СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК B24D18/00 B24D3/34 

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента и может найти применение при изготовлении абразивных кругов на органической связке.

Известен абразивный инструмент, который после изготовления пропитан полимерным связующим, содержащим твердую смазку. В качестве твердой смазки применяются материалы со слоистой кристаллической решеткой, например графит, дисульфид молибдена и т. п. (Авт. свид. СССР N 956265, кл. B 24 D 17/00, 1982).

Основными недостатками известного абразивного инструмента являются следующие:
высокая трудоемкость изготовления, заключающаяся в необходимости проведения длительного процесса пропитки и дополнительной термообработки;
неравномерность качества инструмента по сечению, связанная со сложностью прохождения пропитывающего состава через поры инструмента;
недостаточно высокие эксплуатационные показатели в связи с заполнением пор пропитывающим составом, склонность к засаливанию и необходимостью частых правок.

Известен шлифовальный круг, состоящий из смолообразного связующего, абразивного материала и смазочного материала, заключенного в капсулы. В качестве смазочного материала применяется дисульфид молибдена (Патент Великобритании N 1437471, 1976).

К недостаткам известного шлифовального круга следует отнести высокую себестоимость его изготовления, выражающуюся в необходимости производства капсул. Кроме того, в связи с тем, что твердая смазка (дисульфид молибдена) заключена в капсулы, не обеспечивается ее равномерное распределение по сечению шлифовального круга. Вследствие этого, эксплуатационные показатели шлифовального круга недостаточно высоки.

В связи с этим, данное техническое решение не нашло широкого применения при производстве абразивного инструмента.

Известен абразивный инструмент, состоящий из абразивного зерна, органического связующего и наполнителей. Для повышения износостойкости в состав инструмента в качестве наполнителя введен материал твердой смазки (дисульфид молибдена). Дисульфид молибдена вводится непосредственно в абразивную массу при ее приготовлении (Авт. свид. СССР N 507998, кл. B 24 D 3/34, опубл. 1977 г. прототип).

Известный абразивный инструмент обладает хорошей технологичностью его изготовления и довольно высокими эксплуатационными показателями. Процесс шлифования сопровождается пониженным выделением тепла, что особенно ценно при шлифовке сталей и сплавов, склонных к появлению поверхностных термических трещин. Пониженная теплонапряженность процесса шлифования и повышенные эксплуатационные показатели абразивного инструмента объясняются наличием в составе инструмента твердой смазки (дисульфид молибдена), слоистая кристаллическая решетка которой способствует снижению силы трения в процессе шлифования.

Однако действие дисульфида молибдена, введенного в массу инструмента недостаточно велико и не удовлетворяет все возрастающим требованиям промышленности. Инструмент обладает еще довольно высокой склонностью к засаливанию, низкой стойкостью и высокой теплонапряженностью, приводящей к появлению прижегов поверхности обрабатываемых изделий. Особенно большие проблемы возникают при абразивной резке рельс, слитков и т.д. Так как дисульфид молибдена вводится в абразивную массу, то в готовом инструменте он расположен между зернами шлифовального материала и почти не снижает силы трения зерна шлифовального материала об обрабатываемую поверхность. Зерно шлифовального материала при высоких силах трения и температуры является источником начала наростообразования. Появившейся нарост на зерне шлифовального материала начинает быстро расти, приводя к полному заполнению поверхности абразивного круга между зернами шлифовального материала, т.е. к засаливанию.

Целью изобретения является снижение теплонапряженности процесса абразивной обработки и повышение стойкости абразивного круга. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления абразивных кругов, содержащих материалы твердой смазки с графитоподобной слоистой кристаллической решеткой, включающем приготовлением абразивной смеси, твердая смазка вводится в смесительный агрегат и перемешивается после перемешивания зерна шлифовального материала с жидким связующим или вводится и перемешивается после введения в смесительный агрегат зерна шлифовального материала в виде предварительной приготовленной суспензии в жидком связующем.

Хорошие смазывающие свойства материалов со слоистой кристаллической решеткой объясняется строением кристаллической решетки. В процессе шлифования под действием сил резания без значительных энергетических затрат происходит взаимное перемещение (сдвиг) чешуйчатых слоев твердой смазки. Наиболее хорошими смазывающими свойствами обладают цирхлор и дисульфид молибдена, несколько ниже нитрид бора и графит.

Наличие слоя твердой смазки непосредственно на поверхности зерна шлифовального материала позволяет снизить силы трения, возникающие в процессе шлифования непосредственно в зоне резания и, соответственно, уменьшить теплонапряженность процесса шлифования и наростообразования на зерне шлифовального материала. Это способствует снижению засаливаемости абразивного круга и повышению его стойкости.

Пример 1.

В производственных условиях ПКАО "Трикон" изготовили 3 шт. абразивных отрезных кругов с твердой смазкой на бакелитовой связке, размером 500 x 5 x 32 мм из электрокорунда нормального зернистостью 80. В качестве твердой смазки применяли дисульфид молибдена. Дисульфид молибдена вводили на предварительно увлажненное бакелитовым лаком зерно шлифовального материала. Остальные технологические регламенты применяли в соответствии с действующей технологией.

Пример 2.

В условиях примера 1 изготовили 3 шт. абразивных отрезных кругов с твердой смазкой на бакелитовой связке размером 500 x 5 x 32 мм из электрокорунда нормального зернистостью 80. В качестве твердой смазки применяли дисульфид молибдена. Дисульфид молибдена вводили в смесительный агрегат в виде суспензии в бакелитовом лаке на предварительно засыпанное зерно шлифовального материала.

Пример 3.

В условиях примера 1 изготовили 3 шт. абразивных отрезных кругов с твердой смазкой на бакелитовой связке размером 500 x 5 x 32 мм из электрокорунда нормального зернистостью 80. В качестве твердой смазки применяли дисульфид молибдена. Дисульфид молибдена вводили в смесительный агрегат в виде предварительно приготовленной связке, представляющей из себя механическую смесь фенольного порошкообразного связующего с наполнителями, в том числе и с дисульфидом молибдена (прототип).

Изготовленные отрезные круги испытали в производственных условиях Челябинского металлургического комбината при резке слитков из стали ЭП220. Результаты испытаний кругов сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, образцы абразивных отрезных кругов, изготовленных согласно предложенного технического решения (примеры 1 и 2) по сравнению с прототипом (пример 3) имеют на 70,5 77,7% более высокую наработку и на 72,6 78,7% более высокую стойкость. Прижегов при резке кругами по примеру 2 не наблюдалось, а при резке кругами по примеру 1 начиная с реза 251 наблюдались небольшие следы прижегов. В то же время, при резке кругами, изготовленными по прототипу (пример 3) начиная с 45 реза наблюдались все возрастающие по интенсивности и площади прижеги на обработанной поверхности, что свидетельствует о повышенной теплонапряженности процесса резания.

Производство абразивных отрезных кругов согласно предложенному техническому решению предполагается организовать на Красногорском заводе абразивного инструмента с объемом производства 100 млн. руб.

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента и может найти применение при изготовлении абразивных кругов на органической связке. При приготовлении абразивной смеси для абразивных кругов, содержащих материалы твердой смазки с графитоподобной слоистой кристаллической решеткой, твердую смазку вводят в смесительный агрегат и перемешивают после перемешивания зерна шлифовального материала с жидким связующим или вводят и перемешивают в виде предварительно приготовленной суспензии в жидком связующем после введения в смесительный агрегат зерна шлифовального материала. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ изготовления абразивных кругов, содержащих материалы твердой смазки с графитоподобной слоистой кристаллической решеткой, включающий приготовление абразивной смеси, отличающийся тем, что твердая смазка вводится в смесительный агрегат и смешивается после перемешивания шлифовального материала с жидким связующим. 2. Способ изготовления абразивных кругов, содержащих материалы твердой смазки с графитоподобной слоистой кристаллической решеткой, включающий приготовление абразивной смеси, отличающийся тем, что твердая смазка вводится в смесительный агрегат после введения зерна шлифовального материала в виде предварительно приготовленной суспензии твердой смазки в жидком связующем с их последующим перемешиванием.