Природные абразивы: корунд, наждак, алмаз и гранат

Изучение материаловедческих аспектов темы «Природные абразивы: корунд, наждак, алмаз и гранат» позволяет глубоко понять природу абразивных инструментов. Авторы монографии «Абразивные инструменты и их изготовление» уделяют материаловедению особое внимание — именно свойства материалов определяют все эксплуатационные характеристики инструмента.

Основные абразивные материалы и их свойства

Промышленность использует ограниченный набор абразивных материалов, каждый из которых занимает свою нишу. Электрокорунд (Al₂O₃, 91–99%) — для сталей; карбид кремния (SiC, 97–99,5%) — для чугуна, цветных металлов и твёрдых сплавов; алмаз синтетический — для инструментальных материалов и керамики; эльбор (KNБ) — для закалённых сталей при высокопроизводительном шлифовании.

Структура кристаллов и режущая способность

Режущая способность абразивного зерна определяется прежде всего его твёрдостью и характером разрушения — вязким или хрупким. Вязкое разрушение (электрокорунд) обеспечивает постепенное затупление зерна с сохранением его геометрии. Хрупкое скалывание (карбид кремния) создаёт новые острые грани, поддерживая высокую режущую способность за счёт самозатачивания.

Термическая и химическая стойкость

При высоких температурах в зоне шлифования абразивные материалы взаимодействуют с обрабатываемым металлом. Карбид кремния реагирует с железом при 700°C с образованием карбидов железа — поэтому применение SiC для шлифования сталей нерационально. Алмаз при контакте с углеродистой сталью при температуре выше 700°C графитизируется — именно поэтому для закалённых сталей применяют CBN (эльбор), а не алмаз.