Состав для пропитки абразивного инструмента Советский патент 1991 года по МПК B24D3/34 

Изобретение относится к абразивной обработке, в частности касается пропитки абразивного инструмента.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств инструмента путем снижения температуры и мощности шлифования.

Состав содержит стеариновую кислоту, гидроксид калия, мочевину и гидроксид алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Мочевина11-15

Гидроксид алюминия2,5-3,5

Гидроксид калия1-2

Стеариновая

кислотаОстальное.

Стеариновая кислота широко используется в составах для механической обработки металлов как основное смазывающее и охлаждающее вещество. Однако, обладая ог- РЭНИЧРННЫМ температурным диапазоном, внутри которого сохраняются ее высокие реологические свойства, она не может быть успешно использована при интенсификации процесса шлифования. В предлагаемом составе, помимо обычного назначения, играет роль среды для взаимного растворения

остальных ингредиентов. Поскольку необходимым условием проведения упомянутого процесса является наличие насыщенной смеси, использование компонента в количестве, большем указанного предела, нецелесообразно. Кроме того, при излишке стеариновой кислоты состав по своим технологическим свойствам приближается к действию чистого вещества.

Снижение процентного содержания также нежелательно ввиду чрезмерного уплотнения среды в процессе изготовления состава и,как следствие, снижения растворимости гидроксида алюминия. При эксплу- атации подобных концентрационных вариантов в зоне резания скапливаются излишки продуктов высокотемпературного разложения, что отрицательно сказывается на коэффициенте трения и соответственно мощности микрорезания.

Мочевина применяется в качестве вещества, способствующего переходу в раствор нерастворимого в стеариновой кислоте А(ОН)з через образование комплекса с мочевиной, обладающего высокой фазовой устойчивостью в расплаве стеариновой кислоты.

о (J

GC

ч:

ё

Другим положительным свойством мочевины является ее способность при термическом разложении (250° С и выше) образовывать циануровую кислоту в короткие промежутки контакта контртел, которая, как установлено при лабораторных исследованиях является пассиватором поверхности абразивных зерен. Следствием названной особенности компонента является снижение засаливания абразивного инструмента.

При использовании в составе мочевины в количестве, большем указанных пределов, наблюдается ухудшение гомогенности среды и обратное расслоение импрегнатора. Кроме того, образуется чрезмерное количество соответствующих продуктов термического разложения и, как следствие, повышение коэффициента трения и снижение эффективности состава.

Недостаток вещества ведет к неполному переходу гидроксида алюминия в общий раствор, снижая качество и выход основного продукта.

Функциональное назначение гидроксида алюминия заключается в улучшении физико-химическиххарактеристикимпрегнатора за счет образования, растворимого в стеариновой кислоте комплекса с мочевиной. Наличие названного комплекса в основной среде улучшает адсорбцию состава при высоких температурах и повышает термоустойчивость гомогенной тройной системы.

Избыток компонента способствует формированию грубого шлама при термическом распаде состава в процессе абразивной обработки металла из-за насыщенности его раствора при изготовлении импрегнатора.

Недостаток гидроокиси алюминия уменьшает концентрацию комплекса А1(ОН)з- карбамид, негативно отражаясь на общих реологических свойствах трибосо- става.

Добавление небольшого количества гидроокиси калия повышает термостабиль- «ость состава и предотвращает разделение фаз при критической температуре стеариновой кислоты.

Содержание КОН, большее указанных пределов, способствует процессу щелочного распада стеариновой кислоты и разложению мочевины. Уменьшение содержания компонента приводит к ухудшению трибо- технических качеств готового продукта.

Технология изготовления импрегнатора.

В реактор помещают 2/5 навески стеариновой кислоты, расплавляют, добавляют

мочевину, затем вносят гидроокись алюминия, и смесь выдерживают в течение 30 мин (температура -140° С) с периодическим перемешиванием (2-3 раза по 1-2 мин). В указанный промежуток времени происходит формирование комплекса А1(ОН)з - карбамид и образование двухфазной (негомогенной) среды. Затем температуру расплава поднимают до 150-155° С, выдерживают 60

мин и добавляют навеску гидроксида калия, в течение последующих 30-40 мин происходит взаимное растворение компонентов и их полная гомогенизация. На последнем этапе в реактор вносят остаток стеариновой

кислоты, расплавляют, и готовый состав выдерживают 10-15 мин при двух- трехкратном перемешивании.

Пропитку кругов производят при 98-105° С с неполным погружением в расплав торцовой

стороной и с выдержкой до появления сплошной пленки импрегнатора на наружной его части.

Концентрат представляет собой твердую, гомогенную, светло-коричневую массу

с температурой плавления, в зависимости от количественного содержания компонентов, лежащей в пределах 105-120° С. Готовый состав желтого или светло-коричневого цвета ст.пл. 87-95° С.

По описанной технологии приготовлены 5 составов импрегнатора 3 в пределах предлагаемых концентраций и 2 на запредельные значения массовых соотношений. Примеры приготовления составов импрегнатора приведены в табл.1.

Механизм действия импрегнатора исследуется физико-химическими методами анализа тонких слоев и лабораторным моделированием прооцессов микрорезания. Основным фактором снижения энергозатрат, теплонапряженности и износа абразивного инструмента следует считать явления моди фикации поверхностей контакта контртел за счет адсорбции и накопления частиц гидро

окиси алюминия и продуктов пиролиза мочевины и стеариновой кислоты, приводящих к образованию изолирующих пленок с низким коэффициентом трения.

Испытания проводят кругами марки

25А25пСТ1 6К8 на азотированных сталях мавки ЭЙ 415. Площадь шлифования 4x100 мм. Абразивный инструмент подвергнут импрегнированию составами из табл.1 и составами, взятыми за известный и базовый

объект.

Исследуют зависимость мощности и температуры в зоне шлифования от величины истинного объема (при ширине обрабатываемой детали В 4 мм).

Режим обработки следующий: VKP - Зб м/с, Удет - 0.17 м/с, Snon - 0. t переменная.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Формула изобретения Состав для пропитки абразивного инструмента, содержащий стеариновую кислоту, гидроксид калия и мочевину, отличающийся тем, что, с целью повышения экс0

плуатационных свойств инстумерта путем снижения температуры и мощности шлифования, состав дополнительно содержит гидроксид алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Мочевина11-15

Гидроксид алюминия 2,5-3,5 Гидроксид калия1-2

Стеариновая кислотаОстальное

Изобретение относится к абразивной обработке, в частности к пропитке абразивного инструмента. Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств инструмента путем снижения температуры и мощности шлифования. Состав содержит стеариновую кислоту, гидроксид калия, мочевину и гидроксид алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: мочевина 11-15; гидроксид алюминия 2,5- 3,5; гидроксид калия 1-2; стеариновая кислота остальное. 2 табл.

Таблица 1

Таблица 2