники: mash-xxl.info, pdtools.com.ua

ZAT (Днепр, Украина)
http://www.zat24.com/