Для придания шлифовальным кругам необходимой формы и размеров в состав кругов входят связующие вещества, кото­рые принято называть связками. Под этим термином понимается вещество илисовокупность веществ, используемых для закрепления зерен в инструменте. Связки бывают неорганические (минеральные), органические (смолы, каучук) и металли­ческие. В промышленности около 60% инструментов изготовляют на неоргани­ческой связке, около 33 % — на бакелито­вой, около 6 % — на вулканитовой и око­ло 1 % — на прочих связках.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СВЯЗКИ. В группу неорганических входят керамиче­ские, магнезиальные и силикатные связ­ки. Сырьем для керамических свя­зок являются стекло, полевой шпат и другие минералы. Керамические связки обозначаются буквой К. В зависимости от состава они делятся на плавящиеся (стекловидные) и спекающиеся (фарфоро­видные). Абразивные инструменты, со­держащие зерна электрокорунда, изго­товляют на основе плавящихся связок, а инструменты, содержащие зерна из кар­бида кремния,—на основе спекающихся связок.

В зависимости от содержания раз­личных компонентов керамические связ­ки выпускают разных марок: KI, К2, ..., К8. Шлифовальные круги с электрокорун- довыми зернами зернистостью 125... 16 изготовляют на связке К8, мелкозернис­тые шлифовальные круги (зернистость

12..               . 4) — на связке К7, круги, содержащие зерна из белого электрокорунда, — на связке К1 и на боросодержащей связке К5, что позволяет получить повышен­ную износостойкость кромок и профиля круга. Шлифовальные круги, содержащие абразивные зерна из карбида кремния зернистостью 50... 16, изготовляются на связке КЗ, а мелкозернистые круги зер­нистостью 12... 4 — на связке К2.

Шлифовальные круги на керамической связке влаго- и температуроустойчивы, но отличаются хрупкостью и не допус­кают работу с ударными нагрузками. Благодаря хрупкости керамической связ­ки абразивные зерна, достигшие некото­рого критического значения износа, при очередном рабочем цикле выламываются из монолита, обнажая лежащие ниже аб­разивные зерна и тем самым обеспечи­вая самозатачивание в процессе шлифо­вания. Шлифование кругами на керами­ческой связке ведется, как правило, с при­менением охлаждающих жидкостей.

Магнезиальные (на основе каус­тического магнезита и хлорида магния) и силикатные (на основе раствори­мого стекла) связки применяются срав­нительно редко в кругах для обработки вязких сталей.

ОРГАНИЧЕСКИЕ СВЯЗКИ. К орга­ническим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, глифталевая и др. Основой этих связок являются синтетические смо­лы.

Наибольшее распространение в этой группе получили бакелитовые связки на основе фенолоформальдегид- ной смолы: пульвербакелит марок Б и Б1, жидкий бакелит марки Б2 и специ­альный бакелит марки БЗ.

Бакелитовые связки придают шлифо­вальным кругам прочность и эластич­ность. При нагреве до температуры выше 200 °C бакелитовые связки становятся хрупкими и шлифовальные круги быстро изнашиваются. При продолжительном воздействии температур порядка 250... ...300 °C бакелитовая связка выгорает. На бакелитовые связки разрушающее дей­ствие оказывают щелочные растворы и поэтому вода, применяемая для охлажде­ния, не должна содержать более 1,5% соды.

Шлифовальные круги, в том числе и алмазные, изготовленные на бакелитовой связке, обладают хорошими режущими свойствами и способны обрабатывать материалы с малыми силами резания. Используя это свойство, а также малую длительность рабочих циклов, алмазными и эльборовыми кругами на бакелитовой связке можно затачивать лезвия режущих инструментов без применения охлаждаю­щих жидкостей.

Мелкозернистые шлифовальные круги, содержащие зерна из электрокорундов и карбида кремния и изготовленные на бакелитовой связке, применяют для чис­тового и доводочного шлифования чугу­нов, сталей и цветных металлов. Шли­фовальные круги на бакелитовой связке БЗ применяют для шлифования резьб и разрезки прутков.

Шлифовальные круги на бакелитовой связке устойчивы к влаге и маслам, имеют значительно большую ударную вязкость и прочность на сжатие, чем круги на керамической связке.

Основой вулканитовой связки является каучук, в который для осу­ществления процесса вулканизации до­бавляется сера. Вулканитовые связки в зависимости от

содержания компонентов выпускаются нескольких марок — Bl, В2 и ВЗ. Теплостойкость каучука низкая (150... 180 °C), и это ограничивает режи­мы шлифования и требует применения жидкостей для охлаждения. Вместе с тем вулканитовая связка придает шлифоваль­ным кругам большую эластичность и способность, изгибаясь, выдерживать без разрушения боковые нагрузки. Эти ка­чества вулканитовой связки позволяют изготовлять тонкостенные шлифовальные круги, в частности, дисковой формы. Они применяются для шлифования узких кри­волинейных пазов в деталях и инстру­ментах. Шлифовальные круги на связке В2 позволяют шлифовать резьбы с малым шагом. В процессе шлифования часть каучука выгорает, распространяя запах горелой резины.

Глифталевую связку получают на основе синтетической смолы из глице­рина и фталиевого ангидрида. Шлифо­вальные круги на глифталевой связке применяют при отделочном шлифовании закаленных сталей.

Некоторые физико-механические свой­ства абразивных кругов на неоргани­ческих и органических связках приведены в табл. 17.4.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СВЯЗКИ. Разли­чают два основных вида металлических связок — порошковые и гальванические. Порошковые металлические связки получают спеканием порошков из медных и алюминиевых сплавов. Связ­ки на основе бронз имеют обозначение Ml. Связки на основе алюминиево-цин- ковых сплавов имеют общее обозначение М5 и подразделяются на связки ТМ2, МО13 и МВ1. Гальванические связки выполняются на никелевой основе методом гальванического за­крепления зерен на металлическом кор­пусе.

Характерной особенностью металли­ческих связок являются их высокая механическая прочность и незначительная пористость. Связка охватывает зерна практически со всех сторон и надежно удерживает их в монолите и, несмотря на их значительный износ, препятствует самозатачиванию круга. Поэтому на ме­таллической связке изготовляют только алмазные и эльборовые круги, зерна ко­торых обладают высокой износостой­костью.

Алмазные и эльборовые круги на металлической связке применяются для предварительного и чистового шлифова­ния твердых и хрупких материалов, а так­же для заточки поверхностей лезвий режущих инструментов. Удельный расход алмазных зерен и износ режущей по­верхности алмазных кругов на металли­ческой связке меньше, чем кругов на бакелитовой связке. Металлические связ­ки теплопроводны и быстро нагреваются по всему объему круга до высоких температур. Поэтому шлифование алмаз­ными кругами на металлических связках ведется с обязательным применением ох­лаждающих жидкостей.

НАПОЛНИТЕЛИ. Для изготовления шлифовальных кругов с требуемой по­ристостью в формовочную массу, состо­ящую из абразивных зерен и связки, до­бавляют различные наполнители. Напол­нители бывают двух типов. К первому типу относятся вещества, которые в про­цессе изготовления шлифовального круга растворяются или возгоняются. К таким наполнителям относятся древесная мука, опилки, молотый уголь, пластмассы, по­варенная соль, нафталин. Наполнители второго типа образуют поры непосред­ственно при шлифовании благодаря хруп­кому выкрашиванию в областях, приле­гающих к режущей поверхности. В ка­честве таких наполнителей используются

известняк, мрамор, кварц, гипс. При из­готовлении алмазных кругов на бакели­товой связке в качестве наполнителей используются абразивные материалы: зер­на электрокорунда, карбиды кремния и бора, металлические порошки и другие более сложные по составу композиции. Это делается в целях экономии основного абразивного материала — алмаза, а также способствует лучшему самозатачиванию круга.

В шлифовальные круги на керами­ческой связке с абразивными зернами из электрокорунда и карбида кремния добавляют наполнители в количестве до 6 % по массе. В алмазных шлифовальных кругах на бакелитовой связке содержание наполнителей достигает 38%.

ТВЕРДОСТЬ АБРАЗИВНЫХ ИНСТ­РУМЕНТОВ. Под твердостью абразив­ного инструмента понимается условная величина, характеризующая свойство аб­разивного инструмента сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой. По твердости абразивные инстру­менты делятся на мягкие (Ml, М2, М3), среднемягкие (СМ1, СМ2), средние (С1, С2), среднетвердые (СТ1, СТ2, СТЗ), твер­дые (TI, Т2), весьма твердые (ВТ1, ВТ2) и чрезвычайно твердые (ЧТ1, ЧТ2).

Чем меньше твердость абразивных инструментов, тем слабее сцепление между зернами и связкой и тем легче отдельные зерна под действием внешних сил могут быть вырваны из режущей поверхности круга. По мере возрастания сил сцепления между зернами и связкой возрастает и сопротивление разрушениям под действием внешних сил.

Абразивные инструменты на керами­ческой связке изготовляют всех степеней

твердости, инструменты на бакелитовой связке — только от СМ1 до Т1; для инст­рументов на вулканитовой связке твер­дость не указывается.

В процессе шлифования абразивные зерна инструментов изнашиваются тем интенсивнее, чем тверже обрабатываемый материал и чем выше его истирающие свойства. С изнашиванием зерен возрас­тают силы резания, способные выломать (вырвать) из режущей поверхности круга изношенные зерна. Выламывание изно­шенных зерен приводит к обновлению режущей поверхности — включению в ре­зание неизношенных зерен из нижних слоев круга. Таким образом, происходит самозатачивание круга, сопровож­даемое изменением положения режущей поверхности (уменьшением наружного диаметра при плоском и круглом шли­фовании).

Чтобы использовать свойство само­затачивания абразивных инструментов, шлифование твердых материалов с повы­шенными истирающими свойствами ведут мягкими шлифовальными кругами. Напри­мер, заточка твердосплавных инструмен­тов ведется кругами с твердостью М2... СМ2. Чем мягче обрабатываемый материал, тем тверже выбирают круги: шлифование термообработанных конст­рукционных и инструментальных сталей твердостью HRC50... 65 ведут электро- корундовыми кругами с твердостью СМ и С; шлифование конструкционных ста­лей и чугунов в состоянии поставки — электрокорундовыми кругами с твер­достью СТ, а сплавов алюминия и меди — кругами с твердостью Т1. Круги с твер­достью ВТ и ЧТ используются для предварительной обработки и очистки литья, снятия грата на сварных швах, обработки заготовок в заготовительных цехах, т. е. когда не требуются высокая точность обработки и высокое качество обрабатываемых поверхностей.

С изменением твердости изменяется пористость круга. В абразивных инстру­ментах на керамической связке объем пор уменьшается с 46,5 у кругов с твердостью Mlдо 33% у кругов с твердостью СТЗ