ШЛИФОВАЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СОСТАВ Российский патент 1994 года по МПК C09G1/02 

Описание патента на изобретение RU2005758C1

Изобретение относится к составам для механической обработки деталей из металлических и неметаллических материалов и может быть использовано для притирки, доводки и полирования при механической и ручной обработке в станкостроительной промышленности, машиностроении, приборостроении и других отраслях народного хозяйства.

Известна алмазно-абразивная суспензия, содержащая алмазный порошок, поверхностно-активный полимер и воду, в котором в качестве поверхностно-активного полимера содержится полимер общей формулы
(-CH2-H- (-CH2- H- где A - C4H9;
R = R = CH3, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Алмазный порошок 5 - 20
Полимер указанной формулы 0,2 - 10,0 Вода Остальное
Данная алмазно-абразивная суспензия рекомендована для обработки поверхностей деталей только из алюминиевых сплавов и не может быть использовано для обработки деталей из твердых, хрупких труднообрабатываемых материалов, инструментальных сплавов, материалов на основе меди, кварца, диэлектриков, полупроводников. Использование этой суспензии не позволяет производить обработку поверхностей с шероховатостью выше Ra = 0,05 мкм.

Наиболее близким является шлифовально-полировальный состав для обработки поверхностей деталью из твердых, хрупких, труднообрабатываемых материалов, включающий алмазный порошок и полимерное связующее, в качестве которого используется синтетический амфотерный водорастворимый полимер общей формулы
CH2-H- где X - алкил;
CmH2m+1 (m = 4 - 12);
6Н5; -ОСmH2m+1 (m = 2 - 4);
R = R = -CH3; -C2H5; -C4H9;
n = 5 - 500, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Алмазный порошок 5 - 95
Синтетический амфотерный
водорастворимый полимер 5 - 95
Для этого состава характерно использование синтетических алмазов зернистостью от 20/14 до 1/0 и субмикропорошка зернистостью от 0,7/0,3 до 0,1/0.

Предлагаемый состав с использованием в качестве абразива порошков синтетических алмазов, в том числе субмикропорошков и водорастворимого атмосферного полимера не позволяет получить надежно шероховатость обрабатываемых поверхностей выше Rа = 0,05 (до 0,005 - 0,002 мкм).

Предлагаемый полимер не является широкодоступным, для его изготовления требуется сложный синтез (высокая температура, наличие инициатора), составляющие мономеры не производятся в промышленных условиях. Суспензии, как правило, характеризуется ограниченной с устойчивостью (расслаивание наблюдается после 1 - 1,5 ч).

В основу изобретения положена задача полученная максимально устойчивых, однородных, нерасслаивающихся шлифовально-полировальных составов, как суспензий, так и паст, для высококачественной обработки поверхностей различных материалов с шероховатостью в пределах Rа = 0,05 - 0,005 (0,002) мкм с минимальным дефектным слоем.

Поставленная задача решается за счет того, что шлифовально-полировальный состав для обработки поверхностей деталей из твердых, хрупких, труднообрабатываемых материалов, включающий абразив, содержащий алмаз и раствор поверхностно-активного полимера, в качестве абразива содержит ультрадисперсный алмазнографитовый порошок, полученный динамическим методом, с содержанием алмаза 10 - 99 мас. % , а в качестве поверхностно-активного полимера - амфотерную иминофурановую смолу на основе сульфаниловой кислоты общей формулы
- - где n - 5 - 100;
R = SO3H, при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Ультрадисперсный алмазо-
графитовый порошок 1 - 30
Иминофурановая смола на основе
сульфаниловой кислоты 0,2 - 40 Вода Остальное
Целесообразно использовать в качестве абразива ультрадисперсный алмазографитовый порошок, полученный динамическим методом (методом взрыва конденсированных взрывчатых веществ), после очистке от примесей или очистки и обогащения с содержанием алмаза в пределах 10 - 99% . Средний размер частиц алмаза и графита равен 40 (наименьший - 20 , наибольший - 120 ), величина удельной поверхности составляет 380 - 390 м2/г. Продукт с содержанием алмаза свыше 40% получают различными методами обогащения, позволяющими уменьшить количество графита за счет его окисления кислородом.
Порошок с содержанием алмаза свыше 99% использовать нецелесообразно технически и экономически, так как дальнейшее увеличение содержания алмаза в порошке требует дополнительных затрат на обогащение. Эффективность же обработки (притирки, домолки) с увеличением процентного содержания алмаза в порошке свыше 98 - 99% практически не меняется.

Продукт с содержанием алмаза в порошке меньше 10 - 12% практически не обладает абразивной (режущей) и полирующей способностью.

Содержание ультрадисперсного алмазографитового порошка в шлифовально-полировальном составе должно быть в пределах от 1до 30 мас. % .

Использовать состав с содержанием алмазографитового порошка менее 1% нецелесообразно, так как практически отсутствует съем в поверхности обработки, а процесс полирования становится малопроизводительным.

Использовать состав с содержанием алмазографитового порошка более 30% нецелесообразно, так как съем материала не увеличивается, качество поверхности ухудшается, и экономически нецелесообразно.

Является также целесообразным использовать в качестве связующего амфотерную водорастворимую иминофурановую смолу на основе сульфаниловой кислоты (ИФС) вышеуказанной формулы, которая получена путем взаимодействия фурфурола, аммиака и сульфаниловой кислоты.

ИФС обладает пластифицирующими поверхностно-активными свойствами, которые обусловлены строением молекулы, представляющие собой нелинейные полимеры, макромолекулы которых имеют трехмерную сплетенную в сетку структуру. Поэтому ИФС способна давать более устойчивые суспензии и пасты на основе ультрадисперсного алмазографитового порошка как с малым, так и с большим содержанием абразивной фазы (от 0,2 до 40% ). Ультрадисперсный алмазографитовый порошок не несет в себе заряда и, т. к. размер частиц алмаза меньше макромолекулы ИФС, она обволакивает частицу, придавая устойчивость суспензии и пастам.

Использование ИФС меньше 0,2% не позволяет получить устойчивую суспензию, так как при такой концентрации количество молекул ИФС недостаточно для создания устойчивых адсоpбционных слоев на поверхности всех ультрадисперсных алмазографитовых частиц, и поэтому при концентрации меньше 0,2% может наблюдаться расслаивание суспензии.

При содержании ИФС свыше 40% суспензии и пасты превращаются в густой гель, наблюдается процесс желатинизации, не позволяющий выполнять обработку поверхностей.

Составляющие ИФС являются доступными материалами (аммиак, фурфурол, сульфаниловая кислота). Процесс синтеза протекает при пониженных температурах (80оС) и атмосферном давлении, без дополнительных операций (окисления, замещения). ИФС растворяется в воде и в любых соотношениях и является высокоэффективным поверхностно-активным веществом, образующим устойчивые суспензии, не расслаивающиеся в течение длительного времени (не менее 10 - 60 суток).

Состав получают смешением определенной навески алмазографитового порошка и навески ИФС с мол. массой 15 - 24 тыс. в виде сухого порошка, все это тщательно растирают до однородного состояния. Полученную массу разводят водой и перемешивают с помощью мешалки в течение 20 - 30 мин.

П р и м е р. Навеску амфотерной иминофурановой смолы (ИФС) с мол. массой 15 - 24 тыс. массой 10 г (10% ) и 10 г (10% ) алмазографитового порошка с содержанием алмаза (40% ) тщательно растирают в ступке до однородного состояния. Полученную массу разбавляют в 80 мл воды и тщательно перемешивают мешалкой пропеллерного типа в течение 20 - 30 мин. Испытания состава проводят на полировально-шлифовальном станке мод. 3Е881М. Заготовки - диаметр 10 мм, высота - 10 - 12 мм, материал ВК-6, сталь 40Х (твердость 46 - 48 НРС), кварц и др. Скорость обработки 0,1 - 1,0 м/с. Продолжительность обработки от 3 до 30 мин, удельное давление 0,25 - 2 кг/cм2. Шероховатость измеряли на профилометре.

Согласно изобретению, были подготовлены 9 примеров, которые сведены в таблицу.

Изобретение может применяться для притирки, доводки и полирования деталей из металлических и неметаллических материалов при механической и ручной обработке. (56) Авторское свидетельство СССР N 1199780, кл. C 09 G 1/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР N 1014873, кл. C 09 G 1/02, 1981.

Похожие патенты RU2005758C1

название год авторы номер документа
Алмазная абразивная суспензия 1991
  • Захаров Александр Александрович
  • Редькин Виктор Ефимович
  • Ставер Анатолий Михайлович
SU1781271A1
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1992
  • Редькин В.Е.
  • Ставер А.М.
  • Шангин А.П.
RU2009186C1
ПОЛИРОВАЛЬНАЯ ПАСТА 1993
  • Мартоник М.В.
  • Редькин В.Е.
  • Ставер А.М.
RU2079532C1
СУПЕРФИНИШНАЯ АЛМАЗНАЯ ПОЛИРОВАЛЬНАЯ ПАСТА 1999
  • Никитин Е.В.
  • Пряхин П.И.
  • Волчков В.М.
RU2174138C2
ТВЕРДЫЙ СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ 2013
  • Веткасов Николай Иванович
  • Степанов Аполлон Владимирович
  • Жегалов Евгений Александрович
RU2531587C1
МОЮЩЕ-ПОЛИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО 2003
  • Поляков Л.А.
  • Никитин Е.В.
  • Петрунин В.Ф.
  • Тимшин Е.А.
  • Исхакова Е.П.
  • Зайцев В.В.
RU2256682C1
Шлифовально-полировальный состав 1981
  • Мартынова Людмила Михайловна
  • Никитин Юрий Иванович
  • Поп Григорий Степанович
SU1014873A1
ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ 1993
  • Губаревич Татьяна Михайловна
  • Долматов Валерий Юрьевич
RU2082738C1
ИНДУСТРИАЛЬНОЕ МАСЛО 1991
  • Захаров А.А.
  • Кучма Е.И.
  • Ставер А.М.
  • Юзова В.А.
  • Шарова О.Н.
RU2042711C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СВЯЗАННОГО ПОЛИРОВАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА 2013
  • Кондратенко Владимир Степанович
  • Кобыш Наталья Ивановна
  • Кобыш Алина Николаевна
  • Могилевская Анна Александровна
RU2526982C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 005 758 C1

Реферат патента 1994 года ШЛИФОВАЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СОСТАВ

Сущность изобретения: состав содержит в качестве абразива ультрадисперсный алмазографитовый порошок с содержанием алмаза 10 - 99 мас. % , со средним размером частиц алмаза и графита равным , с величиной удельной поверхности 380-390 м2/г в качестве поверхностно-активного полимера - амфотерную иминофурановую смолу на основе сульфаниловой кислоты при соотношении компонентов: ультрадисперсный алмазографитовый порошок 1 - 30 мас. % , иминофурановую смолу на основе сульфаниловой кислоты 0,2 - 20 мас. % и воду остальное. Компоненты состава смешивают и тщательно растирают до однородного состояния, затем разводят водой и перемешивают 20 - 30 мин. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 005 758 C1

ШЛИФОВАЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫЙ СОСТАВ для обработки поверхности деталей из твердых хрупких труднообрабатываемых материалов, включающий абразив, содержащий алмаз, и водный раствор поверхностно-активного полимера, отличающийся тем, что в качестве абразива содержит ультрадисперсный алмазографитовый порошок с содержанием алмаза 10 - 99 мас. % , со средним размером частиц алмаза и графита, равным 40 , с величиной удельной поверхности 380 - 390 м2/г, а в качестве поверхностно-активного полимера - амфотерную иминофурановую смолу на основе сульфаниловой кислоты общей формулы
- -
где n = 5 - 100;
RSO3H
при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Ультрадисперсный алмазографитовый порошок 1 - 30
Иминофурановая смола на основе сульфаниловой кислоты 0,2 - 20
Вода Остальное

RU 2 005 758 C1

Авторы

Мартоник М.В.

Примачева Л.Г.

Редькин В.Е.

Ставер А.М.

Даты

1994-01-15Публикация

1992-04-20Подача