Состав для пропитки абразивного инструмента Советский патент 1988 года по МПК B24D3/34 

со СХ) О5

4;

оо

05

Изобретение относится к производству абразивного инструмента и может быть использовано при шлифовании труднообрабатываемых материалов, преимущественно сталей и титановьсх сплавов, без применения СОЖ или с масляными СОЖ.

Целью изобретения является повьше- ние производительности шлифования труднообрабатьгааемых материалов.

Состав для пропитки абразивного инструмента содержит карбамид, воду и карбонат калия при следующем со- отнс шении компонентов, мае.%:

Карбамид5,0-15,0

Карбонат калия 3,3-10,0 ВодаОстальное

Дополнительное введение в состав

ки, предотвращающей схватывание на- лиишего на абразивные зерна металла с обрабатываемым металлом. Карбонит- ридный слой, как менее хрупкий, выдерживает значительно больше нагрузки, чем слой нитридов. Карбонитридный слой имеет значительно меньший коэффициент трения (0,22), чем нитридный

слой (0,63), что снижает температуру в зоне шлифования. Кроме того, имея высокую твердость, карбонитридный слой осуществляет резание, что повышает режущую способность абразивного

инструмента и снижает его износ.

Все это приводит к тому, что абразивный инструмент, hponHTaHHbrfi предлагаемым составом, долго сохраняет свои режущие свойства, позволяет шли

Изобретение относится к области абразивной обработки труднообрабатываемых металлов и сплавов без применения СОЖ или с применением масляных СОЖ. Целью изобретения является по- вьшение производительности шлифования за счет повышения эффективности пропиточного состава при высоких температурах. Состав для пропитки содержит карбамид, карбонат калия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамид 5-15, карбонат калия 3,3-10, вода остальное. 2 табл.

дпя пропитки абр азивного инструмента, 20 Фовать труднообрабатываемые материалы содержащего карбамид, карбоната калия со значительно большей производитель- приводит к образованию в результате химической реакции между карбамидом и карбонатом калия цианата калия.

ностью, чем инструмент, проТпитанный известным составом для пропитки.

Указанное соотношение компонентов

Реакция приводит к тому, что в порах 25является оптимальным. При увеличении

круга после пропитки и сушки находят-содержания карбамида свьшге 15% и карся карбамид, карбонат калия и цйанатбоната калия свыше 10% ухудшаются

калия. Цйанат калия имеет температуруусловия размещения стружки в порах

плавления , поэтому стружка,круга, что приводит к снижению произнагретая до высоких температур (1100-39водительности шлифования. При сниже1200 С), обволакивается тонким слоем расплавленных цианатов калия и карбамида и выносится из пор круга под действием центробежных сил. Более вы- .сокая температура плавления цианата калия, чем карбамида, приводит к тому, что вместе со стружкой цианата калия выбрасывается значительно меньше, чем карбамида. Это приводит к тому, что в порах круга остается достаточное количество цианата калия, являющегося химически активным веществом.

Расплав циаката калия в процессе шлифования окисляется кислородом воздуха, в результате чего образуются активные атомы азота и углерода, вза- имодейств пощие с металлом, налипшим на абразивные зерна. На поверхности этого налипшего металла в результате

35

40

45

НИИ содержания карбамида менее 5% и карбоната калия менее 3,3% эффект от пропитки не наблюдается (из-за малой концентрации активных атомов). При увеличении количества карбамида более 15% и одновременном снижении количества карбоната калия менее 3,3% образуется недостаточное количество цианата калия, поэтому на поверхности налипшего металла образуется не прочный слой карбонитридов, а, в основном, хрупкий слой нитридов, что и приводит к снижению производительности шлифования. Увеличение количества карбоната калия более 10% и одновременное снижение количества карбамида менее 5% приводит к избытку химически малоактивного карбоната калия, имеющего высокую температуру плавления (896°С} что ухудшает услохимической реакции образуется карбо- 50 вия удаления стружки из пор абразивнитридный слой, имеющий высокую твердость, сопротивление износу, малый коэффициент трения. Этот слой прочно связан с налипшим металлом, не отела-

ивает.ся и не выкрашивается. Образую- 55 боната калия на карбонат натрия прищийся в процессе шлифования изнЪсо- ;Стойкий карбонитридный слой выполняет роль высокотемпературной твердой смазФовать труднообрабатываемые материалы со значительно большей производитель-

ностью, чем инструмент, проТпитанный известным составом для пропитки.

Указанное соотношение компонентов

водительности шлифования. При сниже

НИИ содержания карбамида менее 5% и карбоната калия менее 3,3% эффект от пропитки не наблюдается (из-за малой концентрации активных атомов). При увеличении количества карбамида более 15% и одновременном снижении количества карбоната калия менее 3,3% образуется недостаточное количество цианата калия, поэтому на поверхности налипшего металла образуется не прочный слой карбонитридов, а, в основном, хрупкий слой нитридов, что и приводит к снижению производительности шлифования. Увеличение количества карбоната калия более 10% и одновременное снижение количества карбамида менее 5% приводит к избытку химически малоактивного карбоната калия, имеющего высокую температуру плавления (896°С} что ухудшает услоного инструмента, ведет к засаливанию инструмента и снижению производительности шлифования.

Замена в составе для пропитки карводит к существенному снижению производительности шлифования. Это объясняется более высокой температурой

3

плавления образующегося цианата натрия (520°С), по сравнению с циана- том калия. Это не только ухудшает условия удаления стружки из пор инструмента из-за меньшего оплавления компонентов пропиточного состава пр контакте со стружкой, но и снижает интенсивность образования активных атомов азота и углерода.

Состав для пропитки абразивного инструмента приготовляется путем растворения карбамида и карбоната калия в воде с температурой 20-40 С Абразивный инструмент пропитывается полученным раствором методом свобоного капиллярного поднятия путем погружения в раствор на 1/2-2/3 высот и вьщержки в нем от 2-10 мин (инстрмент на керамической связке) до 2-5 сут (инструмент на бакелитовой связке). После пропитки абразивный

инструмент сушится при температуре 20-80 С в течение 1-3 сут. Высушенный круг готов к применению.

Шлифовальные круги 4К80х32Х20 25А25ПСМ15К6 пропитывались составами, приведенными в табл. 1.

Круги пропитывались в течение 3 мин, сушка - 1,5 сут при температуре 80°С. Испытания пропитанных кругов велись на универсально-заточном стенке ЗМ642Е без СОЖ. Обрабатываемый материал - быстрорежущая сталь Р9М4К8 (HRC65-67).Режимы шлифования:

25

30

Предлагаемый состав для пропитки абразивного инструмента обеспечивае повышение производительности при шлифовании в 1,5-1,9 раза, мощность шлифования снижается в 1,2-1,4 раза шероховатость - в 1,05-1,25 раза (д 1 разряда), стойкость круга увеличи вается в 1,2-1,6 раза, коэффициент шлифования - в 1,1-1,2 раза по срав нению с известным составом для пропитки. Лучшие результаты обеспечива состав 4 (карбамид 15%, карбонат калия 5%, вода 80%).- Замена карбона кашия на карбонат натрия снижает пр изводительность шлифования в 1,7- 2,1 раза. Состав для пропитки на основе полимолибдатов металлов груп железа обеспечивает Ra 0,32 мкм пр подачах 0,02-0,04 мм/об и скорости круга 30-35 м/с при шлифовании стал РбМ5« Предлагаемый состав обеспечива Ra О,32.мкм при подаче 0,04 мм/дв.х и скорости круга 19 м/с при шлифова нии стали Р9М4К8, т.е. одинаковая шероховатость достигается при почти вдвое меньшей скорости круга. Круги пропитанные предлагаемым составом, эффективны именно при работе в режи самозатачивания, когда обеспечивает

наибольшая производительность. Формула изобретени Состав для пропитки абразивного

скорость круга 19 м/с, скорость сто- 35 инструмента, содержащий карбамид и ла 0,04-0,06 м/с (ручная) .глубина ДУ отличающийся тем, шлифования 0,04 мм/дв.ход.

что, с целью повьш1ения производител ности шпифования труднообрабатываем материалов, он дополнительно содерж Ю карбонат калия при следующем соотно шении компонентов, мас.%:

Определялись мощность шлифования, шероховатость обработанной поверхности, стойкс сть круга до появления прижога, коэффициент шлифования За период стойкости и максимальная глубина бесприжогового шлифования.

Карбамид10 5

Карбонат

калия- 1,7 3,3 5 6,7

Карбонат

натрия-- .- - - 5

Вода90 93,3 86,7 80 73,3 90 80 70 93,3 90

10 15 20 ,5 10 15 1,7 5 10 15 5

0

5

0

5

0

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Предлагаемый состав для пропитки абразивного инструмента обеспечивает повышение производительности при шлифовании в 1,5-1,9 раза, мощность шлифования снижается в 1,2-1,4 раза, шероховатость - в 1,05-1,25 раза (до 1 разряда), стойкость круга увеличивается в 1,2-1,6 раза, коэффициент шлифования - в 1,1-1,2 раза по сравнению с известным составом для пропитки. Лучшие результаты обеспечивает состав 4 (карбамид 15%, карбонат калия 5%, вода 80%).- Замена карбоната кашия на карбонат натрия снижает производительность шлифования в 1,7- 2,1 раза. Состав для пропитки на основе полимолибдатов металлов группы железа обеспечивает Ra 0,32 мкм при подачах 0,02-0,04 мм/об и скорости круга 30-35 м/с при шлифовании стали РбМ5« Предлагаемый состав обеспечивает Ra О,32.мкм при подаче 0,04 мм/дв.ход и скорости круга 19 м/с при шлифовании стали Р9М4К8, т.е. одинаковая шероховатость достигается при почти вдвое меньшей скорости круга. Круги, пропитанные предлагаемым составом, эффективны именно при работе в режиме самозатачивания, когда обеспечивается

наибольшая производительность. Формула изобретения Состав для пропитки абразивного

инструмента, содержащий карбамид и ДУ отличающийся тем,

что, с целью повьш1ения производительности шпифования труднообрабатываемых материалов, он дополнительно содержит карбонат калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамид5,0-15,0

Карбонат калия , 3,3-10,0 ВодаОстальное

Т а б л и ц а 1

10

10 80

Мощность шли-

фования, Вт 56 63 46 -ДО 59 4445 68 72 58 67

Шероховатость Ra,

мкм0,40 0,45 0,38 0,32 0,45 0,35 0,37 0,50 0,56 0,45 0,50

Стойкость . .

круга,.. .

дв.ход55 45 65 90 50 8570 35 30 50 35

Коэффициент

шлифования 4,5 4,3 5,0 5,5 4,4 5,2 5,0 4,0 3,8 4,4 4,0 Максимальнаяглубина бесприжогового.

шлифования,.

мкм150 120 220 280 135 240 220 100 90 140 105

Таблица 2