Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Зернистость и зерновой состав абразивов. Подготовка исходных абразивных материалов для их использования при шлифовании оптических деталей заключается в дроблении на зерна, очистке от примесей (или обогащении) и классификации порошков по размерам зерен.
При очистке от примесей (или обогащении) используют как химические, так и физические способы. Примером химического обогащения служит травление дробленых зерен кислотами с последующей тщательной промывкой. В процессе обогащения физическим способом дробленые зерна пропускают через мощное магнитное поле, после чего прошедшие зерна содержат в своем составе минимальное количество металлических примесей.
В процессе классификации порошки всех материалов, кроме алмазов, разделяют по крупности зерен на три группы: шлифзерно с размером зерен от 160 мкм и выше, шлифпорошки с размером зерен от 40 до 160 мкм, микропорошки с размером зерен от 40 мкм и ниже. Каждая группа содержит несколько условных номеров (табл. 3.1).
3.1. Классификация абразивных материалов (кроме алмаза) на группы
Группа зернистости Условное обозначение зернистости Размер зерна основной фракции, мкм Область использования
Шлифзер- 25 315—250 ИзгсУтевление абразивного инструмента.
но 20 250-200 Грубо'» шлифование суспензиями порошков.
16 200-160 Шероховатость обработанных поверхностей Rz 80 — Rz 20 мкм
34
Продолжение табл. 3.1
Группа зернистости Условное обозначение зернистости Размер зерна основной фракции, мкм Область использования
Шлифпо- 12 160-125 Изготовление абразивного инструмента.
рошки 10 125-100 Грубое и среднее шлифование суспензиями
8 100-80 порошков. Шероховатость обработанных
6 80-63 поверхностей Rz 20 — Ra 1,2 мкм
5 63-50
4 50-40
3 40-28
'Микропо- М63 63-50 Среднее и мелкое шлифование суспен-
рошки М50 50-40 зиями порошков. Шероховатость обрабо-
М40 40-28 танных поверхностей Ra 2,5 — Ra 0,04 мкм
М28 28-20
М20 20-14
М14 14-10
М10 10-7
М7 7-5
М5 5-3 \ '
Разделение на шлифзерно и шлифпорошки осуществляют просеиванием абразивов через набор сит с последовательно уменьшающимся размером ячеек. Принятое условное обозначение зернистости включает в себя размер (в сотых долях миллиметра) ячеек сита, задерживающего зерно с размером основной фракции. Линейные размеры зерен основной фракции определяют визуально микроскопическими измерениями.
Микропорошки обозначают буквой М, а номер микропорошка, следующий за буквой, указывает на размер порошка в микрометрах. Для разделения микропорошков на фракции применяют водную классификацию, при которой зерна абразива различного размера выносятся из сосуда потоком движущейся воды с различной скоростью.
В условное обозначение зернистости (табл. 3.2) алмазных шлифпорошков и микропорошков в виде дроби входят размеры (в микрометрах) ячеек двух сит, задерживающих крупную фракцию (числитель) и основную фракцию (знаменатель). Абразивы каждой группы содержат основную, крупную и мелкую фракции крупности зерен. Длительно, дорого и нет необходимости создавать однородные по крупности зерен группы. Соответствующим разделением необходимо обеспечить только заданное процентное соотношение фракций в группе. Основная фракция определяет шлифующую способность абразива; мелкая фракция не оказывает практически никакого влияния на обрабатываемую поверхность; крупная фракция определяет шероховатость обрабатываемой поверхности. Условное обозначение зернистости алмазных шлифпорошков и микропорошков устанавливается по крупности зерен ос-
з*
35
3.2. Классификация алмазных порошков на группы
Условное Размер основной фракции, мкм
Группа зернистости обозначение зернистости Область применения
Шлифпо- 630/500 500 Изготовление алмазного инструмента.
рошки 500/400 400 Грубое и среднее шлифование, распилива-
400/315 315 ние, сверление и кругление деталей. Шеро-
315/250 250 ховатость обработанных поверхностей
250/200 200 Rz 160 — Ra 2,5 мкм
200/160 160
160/125 125
125/100 100
100/80 80 '
80/63 63
63/50 50
50/40 40
Микропо- 60/40 60-40 Для алмазного инструмента и паст. Сред-
порошки 40/28 40—28 нее и мелкое шлифование поверхностей, до-
28/20 28—20 водка, центрирование. Шероховатость обра-
20/14 20-14 ботанных поверхностей
14/10 14-10 - Ra 2,5 — Ra 0,04 мкм
10/7 10-7
7/5 7-5
5/3 5-3
3/2 3-2
2/1 2-1
1/0 Не ме-иее 95%
Субмикро- 0,7/0 0,7-0,3 Обработка деталей из германия, кремния, кварца, рубина. Доводка поверхностей де-
порошки 0,5/0 0,5-0,1
0,3/0 до 0,3 талей из металла и керамики
новной фракции порошка, составляющей не менее 65—70% состава. Каждая группа зернистости может содержать до 5—15% более крупной фракции. Например, шлифпорошок 200/160 состоит на 70% из зерен размером 160 мкм и до 15% из мелких зерен. Основная фракция субмикропорошков содержит соответственно 50, 60, 99%состава, число зерен крупной фракции не более 1%. Алмазные порошки с размером зерна менее одного микрометра называют субмикронниками.
Детали из оптического стекла шлифуют водными суспензиями абразивных порошков. Концентрации суспензий выражают соотношением весовых количеств жидкой (вода) и твердой (абразив) фаз и условно обозначают Ж: Т. Обычно отношение Ж: Т принимают от 2 до 5.
