Керамическая связка – спекшаяся смесь измельченных сырых материалов: огнеупорной глины, плавней (полевого шпата, борного стекла), талька и других компонентов. Она может быть и однокомпонентной в виде однородной литой стеклообразной массы. В камнеобрабатывающем инструменте керамические связки получили ограниченное применение (в абразивных калибровочных и профилировочных кругах). В качестве абразива с ними используется карборунд или электрокорунд.
В зависимости от состава и технологии получения керамические связки подразделяются на две группы: плавящиеся (стекловидные), используемые с электрокорундом, и спекающиеся (фарфоровидные) – с карборундом. Первая группа связок получается путем плавления исходного сырья, вторая – его спеканием.
Инструмент на плавящихся связках характеризуется более высокой прочностью, чем на спекающихся. Положительными качествами инструмента на керамических связках являются значительная износостойкость, огнеупорность и водостойкость, недостатком – повышенная хрупкость.
К физико-механическим показателям неметаллической связки, определяющим работоспособность инструмента на ее основе, относятся твердость и структура. Под твердостью связки (а следовательно, и инструмента на ее основе) понимают способность противодействовать внедрению в нее инородных тел. Эти показатели предопределяют назначение камнеобрабатывающего инструмента, режим его работы и варьируют в широких пределах. Различную твердость и структуру инструмента получают при его изготовлении путем подбора соответствующего давления прессования и режимов термообработки.
В соответствии с ГОСТ 18118—79 и ГОСТ 12202—66 твердость инструмента на бакелитовой магнезиальной и керамической связках определяются:
- при зернистости 50 и мельче – на пескоструйном приборе по глубине лунки, образующейся под действием струй кварцевого песка;
- при зернистости 12 и мельче на приборе типа TP «Роквелл» по глубине лунки, образующейся от вдавливания в абразивную поверхность стального шарика.
Твердость инструмента на каучуковых (вулканитовых) связках определяется на приборе типа TKB (модернизированный «Роквелл») путем вдавливания в испытуемую поверхность твердосплавного конуса при нормированной нагрузке.
Существующая градация абразивного инструмента на неметаллических связках по твердости предусматривает их разделение на 16 групп: весьма мягкие (ВМ1, ВМ2), мягкие (M1, М2, М3), средней мягкости (CM1, СМ2), средние (C1, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТЗ), твердые (T1, Т2), весьма твердые (ВТ) и чрезвычайно твердые (ЧТ). Буквы обозначают группы твердости, а стоящие за ними цифры – твердость инструмента внутри каждой группы. Чем больше цифра, тем выше твердость, например инструмент группы М2 тверже, чем M1, а группы СТЗ тверже, чем СТ2, и т. д.
При выборе твердости камнеобрабатывающего инструмента на неметаллических связках руководствуются следующими основными положениями:
- для обеспечения работы инструмента в режиме самообнажения обработку прочных видов камня следует производить инструментом на относительно мягких связках и наоборот;
- при переходе на инструмент с большей рабочей поверхностью! он должен иметь более мягкую связку, что необходимо для обеспечения работы инструмента в режиме самообнажения;
- с повышением скорости вращения следует применять инструмент на более мягких связках; при интенсификации режимов обработки камня за счет увеличения скорости рабочей подачи (продольной и поперечной) необходимо использовать инструмент на более твердых связках;
- крупнозернистый инструмент, используемый для предварительных операций обработки камня, должен быть более твердым, чем мелкозернистый, используемый для чистовых операций;
- на автоматических станках виброустойчивых и жестких конструкций с плавной рабочей подачей следует применять инструмент на более мягких связках, чем на станках с ручной подачей;
- при обработке неровных, прерывистых поверхностей целесообразно использовать более твердый инструмент, чем при обработке плоских поверхностей камня;
- при одинаковых условиях обработки инструмент на бакелитовой связке должна быть на две ступени тверже инструмент на керамической связке.
Шлифовальные круги на бакелитовой и магнезиальной связках, предназначен! для обработки мрамора, должны иметь твердость соответственно: для первой операции (обдирки) – СМ1, СМ2, для второй СМ2, C1, для третьей и четвертой СМ1, СМ2. Полировальные круги бакелитовой связке для мрамора должны иметь твердость СМ1, СМ2.
Шлифовальные круги на бакелитовой и магнезиальной связках для обработки гранита должны иметь твердость: для первой операции (обдирки) – С2, СТ1 для второй и третьей – C1, С2, для четвертой операции – СМ2, C1, для полировки – CA СМ2.
Калибровочные и профилировочные круги на керамической связке должны иметь твердость: для мрамора – СМ2, C1, а для гранита – C1, С2.
Структура инструмента характеризуется соотношением объемов зерен абразивной связки и пор (рис. 67). Существует тринадцать видов структур, обозначаемых соответственно порядковыми номерами 0 — 12. Чем выше номер структуры, тем больше связки и меньше зерна в единице объема инструмента. Все указанные структуры подразделяются на три группы: закрытые или плотные (№ 0—4), средние (№ 5— и открытые (№ 9—12). Открытые структуры применяются при изготовлении инструмента из крупнозернистого абразива, предназначенного для грубой обработки камня связанной с большим объемом разрушений (калибровочные и шлифовальные круги для низкопрочного камня и т. п.). Средние структуры используются для среднезернистого инструмента (шлифовальные круги для средних операций шлифовки). Плотные структуры рекомендуется применять для инструмента из мелкозернистого абразива предназначенного для доводочных операций обработки камня (шлифовальные круги для тонкой шлифовки и лощения, полировальные круги и т. п.).