СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА НА КЕРАМИЧЕСКОЙ СВЯЗКЕ Российский патент 2023 года по МПК B24D3/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления абразивных инструментов на керамической связке, предназначенных для шлифования заготовок из различных металлов и сплавов. Данное изобретение распространяется на все типоразмеры абразивных инструментов, изготовленных из любых абразивных материалов.

Известен способ изготовления абразивных инструментов на керамической связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, стекла натриевого жидкого или раствора декстрина, керамической связки и наполнителей), формование абразивного инструмента, извлечение его из пресс-формы, сушку на воздухе, низкотемпературный нагрев и термическую обработку (обжиг) в печах с конвективным, инфракрасным или высокочастотным принципом нагрева, последующую механическую обработку и контроль качества (см. Любомудров В.Н. Абразивные инструменты и их изготовление. - Л.: Машгиз, 1953. - С. 205-212). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа низкотемпературного нагрева (сушки) абразивных инструментов на керамической связке, относится то, что указанная технология предусматривает достаточно длительный и весьма энергоемкий процесс сушки заготовок абразивных инструментов в печах, где теплоносителем является воздух, либо инфракрасное излучение или высокочастотное излучение. Сушка абразивных инструментов стандартным способом приводит к возникновению неравномерно распределенных внутренних напряжений, которые в дальнейшем могут привести к образованию трещин на изделиях.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ сушки кирпича сухого прессования (Диденко А.Н. СВЧ-энергетика - М.: Наука, 2000. с. 78 - 79), при котором заготовки кирпича, установленные на конвейер, проходят зону сушила, где генерируется СВЧ-излучение с частотой 915 МГц. После обработки СВЧ-излучением кирпич высушивается равномерно по объему и без деформаций. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного способа, относится то, что невозможно осуществить конвейерную сушку для абразивного инструмента на керамической связке, ввиду большого разнообразия его типоразмеров и характеристик.

Технический результат - уменьшение технологической себестоимости и повышение качества абразивного инструмента.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления абразивных инструментов на керамической связке, включающем дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов, сушку на воздухе, низкотемпературный нагрев, термическую и механическую обработку, особенность заключается в том, что осуществляют групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц до достижения значения остаточной влажности 0,4-0,6%.

Проведение всего цикла сушки в микроволновом поле СВЧ-камеры после извлечения полуфабрикатов абразивных инструментов из пресс-формы, позволяет уменьшить технологическую себестоимость и повысить качество изготовления абразивного инструмента на керамической связке за счет многократного сокращения времени сушки и энергозатрат, а также однородного распределения остаточной влажности в абразивном инструменте. Равномерно распределенные и небольшие внутренние напряжения приводят к значительному снижению брака в виде трещин абразивного инструмента. Кроме того, увеличение частоты электромагнитного СВЧ-поля на два порядка по сравнению с технологией обработки в высокочастотном поле позволяет, при необходимом уровне поглощаемой мощности, снизить до безопасной, с точки зрения возможности пробоя в обрабатываемом абразивном инструменте, величины напряженности электрического поля.

Заявляемое изобретение представляет собой способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке. Предлагаемый способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке включает дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, стекла натриевого жидкого или раствора декстрина, керамической связки и наполнителей), формование полуфабриката абразивного инструмента в пресс-форме, извлечение полуфабриката абразивного инструмента из пресс-формы, групповую сушку полуфабрикатов абразивного инструмента в микроволновом поле с частотой 2450 МГц СВЧ-камеры до достижения значения его остаточной влажности 0,4-0,6%, механическую обработку и контроль качества.

Об эффективности предлагаемого способа изготовления можно судить по следующему примеру.

На первом этапе выполнили дозирование компонентов формовочной смеси: электрокорунд белый 25А F80 - 85,2% (по массе), керамическая связка К20 - 9,7%, жидкое стекло - 4,4%, наполнители - 0,7% и их перемешивание в специальном смесителе. Формование полуфабрикатов производили на гидравлическом прессе в пресс-форме без нагрева. Затем осуществляли групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц. Продолжительность процесса сушки составила 160 минут. Влажность полуфабрикатов находилась в диапазоне 0,4-0,6%. Неравномерность нагрева группы полуфабрикатов в процессе сушки не превышала ±14%. Далее проводили полный цикл термообработки группы полуфабрикатов и их механическую обработку. На заключительной стадии в различных точках замеряли скорость прохождения акустической волны сквозь изготовленные образцы, которая характеризует твердость круга и прочность удержания связкой абразивных зерен. Полученные образцы не деформировались в процессе термообработки и на них отсутствовали следы трещин. Разброс значений скорости прохождения акустической волны сквозь образец не превышал 4%.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента на керамической связке. Способ включает дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов, групповую сушку, термическую и механическую обработку. Групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов проводят в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц до достижения значения остаточной влажности 0,4-0,6%. Повышается качество изготовления абразивного инструмента на керамической связке за счет многократного сокращения времени сушки.

Способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов, сушку на воздухе, низкотемпературный нагрев, термическую и механическую обработку, отличающийся тем, что осуществляют групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц до достижения значения остаточной влажности 0,4-0,6%.