Предисловие. 
Материаловедение. 
Том 1. Абразивные материалы

В настоящем учебнике авторами поставлена цель — показать лучшие достижения в области исследования физико-механических свойств, технологии производства и областей применения абразивных материалов. Данное издание предназначено, прежде всего, для подготовки специалистов технологовмашиностроителей, для которых знание современных материалов является необходимым условием их успешной работы. Поэтому рассмотрение вопросов, связанных с использованием абразивных материалов, с применением данного пособия позволит улучшить качество подготовки специалистов машиностроительных специальностей.

Анализ литературы по описанию областей применения абразивных материалов и инструментов в технике (за последние два десятилетия и более ранний период) позволяет сделать вывод о достаточно широком внедрении различных абразивных материалов и абразивных инструментов на основе различных связок в технике и, как следствие, об актуальности создания отдельного учебного пособия в рамках дисциплины «Материаловедение. Абразивные материалы», в котором было бы уместно описать структуру, свойства, методы получения и области применения современных абразивных материалов в машиностроении и других областях техники. В связи с этим в настоящей работе дана первая попытка предложить следующую структуру такого учебника.

Издание состоит из трех томов. Первый том «Материаловедение. Абразивные материалы» включает четыре главы.

В первой главе приводится классификация абразивных материалов на природные и искусственные материалы, которые в свою очередь делятся на материалы оксидной группы, к которой относятся все разновидности электрокорунда (модификация А1₂0₃) и материалы карбои карбидонитридной группы (синтетические алмазы, карбиды кремния и бора, кубический нитрид бора).

Вторая глава посвящена описанию технологии производства электрокорундовых материалов (абразивные материалы оксидной группы). Рассматриваются технологии производства нормального, белого, циркониевого электрокорундов, монокорунда, электрокорундов, легированных хромом и титаном, а также формокорупда и сферокорунда с анализом физико-химических процессов, протекающих при выплавке всех этих материалов.

В третьей главе описана технология производства материалов карбидонитридной группы: карбидов кремния и бора, синтетического алмаза и кубического нитрида бора.

Четвертая глава посвящена описанию производства шлифовальных материалов. Приводится классификация шлифматериалов на шлифзерно, шлифпорошки и микронорошки по отечественным и национальным стандартам (США, ФРГ, Япония). Рассмотрены основы теории измельчения абразивного материала, дана классификация измельчительных аппаратов, приведены технологические схемы производства шлифматериалов пооперационно — от грубого дробления (получение шлифзерна) до тонкого измельчения (получение микропорошков). Завершается четвертая глава приведением подробного описания методов определения физико-механических и магнитных свойств шлифовальных материалов.

Во втором и третьем томах рассмотрены технологии производства абразивных инструментов на керамической и органической связках: значительное место также уделено описанию нового современного оборудования, применяемого в производстве абразивного инструмента.

Таким образом, в учебнике логично и последовательно приведен весь технологический цикл производства абразивных материалов в куске и зерне (шлифовальные материалы) и методы контроля их физико-механических, магнитных и других свойств. Представленное именно в таком структурированном виде настоящее издание может быть использовано при подготовке студентов вузов, обучающихся по направлению «Машиностроение и материалообработка». Может быть полезным для инженеров и техников, работающих в области производства абразивных материалов и инструментов. В качестве круга читателей можно рекомендовать также инженеров-производственников и научных работников, специализирующихся в области материаловедения и машиностроения, преподавателей, аспирантов и студентов машиностроительных, политехнических и технологических вузов. Учебник важен как для изучения дисциплины «Материаловедение» в высшей профессиональной школе, гак и для российских машиностроительных предприятий. Следует отметить, что представленный материал находится также в сфере насущных интересов ведущих мировых фирм-производителей машиностроительной продукции.

В результате изучения материала учебника студент должен:

знать

• • свойства природных и синтетических абразивных материалов, которые могут быть рекомендованы для использования в машиностроении;
• • основные технические характеристики и особенности технологий производства электрокорундовых материалов, карбидов кремния и бора, синтетических алмазов и кубического нитрида бора;
• • основы теории измельчения абразивных материалов, виды и характеристики измельчительных аппаратов абразивного материала и технологические схемы производства шлифовальных материалов;
• • свойства шлифовальных материалов и методы их контроля (контроль структуры, химического и зернового состава, насыпной плотности, содержания магнитных включений, хрупкости абразивных зерен, прочности и износостойкости единичного зерна, абразивной, режущей и полирующей способности, микромеханических характеристик абразивного материала);
• • конкретные области применения абразивного материала и инструмента в машиностроении (станкостроение и металлообработка);

уметь

• • решать конкретные задачи по выбору абразивных материалов и инструментов для конкретного вида механической обработки металлических изделий и изделий из сплавов, дерева, кожи и др.;
• • выбирать и предлагать конкретные технологические режимы для производства всех видов абразивных материалов оксидной группы (электрокорундов нормального, белого, монокорунда, формокорунда, сферокорунда и электрокорунда, легированного хромом, титаном и цирконием);
• • решать технические вопросы, связанные с технологиями промышленного производства абразивных материалов кабои карбонитридной группы (карбидов кремния и бора, синтетического алмаза и кубического нитрида бора);
• • классифицировать шлифматериалы на шлифзерно, шлифнорошки и микропорошки и пользоваться современными приборами для определения зернистости шлифпорошков абразивных материалов и их физико-механических и других свойств;
• • работать на всех приборах для определения технических характеристик абразивных материалов (определение насыпной массы, содержания магнитных включений, режущей способности и прочности единичного зерна, абразивной и режущей способности, полирующей способности);
• • сравнивать уровень качества отечественных абразивных материалов с зарубежными аналогами по физико-механическим характеристикам;
• • грамотно выбирать различные виды абразивных материалов и инструментов для их конкретного и эффективного использования в машиностроении;

владеть

• • умением классифицировать абразивные материалы, но их происхождению на природные (алмаз, гранат, корунд, кремень, наждак, пемза, трепел (инфузорная земля), полирит) и искусственные (электрокорундовые материалы на основе А1₂Оз: электрокорунд нормальный, монокорунд, электрокорунд белый, легированные электрокорунды, формокорунд, сферокорунд, карбид кремния, карбид бора, синтетический алмаз, кубический нитрид бора);
• • основами технологии производства искусственных абразивных материалов оксидной группы (электрокорундовые материалы), включая схемы аппаратурного оформления технологических процессов выплавки нормального электрокорунда «на выпуск» и «на блок», монокорунда, белого электрокорунда, формокорунда и схему разливки расплава циркониевого электрокорунда в валки-кристаллизаторы;
• • основами технологии производства абразивных материалов карбонитридной группы, включая получение карбидов кремния и бора в куске и в зерне (шлифовальные материалы), получение синтетических алмазов и кубического нитрида бора;
• • основами технологии производства шлифовальных материалов, включая их классификацию на шлифзерно, шлифнорошки и микропорошки;
• • основами теории измельчения абразивных материалов, знанием видов и характеристик измельчительных аппаратов, технологическими схемами производства шлифовальных материалов;
• • знанием свойств шлифовальных материалов и методов контроля их качества (химического состава, насыпной плотности, магнитных включений, хрупкости абразивных зерен, прочности единичного зерна и его абразивной и режущей способности, износостойкости, полирующей способности микропорошков и абразивных паст, микромеханических характеристик и эксплуатационных свойств);
• • умением решать ряд практических задач, включая умение выбрать и рекомендовать конкретные виды абразивного материала для механической обработки различных материалов (различных черных и цветных металлов, керамических материалов, дерева, кожи и т. п.).