Лабораторная работа № 8

«Определение прочности на истирание»

Определение прочности на истирание (износостойкости) керамических глазурованных и неглазурованных изделий производится в тех случаях, когда изделия в процессе службы должны подвергаться усилиям, истирающим их поверхность. Обязательным такое определение является для мостового клинкера, тротуарной плитки, плиток для пола, а также огнеупорных изделий, применяемых в качестве футеровки вращающихся печей, шахт доменных печей, топок, работающих на пылевидном топливе и т.д.

Стойкость изделий по отношению к действию истирающих агентов зависит от твердости материала, степени его спекания, а также от структуры черепка изделия.

Прочность на истирание характеризуется весовой или объемной потерей материала испытуемым изделием при определенных условиях его истирания. С этой целью используют соответствующие приборы. Наиболее распространенными приборами для определения прочности керамических изделий на истирание путем шлифования поверхности образца являются рычажные, двухпозиционные круги шлифования с автоматическим поворачиванием образцов. В тех случаях, когда изделия подвергается комбинированным механическим воздействиям (например, изделия для дорожного строительства) производится испытание на износ в барабанах.

Схема прибора для определения износостойкости материалов

Рычажный прибор для определения истираемости материала (износостокости) приведен на рис. 1.

Прибор представляет са­бой чугунный диск 1, приводимый в движение шестерней 5, наса­женнай с ним на один вал. Шестерня соединена со шкивом 6 ре­менной передачей. На одном валу со шкивом установлено счет­ное колeco 8, котоpoe автоматически останавливает диск. Ско­рость вращения диска - З об/мин. Прибор снабжен рычажным приспособлением, состоящим из неравноплечего рычага 2, вра­щающегося около оси и имеющего на одном конце чашку для установки груза, а на другом - противовес 4. Образец 3 встав­ляют в обойму-держатель 7, укрепленную свободно на рычаге 2.

Рычаг давит на обойму через шарнир с силой, зависящей от ве­са груза, положенного в чашку.

Рис.1 – Рычажный прибор для определения износостойкости

Порядок работы на приборе

Предварительно высушенный до постоянного веса и взве­шенный испытуемый ,образец в форме куба с ребрами длиной 70мм) плотно закрепляют в обойме-держателе 7 и при­жимают к чугyнному диску 1, помещая в чашку груз в 5 кг. Соотношение плеч рычага 1:5, следовательно, общее давление на испытуемый образец составляет 25 кг или 0,5 кг на 1 см². При изменении размеров испытуемых образцов необходимо из­менять груз, сохраняя удельную нагpузку 0,5 кг на 1 см². После установки образца отвешивают на технических весах 20 г наждака № 6 или кварцевого песка № 30-40 (0,42-0,59 мм) и подсыпают под образец. Затем диск 1 приводят в движение. Шлифующий диск делает 30 об/мин., что при расстоянии образца от центра в 22 см (в среднем) дает скорость прохождения диска под образцом в 0,69 м/сек. Во время работы диска необ­ходимо наблюдать за тем, чтобы шлифующий материал попадал между образцом. и диском, для чего материал подгребают щеткой на соответствующую часть диска.

После 22 оборотов диск 1 автоматически выключается и ос­танавливается; образец вынимают и, повернув вокруг оси на 900, снова зажимают в обойме-держателе. Затем снова насыпают 20 г шлифующего материала и пускают диск. Указанную опе­рацию повторяют пять раз. После 110 оборотов диска испытуе­мый образец вынимают из обоймы, очищают от приставшегo к нему шлифующего материала и взвешивают. Разность между первоначальным весом, образца и весом после испытания пред­ставляет весовую потерю образца от истирания после 110 оборо­тов диска. Затем образец снова вставляют в обойму-держатель и приводят в движение диск еще на 110 оборотов. Испытание считается законченным после 440 оборотов диска (четырех цик­лов). Получаемые через каждые 110 оборотов диска потери в весе образца при истирании заносят в журнал (см.табл.) и обрабатывают.

Таблица – Результаты определения истираемости образцов

Наименование материала	Номер образца	Потери веса, г после каждых 110 оборотов круга				Полная истираемость
		110	220	330	440	г/см2	См3

Подсчитывают общую потерю в весе после четырех циклов, а затем определяют сопротивляемость истиранию его по формуле:

Где: Рис- потеря от истирания в г/см² площади истирания;

g - вес образца до испытания в г;

g₁ - вес образца после испытания в г;

F- площадь испытуемого образца в см².

Сопротивляемость истиранию может также характеризоваться потерей объема, определяемой по формуле:

где: V_ис - потеря объема при испытании в см³;

R- объемный вес образца в г/см³.

По ОСТ 4245 на клинкер дорожный параметры испытания отличаются от описанных. Истиранию подвергаются цилиндры диаметром 25 мм, высверленные из кирпича. Нагрузка на образец 1,25 кг. Продолжительность испытания - l000 оборотов. Коэффициент износа определяют по формуле:

где g -потеря веса в г.

Для клинкера 1-гo сорта коэффициент износа должен быть не менее 18 и для 3-го сорта - не менее 14. Коэффициент подсчитывают как среднюю величину из трех параллельных определений.