Характеристики твердости, определяемые при этих методах, являются различными как по величине, так и по физическому смыслу. По методу царапания составлена минералогическая шкала твердости, а по методу вдавливания при нагрузке в 200 г - шкала микротвердости М. М. Хрущева.

Микротвердость абразивных и некоторых инструментальных и конструкционных материалов приведена ниже (в кгс/мм).

Алмаз А и АС....................... 8000-10600

Нитрид бора кубический КНБ............... 8000-10000

Карбид бора......................... 4000-4800

Карбид кремния зеленый КЗ................ 2840-3300

Карбид кремния черный КЧ................ 2840-3300

Монокорунд М........................ 2100-2600

Электрокорунд белый ЭБ.................. 2200-2600

Электрокорунд титанистый ЭТ............... 2400

Электрокорунд хромистый ЭХ ............... 2240-2400

Электрокорунд нормальный Э............... 2000-2400

Корунд Е .......................... 2000-2600

Кварц П........................... 1000-1100

Карбид титана........................ 2850-3200

Карбид вольфрама ..................... 1700-3500

Твердый сплав Т15К6, ВК8 ................ 1200-3000

Минералокерамика ЦМ332 ................. 1200-2900

Быстрорежущая сталь закаленная Р18........... 1300-1800

Сталь инструментальная углеродистая закаленная У12 . . 1030 Сталь углеродистая закаленная Ст. 4........... 560

С повышением температуры микротвердость абразивных материалов снижается (табл. 4).

Повышение температуры до 1000° С уменьшает микротвердость почти в 2-2,5 раза по сравнению с микротвердостью при комнатной температуре. Повышение тем- т я r г, ,. я 4

Таблица Микротвердость абразивных материалов

пературыдо 1300° С вызывает снижение твердости абразивных материалов почти в 4-6 раз.

Под абразивной способностью понимается способность кристаллов обрабатывать тот или иной материал. Для сравнения абразивной способности опыты проводят при шлифовании абразивными зернами, помещенными между двумя стеклянными дисками, вращающимися в разные стороны. По количеству сошли-фованного материала с дисков за определенный промежуток времени судят об абразивной способности, принимая за единицу абразивную способность алмазных зерен (табл. 5).

Абразивная способность абразивных материалов

Наименование материала

Абразибнай способность

по износу стеклянного диска, г

относительная (по отношению к алмазу)

Алмаз.............

Эльбор .............

Карбид кремния ........

Карбид бора..........

Монокорунд..........

Электрокорунд хромистый . . Электрокорунд белый 39 . . . Электрокорунд белый 38 . . . Электрокорунд нормальный Э5 Электрокорунд нормальный 33

Корунд природный Е.....

Наждак Н...........

Кварц П............

0,75-0,77 0,58-0,64 0,4 -0,45 0,50-0,58 0,160 0,164 0,156 0,135 0,170 0,155

0,047

1,0 0,75-0,85 0,25-0,45 0,5 -0,70 0,15-0,25

0,25 0,15-0,25 0,15-0,20 0,14-0,20

0,13 0,03-0,08 0,02-0,03

О прочности абразивных материалов судят по их механическим свойствам: пределу прочности при изгибе и сжатии, а также прочности зерен при раздавливании под действием статической нагрузки. Показателем прочности при раздавливании служит процентное весовое количество абразивных зерен, не просеивающихся через то же сито, с которого была взята навеска для испытания, т. е. зерен, не разрушившихся или разрушившихся незначительно.

Давление при испытании принимается равным 30 кгс1см?, вес навески - 5 г. Для определения прочности алмазных зерен вес навески принимается равным 1 г, а удельное давление 50 кгссж . Таким образом, удельное давление при испытании алмазных зерен в 1,65 раз выше, чем при испытании обычных абразивных зерен. Минимальные значения механической прочности различных абразивных материалов указаны ниже в %:

Алмаз природный......................... 90

Алмаз синтетический марки АСВ ................80-90

марки АСП 16............... 40

АСП6............... 50

марки АС016............... 30

АС06 ............... 48

Электрокорунд белый 39 ..................... 85-90

Электрокорунд белый Э7.....................75-80

Электрокорунд хромистый ЭХ7..................80-90

Электрокорунд титанистый ЭТ7..................75-85

Монокорунд М8.......................... 85

Монокорунд М7.......................... 75

Электрокорунд нормальный Э5..................80-85

Электрокорунд нормальный ЭЗ..................70-80

Электрокорунд нормальный 32 .................. 65-75

Карбид кремния КЧ и КЗ....................75-80

Механическая прочность на раздавливание характеризует дроби-мость зерен.

О прочности единичных зерен абразивных материалов судят по пределу прочности при различных видах нагружения: при сжатии, при изгибе и т. п. (табл. 6).

Таблица 6

Механические свойства цекоторых аазнвиых и инструментальных материалов

Наименование материала

Предел прочности, кгс/мм

Алмаз...............

Карбид бора ............

Карбид кремния: перпендикулярно оптической оси параллельно оптической оси . .

Монокоруид............

Электрокорунд: перпендикулярно оптической оси параллельно оптической оси . .

Минералокерамика.........

Твердый сплав ВК8........

Твердый сплав Т15К6.......

Быстрорежущая сталь Р18 ....

Из данных, приведенных выше, видно, что алмаз обладает наибольшей твердостью, прочностью и абразивной способностью. Карбид кремния, обладающий значительной микротвердостью и абразивной способностью, позволяет использовать его при шлифовании твердых сплавов, а также металлов, обладающих низким сопротивлением разрыву.

При подборе связующего вещества в абразивных и алмазных кругах большую роль играет коэффициент линейного теплового расширения и коэффициент теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности у алмаза в 14 раз больше, чем у карбида кремния, и почти в 45 раз выше, чем у электрокорунда.

С повышением температуры коэффициент линейного расширения и коэффициент теплопроводности уменьшаются. Например, повышение температуры с 20 до 900° С уменьшает коэффициент теплопроводности алмаза в 4 раза.

При нагревании на воздухе алмаз не сгорает до 800° С, при нагревании в окислительной среде алмаз сгорает при температуре 500-800° С с образованием углекислого газа COg.

Карбид кремния начинает окисляться при нагреве в 800° С, но процесс окисления идет очень медленно.