АБРАЗИВНЫЙ МИКРОПОРОШОК Российский патент 2005 года по МПК C09K3/14 

Изобретение относится к производству абразивных микропорошков с размером кристаллов от 0,2 до 2 мкм, используемых для поверхностной тонкой обработки изделий из металла, стекла и камня.

В настоящее время актуальное значение имеет вовлечение в хозяйственный оборот новых видов горных пород, например пемзы или обсидиана и др., запасы которых у нас в стране практически неисчерпаемы.

Известен порошок диоксида кремния (см. описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1791382, МПК 5: С 01 И 33/12, “Способ получения диоксида кремния”, завл. 19.06.90, опубл. 30.01.93), который получают из горных пород, например пемзы или обсидиана, и других компонентов.

Известен абразивный порошок кварца молотого пылевидного (см. заявку №2001110743 на изобретение МПК 7: C 11 D 3/14, 3/12, 1/83, 3/10 “Состав для чистки”, заявл. 18.04.2001, опубл. 10.02.2003), который используют в качестве абразивного материала в составе для чистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является абразивный порошок, представляющий собой кристаллы минерала кремнезема - тонкомолотый кварцевый песок, выбранный в качестве прототипа (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №464607, С 09 К 3/14 “Абразивная масса”, заявл. 12.07.72, опубл. 25.03.75), который используют в качестве абразивного наполнителя для абразивной массы и получают перемалыванием карьерного кварцевого песка.

Недостатком известного технического решения являются высокие материальные и энергозатраты на перемалывание кристаллов минерала кремнезема для получения абразивного микропорошка.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение материальных и энергозатрат, а также расширение сырьевой базы, необходимой для получения абразивных микропорошков с высокими абразивными свойствами.

Технический результат достигается тем, что предлагается абразивный микропорошок, состоящий из кристаллов минерала кремнезема, которые согласно изобретению получают из сырья, являющегося горной породой - гарцбургит.

Гарцбургит - Harzburgite. Ультрамафическая плутоническая порода, состоящая существенно из оливина и ортопироксена. Широко распространена, причем обычно залегает пластами, выходящими на поверхность земли.

Состав горной породы гарцбургита приведен в таблице 1.

ОксидыСреднее массовое содержание, %Средне квадратичное отклонениеСреднее, приведенное к 100%Массовое содержание компонентов в эталонных образцах 12SiO₂43.482.964544.546.52TiO₂0.21,420.210.020.11Аl₂O₃1.880.881.941.212.26Fe₂O₃5.792.415.975.940.7FeO2.71.532.792.679.7MnO0.10.010.10.140.17MgO40.831.4242.2143.8137.89CaO1.520.081.570.881.95Na₂O0.140.010,140.040,2K₂O0.070.010.070.140.07H₂O-0.8---0.12H₂O+1.9--0.170.62P₂O₅0.06--0.20.01Сумма99.47--100.13*100.32

Извлечение из гарцбургита кристаллов минерала кремнезема позволяет снизить материальные и энергозатраты на получение абразивного микропорошка за счет широкого распространения горной породы и высокого содержания абразива в гарцбургите.

Использование в качестве исходного широко распространенной горной породы - гарцбургита позволяет расширить сырьевую базу для получения абразивных микропорошков.

Пример: Абразивный микропорошок получали следующим образом.

Брали 10 кг горной породы - гарцбургита, измельчали до порошкообразного состояния, добавляли 10 л воды, перемешивали, отстаивали 2 часа для отделения мелкой фракции горной породы, выпариванием суспензии получали порошок с частицами абразива. Шаржировали в пластину текстолита, фольгированного медью, массой 69,1 г порошок с частицами абразива (масса порошка с частицами абразива составляла 3,7 г). Масса пластины увеличилась на 0,2 г. Соотношение абразива к начальной массе выпаренного порошка составляет 5,4%, таким образом из 10 кг выпаренного порошка можно получить 540 г абразивного микропорошка.

Для исследования абразивных свойств микропорошка обрабатывали заготовки различной твердостью по шкале Мооса:

кварцевое природное стекло - 6,5

халцедон - 7,0

агат - 7,5

рубин - 9,0

заготовку из закаленной углеродистой стали - (48-50) твердость по Роквеллу.

Шаржировали в пластинку текстолита, фольгированного медью, порошок с частицами абразива, добытый выпариванием, и полировали заготовки. Получили зеркальную поверхность на всех материалах, кроме рубина. На рубине получили ровные риски на поверхности, следовательно, твердость отдельных зерен абразива 9,0 и более единиц по Моосу.

Таким образом, перемалывание породы гарцбургита твердостью 2,5 единицы по Моосу позволяет с использованием воды извлечь высокопрочные микропорошки от 7 до 9 единиц твердости.

Инструментальными методами было выявлено наличие всех фракций от 40-ка до 1-го микрона.

Все фракции микропорошков шаржируются в мягкие и твердые металлы.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить материальные и энергозатраты, а также расширить сырьевую базу, необходимую для получения абразивных микропорошков с высокими абразивными свойствами.

Изобретение относится к производству абразивных микропорошков с размером кристаллов от 0,2 до 1 мкм, используемых для поверхностной тонкой обработки изделий из металла, стекла и камня. Абразивный микропорошок состоит из кристаллов минерала кремнезема, сырьем для получения которых является горная порода - гарцбургит, из которого извлекают микропорошок от 7 до 9 единиц твердости и фракций от 40 до 1 микрона. Достигается многократное снижение материальных и энергозатрат, а также расширение сырьевой базы, необходимой для получения микропорошков с высокими абразивными свойствами. 1 табл.

Абразивный микропорошок, состоящий из кристаллов минерала кремнезема, отличающийся тем, что сырьем для получения кристаллов минерала кремнезема является горная порода - гарцбургит, из которого извлекают микропорошок от 7 до 9 единиц твердости и фракций от 40 до 1 микрона.