СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ Российский патент 1996 года по МПК B24D17/00 

Изобретение относится к производству абразивных инструментов на основе вулканитовых связующих, который может быть использован для чистовой обработки труднообрабатываемых сплавов, а также цветных металлов, керамики и камня.

Известен способ изготовления абразивного инструмента на основе вулканитовых связующих, который предусматривает приготовление абразивной смеси, прокатку ее в валках, последующую вырубку и ее вулканизацию.

Недостатком инструмента, изготовленного по указанному способу, является его низкая стойкость, обусловленная малой адгезией к абразивному зерну. Последнее может быть связано как с неудачно выбранным абразивным наполнителем, так и с наличием в теле инструмента раковин и пустот, оставшихся после прокатки смеси.

В техническом решении, выбранном в качестве ближайшего аналога, отмеченные недостатки частично устранены, что обеспечено благодаря использованию в качестве абразивного наполнителя оксида железа (отходы сталеплавильного процесса) и диоксида циркония кубической формы.

Однако в связи с тем, что в процессе прокатки вулканитовой массы в ней остается воздух, то при последующей вырубке заготовок инструмента и его вулканизации в готовом инструменте образуются пустоты, в связи с чем зона, примыкающая к ним, оказывается ослабленной, что в конечном счете, снижает износостойкость инструмента.

Технический результат изобретения повышение стойкости эластичного инструмента, обеспечение стабильности его режущих функций.

В предлагаемом способе изготовления абразивного инструмента на основе каучукового связующего предусмотрено производить смешивание каучука, вулканизующего агента и абразивного наполнителя.

Полученную смесь прокатывают на вальцах, после чего формообразуют с одновременным процессом вулканизации в течение 30-60 мин. Вулканизация осуществляется под нагрузкой, величина которой периодически растет от 100 до 300 кг/см2 с временными паузами между циклами нагружения (приращения нагрузки), равными 30-60 с.

Исследования показали, что указанный временной и нагрузочный режим вулканизации наиболее полно обеспечивает удаление воздуха из вулканитовой массы в процессе формообразования инструмента, что гарантирует повышение его стойкости.

Характерной особенностью абразивной массы на основе вулканитового связующего является относительно низкая адгезия абразивного зерна к материалу связки.

Не исключая возможности введения в массу наполнителей, обладающих усиливающим эффектом (например, сажа), в данном случае предлагается использовать в качестве абразивного наполнителя отходы алмазной обработки шлам технического стекла и полые тонкостенные сферические стеклянные частицы размером 50-100 мкм. Мелкодисперсный шлам, содержащий частицы алмазного порошка и технического стекла с развитой поверхностью, способствует повышению режущей способности инструмента, усиливает его каркас.

Введение в вулканитовую массу полых тонкостенных сферических частиц, размер которых целесообразно ограничить 50-100 мкм (для мелкоразмерного стоматологического инструмента) преследует следующую цель. В процессе смешивания на вальцах связующего с абразивным наполнителем с сферическими частицами, последние неизбежно разрушаются, при этом образуется множество стеклянных частиц с криволинейной боковой поверхностью, заполняемой вулканитовой массой. Таким образом, каждая частица будет надежно закреплена в вулканитовой массе, способствуя укреплению всего каркаса абразивного инструмента. Кроме того, создается возможность реализации режущих функций расколотой стеклянной сферической частицы.

При изготовлении абразивных инструментов в виде кругов диаметром, превышающим 150 мм, допустимо использование тонкостенных сферических частиц более крупных (до 200 мкм).

При необходимости обеспечить высокую (12-13 кл.) чистоту обработки нержавеющих сталей, цветных металлов и их сплавов способ предусматривает введение в вулканитовую массу высокодисперсных (менее 10 мкм) порошков полиоксидов редкоземельных элементов (например, полиритов).

Использование в составе вулканитовой массы в качестве абразивного наполнителя синтетических порошков рубина или бакора с размером частиц 10-200 мкм позволяет реализовать инструмент для шлифования сплавов повышенной твердости и некоторых видов керамики.

Существенным является как само нагружение в процессе вулканизации и формообразования инструмента, так и режим этого нагружения. Нагружение производят из условия дискретного наращивания нагрузки, которая растет от 100 до 300 кг/см² в несколько этапов, при этом, между очередным приращиванием нагрузки, составляющим 80-100 кг/см², выдерживают временной интервал в 30-60 с, что необходимо для гарантированного и максимального выхода всего воздуха, который может остаться после процесса смешения, прокатки массы в вальцах.

Процесс приготовления вулканитовой массы идет по используемой в промышленности технологической схеме, а количество вводимых ингредиентов, в том числе и предлагаемых абразивных наполнителей, выбирают из соображений обеспечения пределов наполнения, исключающих разупрочнение формуемого изделия.

Использование: для изготовления абразивного инструмента. Сущность изобретения: смешивают связующее, вулканизующий агент и абразивный наполнитель. В качестве абразивного наполнителя берут отходы алмазной обработки технических стекол и полые сферические частицы, вулканизацию проводят в течение 30 - 60 мин в процессе формообразования под нагрузкой, величину которой дискретно наращивают от 100 до 300 кг/см² с интервалом между очередным наращиванием нагрузки, равным 30 - 60 с. 4 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ на основе каучукового связующего, при котором смешивают связующее, вулканизующий агент и абразивный наполнитель, после чего осуществляют прокатку смеси, формообразование и вулканизацию инструмента, отличающийся тем, что в качестве абразивного наполнителя берут отходы алмазной обработки технических стекол и полые сферические частицы, вулканизацию производят в течении 30 - 60 мин в процессе формообразования, величину нагрузки которого дискретно наращивают от 100 до 300 кг/см² с интервалом между очередным наращиванием нагрузки, равным 30 - 60 с. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве абразивного наполнителя берут синтетические порошки рубина с размером частиц 10 - 200 мкм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве абразивного наполнителя берут синтетические порошки бакора с размером частиц 10 - 200 мкм. 4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что в качестве абразивного наполнителя берут полиоксиды редкоземельных элементов с размером частиц менее 10 мкм. 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что сферические тонкостенные частицы берут размером 50 - 100 мкм.