АБРАЗИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B24C11/00 

Изобретение относится к абразивным материалам в виде стеклянных микрошариков, используемых для струйной обработки поверхностей металлов, стекол, пластмасс, с целью придания им декоративных свойств, улучшения качества и упрочнения верхнего слоя материала, а также очистки поверхностей для последующего нанесения на них лакокрасочного или гальванического покрытия.

Известно использование стеклянных микрошариков в качестве абразива при струйной обработке, который имеет ряд преимуществ перед абразивами из других материалов: высокий модуль пластичности, повышенную прочность и износостойкость, химическую инертность, гомогенность структуры (Стеклянные микрошарики в операциях абразивной обработки поверхности.-Arker Paul "Surface", 1987, 26, N 193, 19, 21-24, 26-29 (Фр.).

Известны стеклянные микрошарики, состава, мас. %: SiO₂ 72-73; Na₂O 13,3-19,3; CaO 7,2-9,1; К₂О 0,2-0,6. Могут быть получены микрошарики размером от 45 до 850 мкм. (les microbilles de verre. Fabrication, controle et application. Arker Paul. Trait impact: Nettoyage, decor, finit. et prep. Surface: 2 journees d' int., Senlis, 18-19 nov., 1987. Senlis. 1987, 27-37).

Однако способ получения их довольно сложен, так как требует дробления стеклянных гранул и их плавление.

Известны стеклянные микрошарики [1] следующего состава, мас.%: SiO₂ 70-73; Al₂O₃ 0,5-2,0; СаО 7-11, Na₂O 13-15, MgO 3-5, K₂O 0,2-0,6.

Удельный вес этих микрошариков 2460 кг/м³; насыпная масса 1600 кг/м³; показатель преломления 1,52; твердость (по Виккерсу) 540 кг/мм²; твердость (по Моосу) 6.

Вместе с тем, промышленный способ получения этих стеклянных микрошариков весьма трудоемок и энергоемок, так как требует расплавления исходной стеклянной шихты и последующей грануляции расплава.

Целью изобретения являются упрощение производства микрошариков при сохранении технологических свойств материала.

Цель достигается использованием в качестве абразива микрошариков, являющихся компонентом золы-уноса пылеугольных ТЭС и извлекаемых из нее методом отсадки.

Способ получения микрошариков из золы-уноса заключается в следующем. Методом отсадки отделяют микрошарики от остальных компонентов золы-уноса, а затем классификацией (ситованием) выделяют необходимые фракции.

П р и м е р. Микрошарики выделены из золы-уноса Новочеркасской ГРЭС методом отсадки. Общее содержание микрошариков в золе-уносе составляет около 10 мас.%.

Гранулометрический состав выделенных из золы-уноса микрошариков определен методом ситования. Результаты анализа следующие. Частицы крупнее 1 мм не обнаружены. Содержание фракций от 1 до 0,5 мм составляет 36 (мас.%); 0,5-0,25 мм - 34 мас. %; 0,25-0,1 мм - 13 мас.%; 0,1-0,05 мм - 5 мас.%; 0,05-0,01 мм - 7 мас.%; 0,01-0,005 мм - 2 мас.% и менее 0,005 - 3 мас.%.

Из общей массы микрошариков методом ситования выделена фракция 0,1-0,2 мм, ее содержание составляет около 13 мас.% от общего количества микрошариков.

Масса выделенных микрошариков фракции 0,1-0,2 мм, предназначенных для анализов и испытаний, составила 50 кг.

Химический состав микрошариков следующий, мас. %: SiO₂ 55-60; Al₂O₃ 20-22; СаО 3-5; NaO 1-2; MgO 1-3; K₂О 2-4.

Удельный вес микрошариков 2540 кг/м³; насыпная масса 1400 кг/м³; показатель преломления 1,51; твердость (по Виккерсу) - 575 кг/мм²; твердость (по Моосу) - 6.

Химический состав определен по ГОСТ 10538-87; удельный вес и насыпная масса - по ГОСТ 8269-87. Показатель преломления измерен под микроскопом с помощью набора иммерсионных жидкостей. Твердость микрошариков установлена на микротвердомере ПМТ-3 в соответствии с инструкцией прибора.

Таким образом, микрошарики из золы-уноса близки по физико-технологическим характеристикам к стеклянным микрошарикам, изготовленным в Бельгии.

Эксперимент по обработке микрошариками поверхности образцов из нержавеющей стали марки 12Х18Н9Т проведен на установке "Юнион" швейцарской фирмы "Bremor". Режим обработки: давление сжатого воздуха на входе Р=0,5-0,55 МПа, угол наклона струи 45^о, длина струи - 20 мм.

В результате эксперимента оценивались: абразивная способность микрошариков по общей глубине лунок в металле за 11 циклов струйной обработки, которая составила 22 мм, и шероховатость поверхности, которая составила 0,8-1,0 мкм.

Полученные характеристики и декоративные свойства поверхности металла, обработанной микрошариками из золы-уноса пылеугольной ТЭС, удовлетворяют требованиям, предъявляемым к декоративным металлическим поверхностям.

Таким образом, предлагаемые микрошарики из золы-уноса могут быть использованы для струйной обработки поверхностей. При этом, имея близкие физико-технологические характеристики с прототипом, они получаются более простым и экономичным способом, так как не требуется предварительное расплавление материала и его последующая грануляция.

Использование: для струйной обработки поверхностей с целью придания им декоративных свойств и подготовки для нанесения гальванического или лакокрасочного покрытия. Сущность: с целью упрощения способа получения микрошариков используют микрошарики из золы-уноса пылеугольных ТЭС в качестве абразивного материала.

Применение микрошариков из золы-уноса пылеугольных ТЭС в качестве абразивного материала для струйной обработки поверхности.