Масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1990 года по МПК B24D3/14 

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, в чаотности алмазного, например доводочных и суперфинишных инструментов, и может быть использовано в инструментальной промышленности для доводочнь|х и суперфинишных операций при изготовлении высокоточных деталей, например подшипников качения, применяемых в прецизионных узлах машин и механизмов, измерительных приборах и т.п., где необходимо использовать абразивные инструменты с определенным строго выдержанным значением твердости.

Целью изобретения является повыше- ние размерной стойкости инструмента.

Это достигается путем снижения разброса твердости инструмента из-за исключения комкования в процессе приготовления формовочной массы.

Для снижения разброса твердости инструмента масса, содержащая абразив на основе микропорошка СТМ, стеклокерамическую связку и временное связующее на основе полиформальдегидных смол, дополнительно содержит азросил при следующем соотношении компонентов, мас.%: Абразив20,5-48,0

Полиформальдегид4,5-24,0

Азросил0,2 - 0,8

Стеклокерамическая связка на основе боросиликатного стеклаОстальное Введение в массу аэросила в указанном количестве в сочетании с химическим составом образующего связку боросиликатного стекла и присутствием в качестве временного связующего полиформальдегидных смол устраняет комкование. Частицы аэросила

СЛ

ю

Сл)

ю

(лЭ

размером 10-30 нм .несут отрицательный заряд, распределейный по поверхности в виде активных групп SIOH. При введении его в смесь компонентов массы вследствие Электрической адгезии между частицами аэросила и образующими основу легкоплавких боросиликатных стекол алюмосиликатами и боратами, на поверхности их раздела образуется двойной электрический слой. Вследствие этого возникают электростатические силы притяжения между указанными частицами, образующими абразивную массу, величина которых согласно электрической теории адгезии имеет порядок 40 кгс/см. Благодаря этому и очень малым размерам частицы аэросила легко внедряется в пространство между частицами смеси компонентов и вызывают их структурирование - упорядоченное распределение в объеме.

Этот эффект проявляется при введении ограниченного количества аэросил а в формовочную смесь, содержащую указанные химические элементы. В этом случае аэро- сил в сочетании с компонентами стеклоке- рамической связки играет роль активного вещества - при перемещении разрушает агломераты (устраняет комкование), создает пространственный каркас равномерно распределенных и связанных между собою частиц смеси, затем предохраняет приготовленную смесь от слеживания и сохраняет ее технологические свойства.

В реальных условиях образованию двойного электрического слоя препятствует наличие влаги в виде жидкости либо ее паров между поверхностями раздела, что приводит к замыханию активных заряженных, групп. Присутствие в смеси полиформаль- дегидных смол, являющихся гидрофобными веществами, препятствует адсорбции воды из воздуха и обеспечивает работу активных групп на поверхности частиц аэдосила.

В 1 г аэросила содержится около 3-10 частиц, на каждую из которых приходится око ло 2000 активных групп ЗЮН, несущих отрицательный заряд и способных образовывать связи с микрочастицами смеси. Поэтому Т1Эхнический эффект достигается при небольших количествах аэросила, когда все его частицы взаимодействуют с чёстицами микропорошка смеси. В этом случае важную роль играет количество связей, обра- .зованных аэросилом с частицами . микропорошка смеси. Добавка в формовочную смесь большего количества аэросила снижает эффект структурирования смеси за счет уменьшения числа связей вследствие погашения взаимодействия между частицами аэросила.

Следствием этого эффекта является снижение величины разброса твердости по объему инструмента (бруска).

Приготовление массы и изготовление абразивного инструмента осуществляется следующим образом.

Изготавливают компоненты формовочной смеси в количествах, рассчитанных по указанным соотношениям. Компоненты за- 0 гружают в смеситель типа пьяная бочка и осуществляют перемешивание в течение 12ч. Полученную смесь извлекают, разделяют на навески, масса которых определяется требуемыми размерами брусков. После засып- 5 ки навесок в пресс-форму формовочную смесь прессуют с подогревом до 200°С и выдержкой 15 мин.

Сбрикетированные заготовки подвергают обжигу в электропечи при соблюдении 0 ступенчатого графика нагрева и выдержки: при 350°С выдержка 2 ч; при 470°С - 4 ч; при 650°С - 2 ч и при 710°С - 30 мин.

После охлаждения брусков с печью до комнатной температуры контролируют их 5 твердость и приклеивают державки с нанесенными на них характеристиками, включающими степень и группу их твердости, а также зернистость алмазов.

Керамическая связка СК 1 имеет следу- 0 ющий состав, мас.%: стекло фритованное35 - 55; окись алюминия 30 - 64; нитрид бора 1-15.

Керамическая связка СК 3 имеет следующий состав, мас.%; стекло фритованное 30 - 5 42; цирконий 25 - 52; цинк 4 - 25; тальк 2 - 20.

Керамическая связка СК 7 имеет следующий состав, мае.%; стекло фритованное 30 - 50; окись хрома 30 - 65; полирит 5 - 20. 0 В качестве одного из вариантов временного связующего используют сополимер СФД и СТД ( на основе формальдегида и триоксана).

Пример 1. Компоненты массы загру- 5 жают в смеситель в следующем количестве и порядке: 205 г микропорошка АСМ 28/20, смешанного с 8 г аэросила и 742 г связки СК 1, смешанной с 45 г полиформальдегида. В смесителе смесь перемешивают 12ч, после 0 чего развешивают на навески по 32,07 г, которые засыпают в ячейки для брикетирования брусков типа АБС 1 100«8 20. Далее массу в пресс-форме прессуют поддавлени- ем 30 МПа и выдерживают в течение 15 мин 5 при 150°С. Сформированные брикеты в количестве 31 шт, переносят в электропечь, где обжигают при указанном режиме. После охлаждения бруски контролируют на нали- чие трещин и отклонений от заданной геометрической формы и размеров, измеряют

величину и рассев твердости. Все бруски имеют твердость 65 - 76 ед.. причем 17 брусков (52% общего количества) имели рассев твердости менее 5 ед., что соответствует группе А. Средний рассев твердости в партии составляет 7 ед.

Пример 2. Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве: 420 г микропорошка АСМ 28/20, смешанного с 2 г аэросила, и 338 г связки СК 1, сме- шанной с 240 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят аналогично примеру 1. Полученные бруски имеют твердость 67 - 76 ед., из них 16 брусков (50% общего количества) с рассевом твердости по группе А. Средний рассев твердости по napi ии 8 ед.

Пример 3. Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве: 420 г микропорошка карбида кремния 63СМ28, смешанного с 2 г аэросила, и 338 г связки СК 7, смешанной с 240 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят аналогично примеру 1. Полученные бруски имеют твердость 61 - 78 ед., из них 12 брусков(40% общего количества) имеют рассев твердости по группе А. Средний рассев твердости по партии составляет 9 ед.

Пример 4. Компоненты массы загру- жают в смеситель в следующем количестве: 420 г микропорошка АСМ 28/20 и 400 г связки СК 1. смешанной с 180 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят анало- гично примеру 1.Полученные бруски имеют твердость 60-79 единиц, из них 5 брус-ков (15% общего количества) с рассевом твердости более 16 ед. и 6 брусков (20% общего количества) с рассевом по группе А. Сред- няя величина рассева твердости по группе 11 единиц.

Характеристики средней величины рассева твердости выхода бракованных брусков и с рассевом по группе А показывают, что в пределах состава композиции содержащей, мас.% абразив 20,5 - 48,0; азросил 0,2 - 0,8; временное связующее 4,5 - 24,0; стеклокерамическую связку - остальное, обеспечивается снижение рассева твердости до 61 т 78 ед. и полное исключение выхода бракованных изделий с рассевом Твердости более 16 ед. При этом количество брусков с рассевом по группе А составляет в случае использования указанного состава 40 - 50% общего количества брусков в партии, Выход содержания аэросила за установленные пределы увеличивает разброс твердости, что проявляется в снижении выхода брусков по группе А. Снижение производительности съема инструмента массы с АСМ 28/20 (пример 1) обусловлено меньшим содержанием алмазного микропорошка.

Формул а и 3 обретени я Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив, стекло- керамическую связку на основе боросили- катного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, отличающаяся тем, что, с целью повышения размерной стойкости инструмента путем снижения разброса твердости по его обье- му, масса дополнительно содержит аэросил, а в качестве временного связующего - полиформальдегид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Абразив20,5 - 48,0

Полиформальдегид4,5 - 24,0

Аэросил0,2 -- 0.8

Стеклокерамическая

связка на основе боросиликатного стеклаОстальное

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента. Изобретение позволяет повысить точность геометрии обрабатываемой поверхности путем снижения разброса твердости инструмента. Исключение комкования в процессе изготовления массы достигается путем введения в массу, содержащую абразив, стеклокерамическую связку на основе боросиликатного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, дополнительно аэросила, а в качестве временного связующего - полиформальдегида, при следующем соотношении компонентов, мас.% : абразив 20,5-48

полиформальдегид 4,5-24

аэросил 0,2-0,8

стеклокерамическая связка на основе боросиликатного стекла - остальное.