Металлическая связка, по своему основному назначению, должна удерживать алмазные зерна на рабочей поверхности инструмента и при этом выдерживать механические и температурные нагрузки. Естественно, основным критерием ее качества, становится интенсивность ее изнашивания, она должна быть минимальной. Достигается это путем простого повышения твердости связки до максимально возможной. Запекание такой связки обычно происходит при температурах 900-1300 градусов. Также большую роль в работе связки играет пластичность, так как связкой необходимо обеспечить полный охват абразивных зерен, без зазоров. Кроме того, эффективность связки зависит и от теплопроводности, которая определяет интенсивность отвода теплового потока и обеспечения минимального нагрева рабочей зоны инструмента. Количество материалов, которые могут дать такие характеристики не велико. Чаще всего встречаются медно-алюминиевые, медно-оловянные и алюминиево-цинковые связки.
Например, в промышленности для шлифовки твердого сплава на повышенных режимах применяются специальные металлические связки М1-01 и М1-06. Это связки алюминиево-цинковые. Кроме двух металлов связка также содержит и медь. Этот сплав имеет очень сложный состав и технологию его плавки. В структуре материала связки присутствуют три фазы: твердый раствор на основе интерметаллида CuAl2, сплав алюминия с цинком и кристаллы кремния. Из-за сложностей изготовления и цены, эта связка не актуальна для целей заточки ножей и практически не применяется при изготовлении заточных брусков.
Наиболее подходящей по составу и качествам для заточки ножей и инструмента, стала связка на основе меди. Медь обладает прежде всего, высокой пластичностью при достаточно высокой твердости и широкой доступности, и выступает в качестве матричного материала для изготовления связок для алмазного инструмента. Однако в чистом виде она в связках не используется, так как, это приводит к очень интенсивному «засаливанию» и, тем самым, к потере режущей способности алмазного слоя, особенно, при заточке и шлифовании твердых сплавов и композитов. Во время обработки твердый сплав образует навалы на боковой поверхности алмазных зерен и налипы (нарост) на вершинах, которые, взаимодействуя со связкой, способствуют развитию «засаливания». Поэтому к меди необходимо добавлять другие материалы, уменьшающие ее негативные качества. Среди таких материалов выступают обычно свинец, никель, бор, но наибольшую популярность получило олово. Именно эти два металла: медь как основа и 20 % олова как добавки, и создали самую популярную металлическую связку М2-01.
М2-01 (предыдущее обозначение - M1), применяется для изготовления алмазного инструмента, рекомендуемого для шлифования твердосплавных изделий, твердосплавного многолезвийного инструмента и его заточки. Структура связки М2-01 системы медь - олово состоит из зерен α-(твердый раствор олова в меди) фазы, между которыми располагаются колонки эвтектоида (сплав, в котором происходит перекристаллизация (полиморфное превращение) с одновременным образованием двух новых фаз), состоящие из смеси δ- и α-фаз. При этом α-фаза отличается сравнительно высокой прочностью и пластичностью. Прочность и пластичность δ-фазы ниже, но эта фаза обладает более высокой твердостью, чем α-фаза. Соотношение между объемами α-фазы и эвтектоида составляет 40:60.
Благодаря указанной структуре, связка М2-01 обладает высокими показателями прочностных свойств, в частности, предел прочности при сжатии составляет 830 МПа, а твердость - 89 HRB (по шкале Бринелля). При этом она имеет достаточно хорошую пластичность и теплопроводность, почти в 2 раза превышающую теплопроводность связки на основе системы медь-алюминий-цинк. Данная связка обладает и более высокой прочностью алмазоудержания - усилие вырыва алмазного зерна из этой связки имеет значение - 8,2 Н(ньютона), примерно 0.836 килограмм-сил. Главным недостатком этой связки является уже указанное ранее быстрое «засаливание» бруска. Но для целей ручной заточки ножей при невысокой скорости этот аспект не играет особой роли. Поэтому производители активно применяют такие связки при изготовлении брусков с наполнением из порошка на основе натуральных или синтетических алмазов, а также эльборов.
Читайте также:
Виды связок абразивных брусков для заточки
