Твёрдость абразивного материала (шлифовальных головок, шлифовальных кругов)

Твердость – прочность удержания абразивного зерна связкой.
Чем выше твердость, тем прочнее удерживается зерно.
Шкала твердости инструмента в России состоит из 16 основных степеней:
ВМ1 и ВМ2 – весьма мягкий
М1, М2, М3 – мягкий;
СМ1-СМ2 – средне мягкий;
С1, С2 – средний;
СТ1, СТ2, СТ3 – средне твердый;
Т1, Т2 – твердый;
ВТ – весьма твердый;
ЧТ – чрезвычайно твердый
Соответствие обозначений степеней твердости в России и за рубежом приведены в таблице

Соответствие обозначений степеней твердости в России и за рубежом

В этой шкале цифры 1, 2 и 3 характеризуют возрастание твердости абразивного инструмента внутри данной степени. 
В большинстве случаев достаточно при выборе твердости определить ее группу (например, С или СТ).
Методы определения твердости абразивного инструмента на керамической связке регламентированы ГОСТами 18118-79, 19202-80 и 25961-83. 
Однако, ни один из них не может быть в полной мере применен для инструмента малых диаметров, особенно для шлифголовок. 
По этой причине ГОСТ 2447-82 регламентирует рецептурную маркировку твердости шлифголовок, контроль которых не предусмотрен ГОСТ19202-80.
Вместе с тем, твердость абразивного инструмента зависит от целого ряда параметров технологического процесса его изготовления. Так, например, только особенности процесса обжига изделий на керамической связке могут обусловить отклонение твердости ± 1÷2 ступени от заказанного номинала при одной рецептуре формовочной смеси. 
Характер абразивной обработки у потребителей в ряде случаев требует использования инструмента одной степени твердости. В связи с этим, для контроля твердости малогабаритных изделий нами используется методика, сочетающая рецептурный, пескоструйный и ультразвуковой методы контроля. 
При выборе твердости абразивного инструмента обычно руководствуются общеизвестными положениями: для обработки твердых материалов следует применять мягкий инструмент, наоборот, для обработки мягких материалов – более твердый (исключение – жаропрочные и нержавеющие стали, цветные металлы). Существенное значение имеет окружная скорость круга, чем больше ее величина, тем более мягким должен быть инструмент.
Необходимо учитывать, что окружная скорость определяется числом оборотов приводного устройства и диаметром абразивного инструмента. При невозможности обеспечить окружные скорости более 20м/сек необходимо использовать более твердый инструмент. При обработке твердых материалов для повышения шлифовальной способности абразивного инструмента следует использовать низкие окружные скорости.

Окружную скорость можно оценить по формуле:
V=2πRn/60=0,105Rn, где
V – окружная скорость, м/сек
R – радиус инструмента, м
N – число оборотов привода в 1 мин

Рекомендуемые окружные скорости в зависимости от твердости инструмента

Рекомендуемая твердость в зависимости от вида обработки

Контроль твердости инструмента

Твердость малогабаритного абразивного инструмента может быть измерена акустическим методом (ГОСТ 25961-83), т.к. измерение твердости пескоструйным методом (ГОСТ18118-79) и методом вдавливания шарика (ГОСТ19202-80) для малогабаритного абразивного инструмента практически не применимы. 

Для измерения твердости акустическим методом наиболее удобным является прибор «Звук»110-М. Однако и этот метод дает хорошие и стабильные результаты лишь при определенном соотношении высоты и диаметра круга. Особенно это относится к шлифовальным головкам. 
Так например, для головок с размерами 8х25х3; 10х25х3 и им подобных пик твердости (частота колебаний) проявляется достаточно четко. В то же время, твердость головки 3х6х1,5, оценить этим методом достаточно проблематично. ГОСТ 2447-82 на головки требует маркировать инструмент, контроль которого не предусмотрен ГОСТ 19202-80, в соответствии с рецептурой. 
Таким образом, контроль твердости головок (в принципе и кругов) диаметром до 6мм ГОСТ 2447-82 не регламентирует. 
Инструмент с диаметрами до 6мм., контролируют по массе. Если масса головки сырца соответствует заданной по рецептуре, то требуемая степень твердости обеспечивается. 
Инструмент, геометрические размеры которого позволяют оценить твердость акустическим методом, подвергается дополнительному контролю на приборе «Звук-110м».