Циркониевый электрокорунд

Заказывать циркониевый электрокорунд необходимо заявкой.

Циркониевый электрокорунд марки 38А — абразивный материал на основе оксида алюминия (Al₂O₃), легированного оксидом циркония (ZrO₂). Относится к IV структурному типу электрокорундов — поликристаллическим корундам. Основу микроструктуры составляет тонкая (менее 10 мкм) корунд-бадделеитовая эвтектика, в которой располагаются первичные скелетные кристаллы корунда размером 30–50 мкм. Такая микрокристаллическая структура определяет главное эксплуатационное свойство материала — эффект самозатачивания: при износе зерно скалывается с образованием новых острых режущих кромок, что обеспечивает стабильную абразивную способность на протяжении всего срока службы инструмента.

Состав и физико-механические свойства циркониевого электрокорунда 38А

В составе циркониевого электрокорунда преобладают два компонента: корунд (Al₂O₃) и бадделеит (ZrO₂). Содержание глинозёма составляет от 60 до 75 %, остальное приходится на оксид циркония и незначительное количество примесей (Fe₂O₃, SiO₂, TiO₂, CaO).

Содержание ZrO₂ зависит от подмарки: для 38А-5 — не менее 25 %, для 38А-3 и 38А-4 — не менее 23 %. Повышенная доля оксида циркония увеличивает динамическую прочность зерна и снижает его разрушаемость при силовом шлифовании.

Для сравнения: микротвёрдость нормального электрокорунда 14А составляет 18,6–19,6 ГПа, а плотность — 3,8–3,9 г/см³. Циркониевый электрокорунд превосходит нормальный по обоим параметрам, что объясняется присутствием фазы бадделеита в структуре.

Получение циркониевого электрокорунда

Циркониевый электрокорунд 38А получают плавкой шихты из глинозёма и бадделеитового концентрата (либо чистого оксида циркония) в наклоняющихся электрических дуговых печах. Плавку ведут методом «на слив»: расплав периодически сливают из печи и подвергают интенсивному охлаждению.

Скорость охлаждения критически влияет на размер кристаллов. При медленном охлаждении (12–20 °C/мин) размер кристаллов может достигать 350 мкм, при быстром (1000–2000 °C/мин) — уменьшается до 20 мкм. В промышленной практике целевой размер микролитов эвтектики составляет около 5 мкм, а первичных кристаллов корунда — 30–50 мкм. Именно мелкокристаллическая структура обеспечивает высокую динамическую прочность зерна и эффект самозатачивания.

Эффект самозатачивания абразивного зерна

При работе обычного электрокорунда зерно постепенно теряет остроту: режущие кромки округляются, абразивная способность падает. Циркониевый электрокорунд ведёт себя иначе — в процессе шлифования зерно скалывается по границам микрокристаллов, обнажая новые острые грани. Благодаря этому шлифовальный инструмент сохраняет стабильную режущую способность вплоть до полного износа абразива.

Для реализации эффекта самозатачивания необходимо обеспечить достаточное усилие прижима инструмента к заготовке. При малом прижиме зёрна не скалываются и ведут себя как обычный электрокорунд. По этой причине циркониевый электрокорунд наиболее эффективен в стационарном оборудовании с контролируемым усилием подачи, а не при ручном шлифовании.

Дополнительное преимущество: осколки зёрен при скалывании отводят тепло из зоны контакта, что снижает нагрев заготовки и уменьшает риск появления прижогов и цветов побежалости при обработке нержавеющих сталей.

Применение электрокорунда циркониевого 38А

Основная область применения циркониевого электрокорунда — силовое обдирочное шлифование при высоких скоростях резания (от 60 до 80 м/с) и значительных радиальных усилиях прижатия. Коэффициент шлифования инструмента из электрокорунда 38А на обдирочных операциях в 10–40 раз превышает аналогичный показатель для инструмента из нормального электрокорунда.

Обдирочное шлифование стальных заготовок

Зачистка поверхностных дефектов (окалины, трещин, заусенцев) на слябах, блюмах и заготовках перед прокаткой — основная операция, для которой предназначен электрокорунд 38А. Высокая динамическая прочность зерна позволяет вести обработку при усилиях прижима, примерно в 10 раз превышающих допустимые для обычных шлифовальных кругов.

Обработка коррозионностойких и вязко-твёрдых сталей

Циркониевый электрокорунд эффективен при обработке нержавеющих и жаропрочных сталей. Эффект самозатачивания обеспечивает равномерный съём металла без перегрева, а скалывание зёрен отводит тепло из зоны шлифования.

Прочие области применения

Электрокорунд циркониевый также используется: в дробеструйных и галтовочных установках для абразивной обработки поверхностей; при производстве фрикционных материалов для тормозных систем; для изготовления шлифовальной шкурки (в том числе для лепестковых торцевых кругов); как добавка к зерну из белого электрокорунда 25А для повышения износостойкости абразивного инструмента.

Зернистость циркониевого электрокорунда

По размеру частиц шлифовальные материалы из электрокорунда 38А выпускаются зернистостями от 250 до 16 (по ГОСТ 3647-80). В соответствии с международным стандартом FEPA (ГОСТ Р 52381-2005) зернистость обозначается буквой F с числом. Чем больше число, тем мельче зерно.

По виду шлифматериала циркониевый электрокорунд подразделяется на шлифовальное зерно (крупные фракции), шлифовальный порошок и микропорошок.

Маркировка абразивных инструментов из электрокорунда 38А

В полном обозначении абразивного инструмента указываются: вид абразивного материала (38А), зернистость, индекс содержания основной фракции, степень твёрдости круга, номер структуры, вид связки и допускаемая окружная скорость.

Пример маркировки шлифовального круга: 38А 40 К 6 V 35 м/с — круг из циркониевого электрокорунда, зернистость 40, твёрдость К (средне-мягкий), структура 6, керамическая связка (V), рабочая скорость до 35 м/с.

Особенность связки для циркониевого электрокорунда

Бадделеит при нагреве претерпевает фазовые переходы (моноклинная → тетрагональная → кубическая форма), сопровождаемые изменением объёма порядка 17 %. Это затрудняет применение циркониевого электрокорунда в инструменте на керамической связке, поскольку обжиг при высоких температурах может вызвать растрескивание. По этой причине для силовых обдирочных кругов из электрокорунда 38А часто применяют органические (бакелитовые) связки.

Сравнение с другими видами электрокорунда

Условия поставки

Циркониевый электрокорунд поставляется в мешках по 25 кг и 50 кг. Хранение — на закрытых складах, защищённых от прямого солнечного света, при нормальной влажности. Зернистость, объём поставки и условия доставки согласовываются по заявке.