ОТЧЕТ по результатам практического тестирования абразивных материалов

Проведение практического тестирования фибровых кругов 125 мм с керамическим зерном, производимых компаниями: «3М», «VSM», «PFERD».

Для тестирования применяется одна зернистость абразивов — Р36.

Задача тестирования:
Практическое сравнение производительности и износостойкости абразивных материалов.

Используемое оборудование:

  1. Угловая шлифовальная машина «PFERD UWER 18/110 SI».
  2. Подложка под фибровые круги «VSM TURBO PAD 1 125».
  3. Весы «OHAUS NAVIGATOR XT NVT3201/2».
  4. Фотоаппарат.
  5. Секундомер.
  6. Стальная пластина 150×150×10.

Методика проведения теста:

  1. Создание и поддержание постоянных лабораторных условий: температура воздуха +18…+25 °С, относительная влажность 30-70%.
  2. Взвесить заготовку (пластину) и шлифовальный диск, внести значения масс M0,г и m0, г в таблицу.
  3. Установить заготовку в тисках вертикально.
  4. Шлифовать заготовку в течение одного шага, равного 5 мин. Усилие прижима сохранять постоянным.
  5. Взвесить заготовку, внести значение массы Mn, г и съём Sn, г в таблицу. Съём за шаг n рассчитывается по формуле Sn = MnMn-1.
  6. Взвесить шлифовальный диск, внести значение массы mn, г и износа hn, г в таблицу. Износ диска за шаг n рассчитывается по формуле hn = mnmn-1.
  7. Сделать фотографию рабочей поверхности шлифовального диска.
  8. Повторить пункты 3 – 8 до выполнения условия Sn Sn-1 / 2.
  9. Повторить п. 2 – 8 для всех образцов и каждого производителя.
  10. Обработка результатов по таблице, составление совместной диаграммы и фотоотчёта.

Результаты испытаний:

В ходе проведения сравнительных испытаний были применены фибровые круги Ф125 мм марок 3M CUBIRON II 987C, VSM ACTIROX AF890 и AF799, PFERD VICTOGRAIN. При шлифовании применялось постоянные частота вращения, усилие прижима и частота возвратно-поступательных движений вдоль заготовки; угол наклона выдерживался 3-5°. Результаты испытаний отражены в таблицах и на совместных графиках ниже.


Таблица 1 – Результаты испытаний фибровых кругов

Таблица 1 – Результаты испытаний фибровых кругов (окончание)
Рисунок 1 – Диаграмма суммарного съёма материала m, кг
Рисунок 2 – Диаграмма изменения съёма материала за один шаг M, кг
Рисунок 3 – Фотографии фибровых кругов до начала обработки слева направо AF890, 987C, VICTOGRAIN, AF799
Рисунок 4 – Фотографии фибровых кругов после 30 минут обработки слева направо AF890, 987C, VICTOGRAIN, AF799

Анализ результатов испытаний:

Фибровые диски с керамическим зерном заданной формы отличаются высоким уровнем агрессивности и длительным периодом стойкости.

Наилучший результат при ручной обработке заготовки из обыкновенной стали показал фибровый круг VSM ACTIROX AF890.

Фибровый круг VSM ACTIROX AF890 последней ревизии показал высокую агрессивность, длительный период стойкости и хорошее сцепление с заготовкой во время резания. Защитный слой TOP SIZE позволил производить обработку с большим съёмом без особых усилий и прижогов поверхности до 45 минут.

После 45 минут работы начали появляться небольшие прижоги поверхности, засаливание и прижоги зерна на поверхности круга, активный защитный слой TOP SIZE изношен вокруг зёрен. Благодаря постепенному снижению уровня защитного слоя происходит перезатачивание и открытие зёрен и образование новых режущих кромок без полного выкрашивания или вырывания зерна из основы.

После 75 минут работы зерно немного засалилось и приработалось вместо скалывания, в работу вступил новый слой защитного покрытия TOP SIZE, оставшийся во впадинах между зёрен, благодаря чему пропали прижоги обрабатываемой поверхности. На поверхности круга стал заметен металлический блеск на приработанных зёрнах, свидетельствующие о притуплении, засаливании и прижоге зёрен. При этом начинается выкрашиваться зёрна по наружному и внутреннему периметру круга вместе со связкой до основы.

Металлический блеск связан с приплавлением зёрен и остатками расплавленных частиц металла на поверхности связки и зёрен. Из-за этого снижается сцепление круга с заготовкой, поэтому на 85 минуте работы круг начинает скользить по поверхности заготовки, пока не приработается, и новые рабочие поверхности не вскроются.

Так круг проработал до 170 минут, постепенно снижая свою агрессивность без значительных прижогов на поверхности самого круга, затем произошло выкрашивание зерна и резкий скачок агрессивности.

На 3 часах работы было решено приостановить дальнейшую обработку в связи с окончанием установленного периода стойкости, не смотря на то, что критерий работоспособности так и не был выполнен.

Рисунок 5 – Фотография фибрового диска AF890 после 180 минут обработки

За первый час работы круг AF890 сточил 2588 г стали, потеряв в собственном весе 5,8 г; за следующий час – 1725 г и 1,2 г, и за последний час – 880 г и 0,85 г соответственно. Итоговый коэффициент шлифования составил 662, было сточено 5193 г стали, и круг потерял 7,85 г, проработав 3 часа.

Значительная потеря массы круга за первые шаги связана с приработкой и выкрашиванием вершин зёрен, а так же потеря плохо связанных участков и изношенных участков охлаждающего слоя TOP SIZE.

Фибровый круг 3M CUBITRON II 987C с защитным охлаждающим слоем показал хорошее сцепление с обрабатываемой поверхностью, но проиграл остальным участникам.

Данный круг характеризуется большим количеством горизонтально и плотно расположенными зёрнами и прочной связкой, в связи с чем круг тяжело прирабатывается после приработки основных (вертикально расположенных) зёрен.

На первом шаге показал хорошее въедание круга в заготовку и аккуратную приработку без выкрашивания защитного слоя, но меньшую агрессивность, чем на последующем шаге.

Данный круг показал стабильную работу в течение 35 минут, после которых начали появляться прижоги как на обрабатываемой поверхности, так и на поверхности круга. В основном образовывались значительные прижоги (быстро перегревалась поверхность заготовки) на обрабатываемой заготовке, а к 75 минутам и на круге образовались тёмные области со следами засаливания и металлического блеска. При этом стоит отметить высокую краевую стойкость, зерно по периметру выкрошилось незначительно по сравнению с остальными испытываемыми кругами.

Затем обработка стала характеризоваться сильными перегревами обрабатываемой поверхности, большими следами прижогов и скольжением круга по поверхности из-за чего стало сложнее контролировать процесс обработки.

К 120 минуте работы круг перестал резать основной поверхностью и лишь скользил по поверхности обрабатываемой заготовки, лишь иногда зацепляясь зерном по краю круга. В связи с резкой и значительной потерей агрессивности, удовлетворив условие работоспособности, дальнейшее испытание круга было приостановлено.

Рисунок 6 – Фотографии фибрового диска 987С до и после заключительного шага обработки

За первый час работы круг 987С сточил 1972 г стали, потеряв в собственном весе 4,6 г, и за последний час – 809 г и 2,0 г соответственно. Итоговый коэффициент шлифования составил 421, было сточено 2781 г стали, и круг потерял 6,6 г, проработав 2 часа.

Фибровый круг PFERD VICTOGRAIN-COOL с защитным охлаждающим покрытием показал наибольшую начальную агрессивность, но круг не отработал полный период стойкости в связи с разрушением основы.

В начале, как и у круга 3M 987C, при приработке агрессивность была меньше, чем на трёх последующих шагах, связать это можно с крепким сцеплением защитного покрытия с основой и зерном, которое вскрылось в дальнейшем и раскрыло потенциал по съёму.

Стабильное резание без дефектов обработки продолжалось до 45 минут, при этом прижоги на поверхности самого круга стали появляться на 35 минуте.

К 45 минуте на обрабатываемой поверхости стали образовываться прижоги, а на поверхности круга по внутреннему и внешнему периметру рабочей зоны произошло значительно выкрашивание зерна вместе со связкой. Основная рабочая поверхность при этом сохранила большое количество нераскрытого зерна и защитного покрытия вблизи зёрен.

В дальнейшем зёрна стали массово приплавляться, образовывался заметный металлический блеск и тёмные пятна на поверхности круга, прижоги обрабатываемой поверхности значительно усилились.

К 80 минуте работы кругом было замечено снижение краевой устойчивости круга, он стал распушаться, обрываться по периметру и закручиваться с обратной стороны.

К 100 минуте работы круг, сохраняя значительную агрессивность, стал проскальзывать по поверхности в связи с притуплением зерна и сильным засаливанием, стал слышен характерный свист при работе кругом.

Сильные прижоги обрабатываемой поверхности сменились «лизанием» по поверхности и снижением производительности, затем на 115 минуте происходит перезатачивание зёрен и вновь возрастание производительности при отсутствие дефектов шлифования на обрабатываемой поверхности.

После 140 минуты зерно вновь притупилось, и круг стал проскальзывать при обработке, а на 157 минуте круг разрушился.

Рисунок 7 – Фотографии фибрового диска VICTOGRAIN до и после заключительного шага обработки

За первый час работы кругVICTOGRAIN-COOL сточил 2836 г стали, потеряв в собственном весе 8,0 г; за следующий час – 1307 г и 1,6 г, и за последний отрезок – 375 г и 1,2 г соответственно. Итоговый коэффициент шлифования составил 418, было сточено 4517 г стали, и круг потерял 10,8 г, проработав 2 часа, 35 минут, и разрушился.

Фибровый круг VSM ACTIROX AF799 – единственный круг без защитного охлаждающего слоя, показал неплохую агрессивность и оставлял меньше дефектов на обрабатываемой поверхности.

Очень длительный период приработки с сохранением товарного вида до 40 минут. Однако локальные прижоги на поверхности круга можно заметить с 25 минуты вместе с металлическим блеском.

После 45 минуты работы на обрабатываемой поверхности стали образовываться прижоги, по периметрам рабочей зоны круга начало выкрашиваться зерно со связкой, начался стремительный рост тёмной зоны на поверхности круга. При этом само зерно остаётся острым и свободным от засаливания, и доступным для перезатачивания.

Местами, где были большие агломерации зерна наблюдается приработка до связки, из-за которой после 65 минуты круг начинает проскальзывать по обрабатываемой поверхности. Сохраняя высокую агрессивность, но низкое сцепление из-за большой площади контакта и, как следствие, трения, быстро образуются сильные прижоги как на поверхности заготовки, так и на поверхности круга.

В отличие от других кругов у AF799 в данном режиме работы при значительной зоне прижога на рабочей поверхности круга не наблюдается сильного засаливания (определяется по металлическому блеску зерна), поэтому сохраняется агрессивность.

На 75 минуте как и у VICTOGRAIN появляется писк при работе кругом, затем стойкие прижоги сменяются «лизанием» по поверхности  до 110 минуты, когда резко снижается производительность круга, поверхность круга уже практически полностью потемнела от прижога, периодически зерно обновляется, а затем вновь притупляется, и к 135 минуте производительность падает ниже заданного уровня.

Рисунок 8 – Фотографии фибрового диска AF799 до и после заключительного шага обработки

За первый час работы круг сточил 2408 г стали, потеряв в собственном весе 4,4 г; за следующий час – 927 г и 1,2 г, и за последний отрезок – 93 г и 0,3 г соответственно. Итоговый коэффициент шлифования составил 581, было сточено 3428 г стали, и круг потерял 5,9 г, проработав 2 часа, 15 минут.

Основной причиной повышенной агрессивности кругов VSM и PFERD вижу в менее прочной связке и стойкости охлаждающего слоя, которые не препятствуют раскрытию зерна без огромных усилий. Сами керамические зёрна толще, чем у 3M, из-за чего они могут иметь большую прочность на скалывание, но при этом получается больше площадь контакта, а значит и выше трение. Поэтому на поверхности этих кругов образуется больше прижогов.

Также можно отметить, что у кругов 3M CUBITRON II больший объём зерна расположен горизонтально относительно рабочей плоскости круга, что увеличивает площадь контакта и препятствует обновлению зерна в купе с прочной связкой.

Всеми кругами, кроме разрушавшегося круга PFERD VICTOGRAIN при приложении значительных усилий и/или с использованием более жёсткой подложки можно продолжить работу.

Выводы:

Наилучший результат производительности и стойкости показал фибровый диск VSM ACTIROX AF890, проработав 3 часа чистого времени, обработав 5,2 кг стали обыкновенной.

Основной конкурент фибровый круг 3M CUBITRON II 987C проработал 2 часа чистого времени, обработав 2,8 кг стали, что является худшим результатом среди испытуемых.

Фибровый диск PFERD VICTOGRAIN показал близкие к AF890 результаты, проработав 2 часа 35 минут чистого времени, обработав 4,5 кг стали, но в конце разрушился.

Фибровый круг VSM ACTIROX AF799 показал хорошую производительность, не смотря на отсутствие охлаждающего слоя, он проработал 2 часа 15 минут чистого времени, обработав 3,4 кг стали.

Таким образом, круги с керамическим зерном ACTIROX, в том числе и VICTOGRAIN, по сравнению с зерном CUBITRON II показали лучшую производительность в 1,2 …1,6 раза за тот же период времени и выше общий период стойкости.

На этапах возникновения дефектов обработки и обновления зерна — 45 и 90 минут производительности кругов сравнивались, общий внешний вид субъективно был хуже, чем у круга 3M, но в итоге по суммарной производительности, периоду стойкости и общим ощущениям от работы (меньше усилий требуют для раскрытия зерна) оказались лучше в рамках данного тестирования.

Отправить заявку на подбор фибровых кругов под Ваши задачи или задать вопросы можно по почте info@abramat.ru или позвонить нам по телефону +7 (812) 680-02-50