Абразивная масса Советский патент 1985 года по МПК B24D3/20 

О5 4;:

СО

ел

О) Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на органическом связующем, а именно к абразивным массам, которые могут быть использованы при изготовлении шлифовальных кругов для обдирочного шлифования. Известна абразивная масса для изготовления шлифовального инструмента, включающая абразив, органическое связующее, криолит, наполнитель, термически обработанный известняк, в состав которого входит известь и известняк 1. Однако термически обработанный известняк, являющийся продуктом воздействия высоких температур на природные руды, не является стабильным по составу и свойствам, что влияет на его реакционную способность, особенно гри температурах формирования структуры круга (температурах полимеризации связующего) и приводит к нестабильности упрочняющего действия наполнителей. Вследствие этого .шлифовальные круги, изготовленные из этой массы, имеют низкую и нестабильную прочность. Цель изобретения - повышение прочности шлифовальных кругов, изготовленных из предлагаемой массы. Поставленная цель достигается тем, что в абразивной массе для изготовления щлифовального инструмента, содержащей абразив, органическое связующее, криолит, известь, известняк и наполнитель, в качестве последнего масса содержит пирит, а известь введена с содержанием гидратной воды 2-5 мас.%, при этом ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.%: Абразив71,5-75,5 Органическая.связка9-10 Криолит4,5-6,5 Известь с содержанием гидратной воды 2-5 мас.о/о2,0-2,5 Известняк2,5-3,5 Пирит6 ,5-8,0 Органическая связка содержит, мас./о: фенолформальдегидную смолу (пульвербакелит) 91,6; фурфурол 4,2; антраценовое масло 4,2. Известь с содержанием гидратной воды 2-5 мас.% представляет собой гидратированный оксид кальция, содержащий химически сорбированную воду и поверхностный слой гидрооксида кальция. При изготовлении из предлагаемой массы шлифовальных кругов в результате десорбции химически адсорбированной воды в интервале температур 100-200°С происходит химическое взаимодействие компонентов, приводящее к образованию CaF . Скорость реакции в этом случае пропорциональна поверхности реагента, не вступившего в реакцию, и зависит от содержания в поверхностном слое химически адсорбированной и гидратной воды. Продукт реакции (CaFj) образуется в виде покрытия на поверхности исходных компонентов, он статистически распределен в массе, имеет несформированную кристаллическую решетку, что приводит к дисперсионному упрочнению связки и лучшей адгезионной связи со связуюилим. Равномерное распределение CaFj в составе абразивной массы приводит к стабилизации его упрочняющего действия. Пирит не участвует в низкотемпературном взаимодействии, но в его присутствии описанный процесс протекает более интенсивно, чем, например, в присутствии каменноугольного кокса (как в известном составе). При температурах эксплуатации инструмента известь и известняк вступают во взаимодействие с пиритом и криолитом с образованием СаГ ; AlzOi; - что приводит к значительному связыванию летучих токсических фтористых и сернистых газов. Наряду с ослаблением связки в тонком слое синтез частиц в процессе шлифования той же химической-природы, что и шлифовальный материал, способствует интенсификации процесса шлифования. В присутствии пирита возгонка AlFj затруднена и процесс образования ot-А1гОз протекает наиболее полно. cL -РезОз имеет решетку изоморфную (, что также оказывает положительное влияние на параметры шлифования. Использование компонентов смеси в количественном соотношении менее указанного недостаточно для прохождения химических реакций при те.мпературах формирования структуры круга (100-200°С), а использование компонентов в смеси в количественном соотношении выше указанного приводит к уменьшению прочности, повышенному выделению токсичных летучих соединений и увеличению расхода круга в процессе эксплуатации. Пример. В лабораторную лопастую мещалку подавался шлифовальный материал - смесь циркониевого и нормального электрокорунда и смачивался фурфуролом при перемешивании в течение 10 мин. Затем в мешалку последовательно засыпались при перемешивании в течение 5 мин пирит, гидратированная известь, известняк, криолит и порошкообразная фенолформальдегидная смола - пульвербакелит марки СФП-0119А. Компоненты перемешивались в течение 10 мин и смачивались антраценовым маслом при перемешивании еще в течение 10 мин. Из полученной смеси при 165 ± 5°С, удельном давлении 350 ± 10 кг/см прессовались образцы абразивного инструмента «бруски и «столбики по 10 шт. каждого состава с выдержкой под прессом в течение 10 мин, которые затем подвергались термической обработке в камерном бакелизаторе при 185°С в течение 20,5 ч. Параллельно изготавливались образцы из известной массы. Для этого в лабораторную мешалку подавался шлифовальный материал - смесь нормального и циркониевого электрокорунда и смачивался фурфуролом при перемешивании в течение 10 мин. Затем в мешалку последовательно засыпались при перемешивании в течение 5 мин криолит, каменноугольный кокс, термически обработанный известняк и порощкообразная фенолформальдегидная смола - пульвербакелит марки СФП-01199. Компоненты перемешивались в течение 10 мин и смачивались антраценовым маслом при перемешивании еще в течение 10 мин. Из полученной смеси при 165 ± 5°С, удельном давлеНИИ 350 ± 10 кг/см прессовались образцы абразивного инструмента «бруски и «столбики по 10 шт. с выдержкой под прессом в течение 10 мин, которые затем подвергались термической обработке в камерном бакелизаторе при 185°С в течение 20,5 ч. Образцы «бруски и «столбики испытывались в лабораторных условиях на предел прочности при изгибе и предел прочноети при сжатии. Выбранный комплекс механических испытаний наиболее адекватно описывает напряженное состояние круга в процессе эксплуатации по сравнению с пределом прочности при растяжении. Все опытные образцы изготавливались и испытывались в одинаковых условиях. 3 табл. 1 приведены составы абразивных формовочных смесей, используемых для изготовления опытных образцов «брусков и «столбиков, и сопоставительные данные их испытаний, а также примеры рецептур с содержанием гидратной воды в извести ниже и выше предельных значений предлагаемой абразивной массы смеси № 13 и 14). Из данных приведенных в табл. 1 видно, что предел прочности при изгибе образцов, изготовленных из смесей № 1 - 12, выше предела прочности при изгибе образца из смеси № 15 (прототип), в 1,72 раза и выше образцов из смесей № 13 и 14. Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из смесей № 1 -12, в 1,76 раза выше предела прочности при сжатии образцов из смеси N° 15 (прототип) и выше образцов из смесей № 13 и 14. В табл. 2 приведены результаты испытаний опытных шлифовальных кругов ПП200 X X 300 X 76 (коэффициент шлифования) для предлагаемого состава - смесь № 10 и по прототипу - смесь № 15. Как видно из табл. 2 прочность инструмента из предлагаемой абразивной массы содержанием гидратной воды 2-5 мас.°/о возрастает в 1,45-1,82 раза по сравнению с прототипом, а коэффициент шлифования возрастает в 1,25-1,65 раза, режущая способность практически остается без измененил. Шлифовальные круги из абразивной массы, содержащей каменноугольный кокс, целесообразно применять для обработки углеродистых сталей, а для обработки нержавеюших сталей более рациональны круги из массы с содержанием пирита, так как обработка нержавеющих сталей наиболее эф фективна в присутствии агрессивной сернистой среды.

Я Я S

ц ю га н

Таблица 2

АБРАЗИВНАЯ МАССА для изготовления шлифовального инструмента, содержащая абразив, органическое связующее, криолит, известь, известняк и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности инструмента, известь введена с содержанием гидратной воды 2-5 мас./о, а в качестве наполнителя масса содержит пирит, при этом ингредиенты массы взяты в следующем соотношении, мас.°/о: Абразив71,5-75,5 Органическое связующее 9,0-10,0 Криолит4,5-6,5 Известь с содержанием гидратной воды -2-5 мас.о/о2,0-2,5 Известняк2,5:-3,5 Пирит6,5-8.0

Предлагаемый (смесь № 10) при содержании гидратной воды, %: