Масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1989 года по МПК B24D3/34 

;о со &о э

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента на бакелитовой связке, предназначенного для шлифования труднообрабаты- ваемых материалов, преимущественно титановых сплавов.

Цель изобретения - повьппение качества инструмента за счет обеспечения крупнопористой структуры при равно- мерном распределении пор.

Масса для изготовления абразивного инструмента содержит абразивный материал, бакелитовую связку и двойной суперфосфат при следующем соотно шении компонентов, мас.%:

Абразивный материал 39,6-83,3 Двойной суперфосфат 4,7-40,0 Бакелитовая связка Остальное

Двойной суперфосфат по ГОСТу представляет собой гранулы статической прочностью более 1,8 МПа. Более 85% по массе гранул имеет размер 1-4 мм, гранул менее 1 мм по массе менее 4%, а крупнее 6 мм гранулы не допускаются. Главной составной частью двойного суперфосфата является одноводный монокальцийфосфат (дигидроортофосфат кальция). Кроме него, содержится и свободная ортофосфорная кислота.

При изготовлении абразивного инструмента двойной суперфосфат предварительно тщательно перемешивают с абразивом, затем в полученную смесь вводят компоненты бакелитовой связки, сначала увлажнитель, затем связующее и наполнитель. В качестве абразивов можно использовать зеленый или черный карбид кремния, нормаль- вый, белый или хромтитанистый электрокорунд, монокорунд, а также их смеси. В качестве увлажнителя могут использоваться жидкий бакелит или фурфурол, в качестве связующего - фе- нольные порошкообразные марки СФП-011А, -012А, -0119АИ другие, в качестве наполнителей - криолит, пирит, фторборат калия, антимонит и другие. Дпя улучшения характеристик абразивной массы могут вводиться антикомкующие добавки - политерпены, тунговое масло и другие. Выбор конкретного вида абразива, его зернистости, -а также компонентов бакелитовой связки определяется условиями зксплуатации абразивного инструмента Абразивный инструмент может быть изготовлен методом горячего и.пи теплог

5

5 0

, 0

0

5

прессования, а также методом холодного прессования и последующего спекания сформованной заготовки в свободном состоянии.

В процессе приготовления абразивной массы гранулы двойного суперфосфата достаточно равномерно распределяются в ней. Это объясняется тем что плотность гранул ( р 2,4 г/см ) близка к плотности абразивных материалов. В результате готовьш абразив-- ный инструмент имеет неуравновешенность в пределах 1-2 классов.

В процессе бакелизации двойной суперфосфат претерпевает некоторые изменения. При нагреве до 180-190°С одноводный монокальцийфосфат превращается в безводный монокальцийфосфат, а ортофосфорная кислота вступает во взаимодействие с фенолформальдегид- ными смолами бакелитовой связки. Пары воды, образующиеся при обезвоживании одноводного монокальщшфосфата, как и образующиеся в процессе поликонденсации фенолформальдагидных смол, способствуют образованию мелких пор. Так как газовыделение в данном случае невелико, оно не вызывает снижения прочности абразивного инструмента. Ортофосфорная кислота способствует более быстрому и полному протеканию процесса поликонденсации фенолформааьдегидных смол. В присутствии ортофосфорной кислоты бакелитовая связка после термообработки становится боле. прочной и теплостойкой.

Несмотря на протекаю дие процессы, в готовом абразивном инструменте двойной суперфосфат присутствует в виде гранул. Эти гранулы выполняют функцию крупных пор, разрушаясь в процессе шлифования в зоне обработки, образуя поровое пространство, необходимое для размещения стружки. Продукты разрушения гранул вьтолня- ют функцию твердой смазки, вступая во взаимодействие с обрабатываемым металлом с образованием фосфатов, имеющих низкий коэффициент трения. Это препятствует налипанию металла на зерна круга при шлифовании, обеспечивая устойчивое самозатачивание кругов и высокое качество обработки.

Малое газовыделение в процессе бакелизации, а также упрочнение бакелитовой связки за счет взаимодействия с ортофосфорной кислотой ПОЗ10

воляет изготавливать круги как с малым содержанием свянки, так и с высоким содержанием гранулированного двойного суперфосфата и малым содержанием абразива. Это существенно расширяет технологические возможности абразивного инструмента за счет возможности поаучения мягких кругов и кругов высоких структур, кроме того, за счет ускорения протекания процессов поликонденсации связующего процесс бакелизации инструмента можно существенно сократить (ло 5-6 ч), используя более высокие скорости 15 подъема температуры. При этом круги после бакелизации не имеют термического брака.

Указанные границы содержания компонентов в абразивной массе объясни- 20 ются следующим. При содержании двойного суперфосфата больше 40% и абразивного материала менее 39,6% в процессе формования кругов гранулы двойного суперфосфата разрушаются, так 25 как образуют собственный каркас, который однако не способен воспринимать усилия прессования ввиду низкой статической прочности (давление прессо40 м/с), испытывают на плоскошлифовальном станке модели РПО-200(СРР) при шлифовании образцов из титаново го сплава ВТЗ-1. Шлифование осуществляют без применения СОЖ на следую щих режимах: скорость круга 30 м/с, скорость стола 0,10 м/с, глубина шли фования 0,05 мм/дв.ход.

Составы абразивных масс и структу ра кругов, а также результаты испытаний на разрывной машине приведены в табл. 1.

Термический брак у всех кругов от сутствует.

Как видно из табл. 1 можно изгото вить круги с большим содержанием гра нулированного наполнителя (до 40 мас.%) при меньшем объемном содер жании связки. Это позволяет создават |круги с большим в 2,5 раза содержани ем гранулированного наполнителя и меньшим в 1,75 раза содержанием абра зивного материала. Круги с гидрокарбонатом натрия имеют разрывную скорость 39-45 м/с. Ряд кругов имеет термический брак.

Структура кругор и результаты ис t- J J . 1Л ir t ./ .- I l fC. J у ,1 ГУ 1 f3. t 01 trl

вания достигает 10-15 МПа).При содер-зо пытаний кругов при шпифовании образжании в абразивной массе более 83,3% абразивного материала и менее 4,7% двойного суперфосфата эффекта от введения двойного суперфосфата не наблюдается.

Из абразивной массы изготавливают круги по следующей технологии. Абразивный материал - зеленый карбид кремния марки 63С зернистости 40, гранулированный двойной суперфосфат с размером гранул 2-4 мм и бакелитовая связка перемешиваются в лопастной машине типа МП-50. Из полученной смеси на прессе ПД-476 формуют круги

Зй

40

НОВ из титанового сплава ВТЗ-1 приве дены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, круги, изго товленные из предлагаемой массы, обеспечивают при обработке титановых сплавов снижение мощности шлифования на 18% при увеличении способности на 12% и коэффициента шлифования на 40%.

Формула изобретения

Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразивПП200 32 «32, которые подвергают ба- 45 материал, бакелитовую связку и

келизации в камерном бакелизаторе по 5-часовому циклу с максимальной температурой 185°С. Круги изготавливают из смесей с различным объемным содержанием абразивного материала, гранулированного наполнителя и связки. После бакелиэации круги подвергают испытаниям на разрывной машине СИ1Т-800. Круги, выдержавш1е испытательную скорость 68 м/с (в 1,7 раза превышающую максимальную рабочую

порообразующий наполнитель, о т л и- чающ а я с я тем,что, с целью повышения качества инструмента за счег обеспечения крупнопористой структуры gQ н качестве порообразующего наполните - ля она содержит двойной суперфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Абразивный материал 39,6-83,3

55 Двойной суперфосфат 4,7-40,0

Бакелитовая связка Остальное

10

15

49336

40 м/с), испытывают на плоскошлифовальном станке модели РПО-200(СРР) при шлифовании образцов из титанового сплава ВТЗ-1. Шлифование осуществляют без применения СОЖ на следующих режимах: скорость круга 30 м/с, скорость стола 0,10 м/с, глубина шлифования 0,05 мм/дв.ход.

Составы абразивных масс и структура кругов, а также результаты испытаний на разрывной машине приведены в табл. 1.

Термический брак у всех кругов отсутствует.

Как видно из табл. 1 можно изготовить круги с большим содержанием гранулированного наполнителя (до 40 мас.%) при меньшем объемном содержании связки. Это позволяет создавать |круги с большим в 2,5 раза содержани- ем гранулированного наполнителя и меньшим в 1,75 раза содержанием абразивного материала. Круги с гидрокарбонатом натрия имеют разрывную скорость 39-45 м/с. Ряд кругов имеет термический брак.

Структура кругор и результаты ис t- J J . 1Л ir t ./ .- I l fC. J у ,1 ГУ 1 f3. t 01 trl

пытаний кругов при шпифовании образ

НОВ из титанового сплава ВТЗ-1 приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, круги, изготовленные из предлагаемой массы, обеспечивают при обработке титановых сплавов снижение мощности шлифования на 18% при увеличении способности на 12% и коэффициента шлифования на 40%.

Формула изобретения

Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив материал, бакелитовую связку и

материал, бакелитовую связку и

порообразующий наполнитель, о т л и- чающ а я с я тем,что, с целью повышения качества инструмента за счег обеспечения крупнопористой структуры н качестве порообразующего наполните - ля она содержит двойной суперфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Абразивный материал 39,6-83,3

Двойной суперфосфат 4,7-40,0

Бакелитовая связка Остальное

Таблица 1

Изобретение относится к области производства инструмента на бакелитовой связке, предназначенного для шлифования труднообрабатывае1фк материалов, преимущественно титановых сплавов. Цель изобретения - повышение качества инструмента за счет обеспечения крупнопористой структуры при равномерном распределении пор. Масса для изготовления абразивного инструмента содержит абразивный материал, бакелитовую связку и порооб- разователь - двойной суперфосфат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: абразивный материал 39,6-83,3j двойной суперфосфат 4,7- 40,00; бакелитовая связка остальное. 2 табл.

Таблица 2