Масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1986 года по МПК B24D3/20 

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, в частности силовых скоростных кругов для обдирочного шлифования.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных показателей абразивных кругов для силового скоростного обдирочного шлифования путем повышения термической стойкости абразивного компонента.

Масса для изготовления абразивного инструмента на органической связке, вклю- чаюш,ая абразивный материал, увлажнитель, наполнители и порошкообразное связуюше.е, в качестве увлажнителя содержит 40-60%- ный раствор фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте при следуюш,ем соотношении компонентов, об. %:

Увлажнитель1,5-5,0

Органическое

связуюш,ее18,0-25,0

Наполнители18,0-28,0

Абразивный материалОстальное

Этиловый спирт, являясь поверхностно- активным веш,еством, с низким поверхностным натяжением обеспыливает, обезвоживает и обезжиривает поверхность зерен абразивного материала, проникает в поры и трещины, в том числе в микропоры и микротре- ш,ины, и способствует проникновению в них фенолформальдегидной смолы, являясь ее носителем. Фенолформальдегидная смола из раствора адсорбируется на всей подготовленной спиртом поверхности зерен абразивного материала, в том числе в микропорах и микротрешинах, постепенно полностью их заполняя и полимеризуясь при последующей термической обработке.

Заполнение пор и трещин, в том числе микропор и микротрещин, зерна абразивного материала обеспечивает повышение его прочности и, следовательно, прочностных и эксплуатационных показателей готового абразивного инструмента.

Этиловый спирт, являясь хорошим растворителем, растворяет порошкообразное связующее и обеспечивает его высокую адгезию со всей поверхностью зерна абразивного материала. Повышение адгезионной способности поверхности зерна абразивного материала обеспечивает дальнейшее повышение прочностных показателей готового абразивного инструмента.

В то же время в процессе горячего прессования кругов, проводимого при 165°С, и последующей термической обработке при 185°С этиловый спирт вступает в реакцию со свободным фенолом с образованием устойчивого этилфенилового эфира, который затем участвует в процессе структурообра- зования, что способствует повышению термической стойкости абразивного инструмента и, соответственно, повышению его эксплуатационных показателей.

5

Пример 1. Увлажнитель готовят путем смешивания и последуюшей совместной варки следующих компонентов, мае. %: Фенолформальдегидная смола40

Этиловый спирт60

Абразивную .массу готовят путем смешивания следующих компонентов, об. %: Электрокорунд

циркониевый 38А-20045,5

Электрокорунд

нормальный 14А-327,8

Увлажнитель5,0

Пульвербакелит

марки СФП 0119А19,8

Криолит5,3

Недообожженный известняк активностью 40%5,3

Кокс9,8

Антраценовое масло1,5

0 Смещивание абразивной массы осуществляется в лопастной мешалке МЛ-50. Введение компонентов в мешалку производится в последовательности их написания в рецептуре. Время смешивания с каждым вновь введенным компонентом составляет 3 мин. 5 После приготовления массы осуществляются горячее прессование брусков 120X35X15 и абразивных кругов ПП 200X20X76 при 160°С и удельном давлении 350 кг/см. Время выдержки образцов под прессом составляет 1 мин/мм высоты изделия. Отпрессованные образцы подвергают дополнительной термической обработке в течение 20 ч при 185°С. Термообработанные образцы подвергают испытанию: бруски испытанию на разрывной машине модели МР-0,5 на изгиб с определением 0 при 20, 270 и 400°С; круги испытанию на лабораторном стенде со снятием показателей по режущей способности и коэффициенту шлифования при обработке стали марки 12Х18Н10Т на рабочей скорости 50 м/с и усилии прижима 140 кгс.

0

Пример 2. Готовят увлажнитель путем

смешивания и последующей совместной

варки компонентов, мае. %: Фенолформальдегидная смола50

5Этиловый спирт50

Абразивную массу готовят следующего

состава, об. %: Электрокорунд

циркониевый 38А-20046,4

Электрокорунд

нормальный 14А-327,9

Увлажнитель3,3

Пульвербакелит марки СФП0119А20,2

Криолит5,4

5Недообожженный известняк

активностью 40%5,4

Кокс9,9

Антраценовое масло1,5

0

Прессуются, термообрабаты чаются и испытываются образцы согласно примеру 1

Пример 3. Приготавливают увлажнитель путем смешивания и последующей совместной варки компонентов, мае. %:

Фенолформальдегидная

смола60

Этиловый спирт40

Абразивную массу готовят следующего состава, об. %:

Электрокорунд

циркониевый 38А-20047,3

Электрокорунд

нормальный 14А-328,0

Увлажнитель1,5

Пульвербакелит

марки СФП 0119А20,6

Криолит5,5

Недообожженный известняк

активностью 40%5,5

Кокс10,1

Антраценовое масло1,5

Прессуются, термообрабатываются и испытываются образцы согласно примеру 1.

Пример 4. Приготавливают увлажнитель путем смешивания и последующей совмест- ной варки компонентов, мае. %:

Фенолформальдегидная

смола70

Этиловый спирт30

Абразивную массу готовят следующего состава, об. %;

Электрокорунд

циркониевый 38А-20047,5

Электрокорунд

нормальный 14А-328,1

Увлажнитель1,0

Пульвербакелит

марки СФП 0119А20,7

Криолит5,55

Недообожженный известняк

активностью 40%5,55

Кокс10,1

Антраценовое масло1,5

Прессуются, термообрабатываются и испытываются образцы согласно примеру 1.

Пример 5. Приготавливают увлажни

тель путем смешивания и последующеместной варки компонентов, мае. %:

Фенолформальдегидная

смола30

Этиловый спирт70

Приготавливают абразивную масс дующего состава, об. %:

Электрокорунд

циркониевый 38А-20045,0

Электрокорунд

нормальный 14А-327,7

Увлажнитель6,0

Пульвербакелит

марки СФП 0119А19,6

Криолит5,3

5

0

0

5

0

0

5

Q

5

Недообожженный известняк активностью 40%5,3

Кокс9,6

Антраценовое масло1,5

Прессуются, термообрабатываются и испытываются образцы согласно примеру 1. Для сравнения одновременно изготавливают все виды образцов по прототипу. Для исключения влияния побочных факторов тер.мическая обработка всех видов образцов производится одновременно в одном баке- лизаторе в течение 20 ч по режиму, установленному для изготовления серийных кругов с подъемом и выдержкой при 185±5°С.

Эксплуатационные и прочностные характеристики образцов и кругов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, все виды образцов, изготовленных с применением в качестве увлажнителя 40-60%-ного раствора фенол- формальдегидной смолы в этиловом спирте в количестве 1,5-5,0 об. %, по сравнению с прототипом имеют в 1,5-1,7 раза более высокую прочность на изгиб при 20°С, в 2,4-3,4 раза более высокую прочность на изгиб при 270 и 400°С, что свидетельствует о более высокой термостойкости, и не менее чем в 2 раза более высокий коэффициент шлифования.

Увеличение процентного содержания фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте более 60% приводит к повышению вязкости увлажнителя, к снижению его кроющей способности, к невозможности проникновения его в поры и трещины абразивного зерна и, следовательно, к снижению прочностных и эксплуатационных показателей абразивного композита, что подтверждает испытания образцов, изготовленных по примеру 4.

Уменьшение процентного содержания фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте менее 40% приводит к увеличению количества летучих, которые при удалении из абразивного композита приводят к зарождению микротрещин и, следовательно, к снижению прочности и эксплуатационных показателей, что подтверждают испытания образцов, изготовленных по примеру 5.

Уменьщение процентного содержания увлажнителя менее 1,5% приводит к неполному покрытию поверхности зерна и, следовательно, к снижению адгезионной способности его поверхности и снижению прочностных и эксплуатационных показателей, что подтверждается испытанием образцов, изготовленных по примеру 4.

Увеличение процентного содержания увлажнителя более 5% приводит к увеличению количества летучих, которые при удалении из абразивного композита приводят к зарождению микротрещин и, следовательно, к снижению прочности и эксплуатационных показателей, что подтверждают испытания образцов, изготовленных по примеру 5.