У процесі випалу різні мінеральні компоненти всклоподібний шліфувальний кругсполучні речовини взаємодіють один з одним. За однакових умов випалу, атмосфери та тиску лише невелика частина деяких компонентів може розплавитися. Розплавлене скляне сполучне шліфувального круга охолоджується, утворюючи склоподібну фазу, яка рівномірно розподіляється навколо абразивних зерен, скріплюючи їх разом. В'яжучі з остеклованого шліфувального круга з вогнетривкістю нижчою за температуру випалу стають розплавленими в'яжучими. Ті, що мають вогнетривкість вище температури випалу, стають спеченими зв’язуючими; а ті, що мають вогнетривкість, близьку або дорівнює температурі випалу, стають напів-спеченими зв’язуючими.
(1) Зв’язувальні речовини для шліфувального круга на основі корунду-
Сполучні для спікання в основному використовуються в абразивах на-корундовій основі та мають багато різновидів. Найбільш часто використовуваними типами є глинистий -польовий шпат (K2O·Al2O3·SiO2) і глиняний-польовий шпат-боросилікатне скло (К2O·Al2O3·B2O3·SiO2).
Діапазон складу глиняно-в’яжучого на основі польового шпату становить від 20% до 50% глини та від 50% до 80% польового шпату. В’яжучі з вмістом глини нижче 30% вважаються плавленими, а з більшим вмістом глини – спеченими. Вогнетривкість в'яжучого підвищується зі збільшенням вмісту глини і знижується зі збільшенням вмісту польового шпату. Глини-польовошпатові зв’язувальні речовини є недорогими та відповідають вимогам до продуктивності-корундових абразивів загального призначення, але їх не можна використовувати для виготовлення крупно{11}}та м’яких-абразивів.
Боросилікатне скло в глиняно-польовому шпаті-боросилікатному зв’язуючому склі має вогнетривкість 640-690 градусів і є сильним флюсом. Бор-вмісні зв’язувальні речовини є всіма плавленими зв’язуючими; вони мають високу текучість, гарну -змочуваність при високій температурі та сильну реакційну здатність, що сприяє підвищенню міцності абразиву. Вони часто використовуються для підвищення міцності абразивів, а також у крупнозернистих і м’яких- абразивах із низьким вмістом сполучної речовини, високошвидкісних шліфувальних кругах і надтвердих абразивах.
(2) Зв’язувальні речовини для шліфувального круга на основі карбіду кремнію-
Абразиви SiC зазвичай використовують спечені сполучні речовини. При високих температурах SiC розкладається на C і Si, причому цей розпад посилюється зі збільшенням рідкої фази в сполучному. Коли кисню недостатньо, виникають дефекти «чорного ядра». Вогнетривкість спеченого сполучного вища за температуру випалу, і під час спікання утворюється лише невелика кількість рідкої фази. Невелика кількість С у результаті розкладання абразивних зерен окислюється, і на поверхні абразивних зерен SiC утворюється тонка плівка SiC, що перешкоджає подальшому розкладанню SiC. Спечені в’яжучі мають низьку текучість, реакційну здатність і змочуваність при високій{5}}температурі. Абразиви, виготовлені з цими сполучними, мають низьку пористість, низьку ефективність шліфування та схильні до прогорання заготовки. Вони в основному використовуються для абразивів SiC з високою твердістю.
Звичайні сполучні речовини, що використовуються для абразивів SiC, включають глиняний-польовий шпат-кварцовий тип, глиняний-польовий шпат-кварц-тип тальку та глиняний-польовий шпат-тип боросилікатного скла. Діапазон співвідношення сировини для глини-польового шпату-кварцового в’яжучого становить 15%~30% кварцу, 40%~65% польового шпату та 20%~35% глини. Здебільшого це спечені зв’язувальні речовини, які є відносно крихкими, а абразиви підходять для шліфування твердіших заготовок. Глиняні-польові шпати-кварцові-талькові зв’язувальні також є спеченими зв’язуючими, які в основному використовуються у виробництві абразивів SiC середньої твердості або вище. Вони мають високий кислотно-{22}}лужний коефіцієнт, сильну стійкість до утворення «чорного ядра» та запобігають почервонінню абразиву. Глиняно-польовий шпат-боросилікатне скло зв’язуюче має вищу міцність і підходить для виготовлення високошвидкісних -шліфувальних кругів SiC зі швидкістю 60 м/с. Ці сполучні мають плавлений тип, мають високий кислотно-лужний коефіцієнт, і продукти менш схильні до дефектів «чорного ядра».
(3) Сполучні для алмазу та кубічного нітриду бору шліфувального круга
Через низьку термічну стабільність алмазу та кубічного нітриду бору надтверді абразивні інструменти мають виготовлятися з використанням низько-температурного випалу зі сполучними речовинами з низькою-температурою плавлення. Низько{3}}температурний випал зі зв’язуючими з низькою-температурою плавлення має такі характеристики:
① Випалювання при низькій-температурі зі зв’язуючими з низькою{1}}температурою плавлення може заощадити витрати на паливо та скоротити цикл випалу.
② Це може покращити якість абразивних інструментів і зменшити кількість дефектних виробів. Низько{1}}температурний випал дозволяє уникнути проблеми поганої високотемпературної-термічної стабільності алмазу та кубічного нітриду бору.
③ Сполучні речовини з низькою-температурою плавлення за кімнатної температури включають глиняний-польовий шпат-боросилікатне скло-флюоритового типу, боросилікатне скло-кварц-корундовий порошок-твердий тип водяного скла, глини-бор-містке голчасте скло та глиняний-польовий шпат-тип віконного скла.
Звичайні сполучні для скла, що використовуються в алмазних абразивах, включають SiO2·ZnO·B2O3скло, Na2O·Al2O3·B2O3·SiO2скло та SiO2· Ал2O3· TiO2·BaO·B2O3скло. Абразиви кубічного нітриду бору зазвичай використовують SiO2·B2O3·На2Скло O·PbO·ZnO. Завдяки низькій температурі розм’якшення, високій міцності та хорошій хімічній стабільності натрієві боросилікатні скла часто вибирають як базове скло для керамічних зв’язуючих речовин у алмазних і кубічних абразивах нітриду бору. Потім додають і регулюють інші компоненти відповідно до вимог сполучного, таких як низька температура плавлення, низьке розширення, висока міцність і хороша змочуваність. Наразі скло{3}}кераміка використовується як сполучна речовина для скла в керамічних матрицях для виробництва абразивів із алмазу та кубічного нітриду бору. Ця скло-кераміка включає силікатну, алюмосилікатну, фторосилікатну та боратну скло-кераміку. Фторосилікатне скло-кераміка зазвичай використовується як сполучний; вони засновані на системі MgO·Al2O3·SiO2 з додаванням сильних флюсів, таких як фтор і калій, для зниження температури плавлення та температури кристалізації фторсилікатної скло-кераміки, таким чином досягаючи низької температури плавлення, необхідної для надтвердих зв’язуючих матеріалів.
