Масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1988 года по МПК B24D3/28 

со

00

о со

N9

4:

1

Изобретение относится к производству абразивного инструмента,преимущественно шлифовальных кругов на бакелитовой связке, для силового и чистового шлифования.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик абразивного инструмента за счет снижения хрупкости бакелитовой связки и тем самым повьппения разрЬганой скорости круга и уменьшения его вибрации (жесткости) при шлифовании и ликви огранки на обрабатываемых де10

дации талях.

Масса для изготовления абразивного инструмента включает абразивное зерно,наполнители,, бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, в качестве которой использован реакци- онноспособный олигомер на основе алкиленоксида при содержании его 2-20% от массы связующего при следующем содержании компонентов, мае. %:

Абразивное зерно 67-81 Бакелитовое связующее10-13Указанная модифицирующая добавка 0,2-2,6 Наполнитель Остальное Введение олигомера в бакелитовое связующее позволяет улучшить его объемное структурирование за счет активных концевых реакционноспособ- ных групп (например, гидроксильных или эпоксидных),совместимых с фё- нолформальдегидной смолой. Кроме того, олигомерная добавка проникает в межкаркасное пространство сшитого бакелита.При этом увеличивается подвижность и гибкость макромолекул и формируется менее дефектная структур15

13809242

в качестве модификатора жидкого чука (вязкость СКН-18 70000- 140000 мПа с).

Реакционноспособные олигомеры на основе алкиленоксида - это промежуточ малотоксичные технические продукты ме ду мономерами и высокомолекулярными с динениями, имеющие концевые функцио нальные группы.

Техническое название таких олиго меров в зависимости от реакционно- способных концевых групп следующее лапрол - для гидроксильных, лапро- нол - для азотосодержащих, лапрокси для эпоксидных, лапромат - для цикл карбонатных и акрол - для акрилатны и гидроксильных.

Перечисленные олигомеры - жидкие продукты, имеющие низкую вязкость (150-300 мПа с). Эти продукты приме няются как исход ное сырье для изго товления полиуретанов, пенополиурет нов, синтетических масел, клеев, зм лей и поверхностно-активных веществ

Введение олигомера в абразивную массу осуществляют за счет бакелито вого связующего путем перемешивания с увлажнителем - жидким бакелитом (при изготовлении абразивного инстр мента способом холодного прессовани или путем введения в формовочную смесь в конце перемешивания (при из готовлении абразивного инструмента способом горячего прессования, при котором в качестве увлажнителя используют фурфурол), при этом снижается слеживаемость и исключается пыление абразивной массы.

Количественное содержание предла гаемой модифицирующей добавкиоявляется оптимальным. При замене связую щего олигомером менее 2 мас.% от массы бакелитового связующего не пр

20

25

30

35

40

ная сетка, что способствует увеличе- дс является изменение структуры бакению прочности и эластичности бакелитовой связки. Это позволяет повысить механическую прочность инструмента и его разрывную скорость, понизить хрупкость шлифкругов и повысить их эксплуатационные показатели.

Кроме того, Реакционноспособные олигомеры на основе алкиленоксида, как низксвязкие жидкие продукты,улучшают технологический процесс изготовления абразивной массы,так как легко растворяются в увлажнителе,например БЖ-3 и в зтом имеют значительное преимущество перед использованием

50

55

литовой связки, а при замене более 20 мас.% абразивная масса становитс нетехнологичной из-за высокого пере увлажнения.

Экспериментальная проверка абразивной массы, модифицированной реак ционноспособными олигомерами на осн ве алкяленоксида, осуществлена при изготовлении в лабораторных условия кругов различных по назначению, рецеп туре (структуре) и способу изготовления. Например, отрезных кругов 300x3x32 с максимальным и средним копичественным содержанием абразив10

15

3809242

в качестве модификатора жидкого чука (вязкость СКН-18 70000- 140000 мПа с).

Реакционноспособные олигомеры на основе алкиленоксида - это промежуточные малотоксичные технические продукты между мономерами и высокомолекулярными соединениями, имеющие концевые функциональные группы.

Техническое название таких олиго- меров в зависимости от реакционно- способных концевых групп следующее: лапрол - для гидроксильных, лапро- нол - для азотосодержащих, лапроксид- для эпоксидных, лапромат - для цикло- карбонатных и акрол - для акрилатных и гидроксильных.

Перечисленные олигомеры - жидкие продукты, имеющие низкую вязкость (150-300 мПа с). Эти продукты применяются как исход ное сырье для изготовления полиуретанов, пенополиуретанов, синтетических масел, клеев, зма- лей и поверхностно-активных веществ.

Введение олигомера в абразивную массу осуществляют за счет бакелитового связующего путем перемешивания с увлажнителем - жидким бакелитом (при изготовлении абразивного инструмента способом холодного прессования) или путем введения в формовочную смесь в конце перемешивания (при изготовлении абразивного инструмента способом горячего прессования, при котором в качестве увлажнителя используют фурфурол), при этом снижается слеживаемость и исключается пыление абразивной массы.

Количественное содержание предлагаемой модифицирующей добавкиоявляется оптимальным. При замене связующего олигомером менее 2 мас.% от массы бакелитового связующего не про20

25

30

35

40

является изменение структуры баке

литовой связки, а при замене более 20 мас.% абразивная масса становится нетехнологичной из-за высокого переувлажнения.

Экспериментальная проверка абразивной массы, модифицированной реак- ционноспособными олигомерами на основе алкяленоксида, осуществлена при изготовлении в лабораторных условиях кругов различных по назначению, рецептуре (структуре) и способу изготовления. Например, отрезных кругов 300x3x32 с максимальным и средним копичественным содержанием абразив

ного зерна относительно указанного предела, жтадкого бакелита ВЖ-3 в качестве увлажнителя (круги изготавливали способом холодного прессования) , а также шлифовальных кругов 200x20x76 для чистовой зачистки легированных сталей, содержащих абразивное зерно, соответствующее нижнему пределу его содержания,использования в качестве увлажнителя фурфурола, и наполнителей в дополнение к криолиту - порообразователя в виде гранулированной соды (круги изготавливали способом горячего прессо вания).

При изготовлении отрезных кругов в качестве модификатора абразивной массы из группы реакционноспоробных олигомеров выбран Лапрол 503, содер- жащий активные гидроксильные концевые группы,которые участвуют в структурировании бакелита в процессе термообработки, повьшая его прочностные свойства и разрывную скорость кругов Кроме того, образование бакелита с развитыми поперечными связями снижает хрупкость связки зтих кругов и повышает их стойкость и коэффициент шлифования.

При изготовлении шлифовальных . кругов для чистовой зачистки в качестве модификатора выбран Лапроксид 730- содержащий активные эпоксидные концевые группы, являющиеся внутренним пластификатором при формировании структуры бакелита в процессе термообработки. Тем самым снижается хрупкость бакелита и повьш1ается его элас тичйость без снижения прочности,При эксплуатации таких кругов повьппается чистота обрабатываемой поверхности, ликвидируется ее волнистость или так называемая огранка.

При изготовлении абразивного инструмента другого назначения модификатор из группы реакционноспособных олигомеров на основе алкиленоксида может быть уточнен индивидуально.

Примеры рецептур конкретного изготовления массы для отрезных кругов по изобретению и по прототипу приведены в табл. 1 (при максимальном содержании абразивного зерна) и в табл. 2 (при среднем содержании абразивного зерна).

В примерах переменный фактором является лишь введение разного количества модификатора взамен составля

5

5

0

0

5

0

5

0

5

ющих (БЖ-3 и СФП-011А) бакелитового связующего.

Лапрол-503, представляющий собой жидкость, предварительно перемешивают с жидким бакелитом 15-20 мин до получения однородной консистенции.

Расчетное количество зерна нормального электрокорунда марки 14А зернистостью 50 загружают в лопастную машину и увлажняют смесью жидкого бакелита и олигомера (Лапрола-503) и перемешивают 5-7 мин.

В отдельную лопастную мешалку подают пульвербакелит марки СФП-011А, криолит и перемешивают 2 мин. После этого приготовленную массу вводят в первую мешалку с увлажненным шлифовальным зерном и перемешивают 4 мин.

Абразивную массу просеивают через сито с размером 2,5x2,5 мм для удаления агрегатных образований.Из абразивной массы методом холодного прессования были изготовлены армированные отрезные круги 300x3x32. В качестве армирующего материала исполь зована стеклосетка СПАН, Термообработка кругов была проведена по общепринятым режимам.

Аналогичным образом изготовлены круги по прототипу, но соль Мора в порошкообразном состоянии вводили в мешалку с пульвербакелитом СФП-011А и криолитом и перемешивали 2 мин. В остальном процесс изготовления абразивной массы и кругов по прототипу подобен.

Примеры рецептур конкретного изготовления массы для шлифовальных кругов по изобретению и по прототипу приредены в табл. 3.

Абразивная масса была изготовлена следующим образом,

Расчетное количество нормального электрокорунда марки 14А зернистостью 16Н и порэобразователя (гранулированной соды) загружают в лопастную мешалку и перемешивают 5-7 мин, затем добавляют фурфурол и увлажняют 10 мин. В отдельную лопастную мешалку подают пульвербакелит марки СФП- 01 19А, криолит и перемешивают 2 мин. После этого приготовленную смесь вводят в первую мешалку, перемешивают 5 мин, затем добавляют расчетное количество Лапроксида-730 и снова перемешивают 5 мин.

Абразивную массу просеивают через сито с размером 0,32x0,32 мм для

удаления агрегатных образований.Из абразивной массы способом горячего прессования были изготовлены шлифовальные круги 200x20x76. Температура плит , выдержка при прессовании 1 мин на 1 мм высоты круга. Термообработка кругов была проведена по общепринятым режимам. Аналогичным образом изготовлены круги по прототипу в последнем соль Мора введена в мешалку с пульвербакелитом и криолитом

Круги, изготовленные из абразивных масс с использованием в качестве модификатора реакционноспособных олигомеров на основе алкиленоксида (Лапрола-503 и Лапроксида-730), испытаны в лабораторных условиях на разрывную прочность, скорость распространения ультразвука и эксплуатационные показатели.

Результаты испытаний приведены в табл. i,5 и 6 (из составов по табл. 1,2,3 соответственно).

Из табл. 4 и 5 видно,что отрезные круги,изготовленные из масс с содержанием модифицирующей добавки 2-20% от массы связующего (примеры 2,3 и 4), дают наилучшие показатели прочность на разрыв и коэффициент шлифования (с содержанием модифицирующей добавки 2% и 20% от массы свя укяцего) на уровне прототипа.

Из табл. 6 видно, что при содержании модифицирующ Й добавки, выходящем ча указанные пределы, падает прочность на разрыв и зафиксирована огранка обрабатываемых деталей.

Данные табл. 4,5 и 6 показывают, что -лбразивные круги, изготовлены

H j масс, содержащих абразивное зеп- но, наполнители бакелитовое свяяую- шее и модифицирующую Добавку в виде реакционноспособного олигомера на основе алкиленоксида в количестве 2-20% от массы связующего, обеспечивают повьш1ение прочности кругов на 3 - 11,5% по сравнению с прототипом. При этом коэффициент шлифования возрастает соответственно на 5,3 -26,3%.

За счет изменения упругих харак- теристик, которые оценивались скоростью распространения ультразвука (при использовании модификатора 3340- 3500 м/с, прототип 3280 м/с) при получении требуемой шероховатости поверхности обеспечено шлифование без огранки.

Формула изобретения Масса для изготовления абразивного инструмента,содержащая абразивное зерно, наполнитель, бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, отличающа яся тем,что, с целью повьш1ения эксплуатационных характеристик инструмента, в качестве модифицирующей добавки она содержит реакционноспособный олигомер на основе алкиленоксида при его содержании 2-20% от массы связующего, при этом все компоненты входят в массу в следующем соотношении,мае.%: Абразивное зерно 67-81 Бакелитовое связующее

Указанная модифицирующая добавкаНаполнитель

10-13

0,2-2,6

Остальное

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, преимущественно шлифовальных кругов на бакелитовой связке, для силового и чистового шлифования. Целью изобретения является повышение эксплуата ционньгх характеристик абразивного инструмента за счет снижения хрупкости бакелитовой связки и тем самым повышения разрывной скорости круга и уменьшения его вибрации (жесткости) при шлифовании и ликвидации огранки на обрабатываемых деталях. Масса для изготовления абразивного инструмента включает абразивное зерно,наполнитель, бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, в качестве которой использован реакционноспособ- ный олигомер на основе алкиленоокси- да при его содержании 2-20% от массы связующего.Все компоненты в массу входят в следующем соотношении,мае.%: абразивное зерно 67-81; бакелитовое связующее 10-13; модифицирующая добавка 0,2-2,6, наполнитель остальное. 6 табл. § (Л

Таблица 1

Массы для изготовления абразивных отрезных кругов 300x3x32 способом холоягЮ о пг-ессования при максимальном содержании абразивного зерна

Абразивное зерно

(электрокорунд)

I4A50 :81,0

}1 лдкнй бакелит марки БЖ-35,6

Пульябр -ткелит марки СФП-011Л6,0

81,0 81,0 81,081,081,0

5,87 5,74 5,74,64,0

7,0 7,06,05,85,75

Наполнитель (криолит)6,0

Модификатор-соль Мора 1, 3

Модификатор - олиго- мер реакционноспособ- ный на основе алкилен- оксида (Лапрол-503)

Лапрол-503, % от бакелитового связующего

Таблица2

Массы для изготовления абразивных отрезных кругов 300x3x32 способом холодного прессования при среднем содержании абразивного зерна

Абразивное зирно

(электрокорунд)

V4A50H

Жидкий бакелит

БЖ-3

Пульвербакелит марки СФН-011А

Наполнитель-криолит Модификатор-соль Мо

Модификатор-олиго- мер реакционноспо- собный на основе алкиленоксида (Лапрол-503)

Лапрол-503, % от бакелитового связующего

Продолжение табл.1

6,0 6,0 6,0

6,0

6,0

0,13 0,26 1,3

2,6

3,25

2 10

20

74

74

5,27 4,9

6,0 5,45 14,5 14,5

74 ,2

5,0

14,5

74 3,8

4,82

14,5

0,12 0,23 1,15

2,3

2,88

10

20

25

Таблица 3

Массы для изготовления шлифовальных кругов 200x20x76 способом горячего прессования при минимальном содержании абразивного зерна

67,0

0,6

10,65

1,5

19,0

а 1,25

67,0 67,0 0,57 0,60

19,0 19,0

0,13 0,26

11,8 11,64

1,51,5

Таблица4

Прочностные и эксплуатационные nor казатели отрезных кругов 300x3x32 при максимальном содержании абразивного зерна

67,0 67,0 67,0 0-,55 0,55 0,56

11,8 11,6410,7 9,45 8,81

1,51,51,51,5 1,5

19,0 19,0

19,0 19,0 19,0

1,25 2,50 3,13

10

20

25

138092412

Т а б л и ц а 5

Прочностные и эксплуатационные показатели отрезных кругов ЗООх хЗх32 при среднем содержании абразивного зерна

Таблицаб

Прочностные и эксплуатационные показатели шлифовальных кругов 200x20x76

88

3320

0,7-1,0

Огранка на всех деталях