Масса для изготовления высокопористого абразивного инструмента Советский патент 1992 года по МПК B24D3/28 

31 Это V, :Уб 1,0: (3-5,7). При увеличении содержания сыпучих смесь быстро схватьшается и слеживается, что делает ее нетехнологичной, Это объясняется тем, что СФП, как су хой мелкодисперсный компонент, берет иа себя значительное количество влаги ц обезвоженный БЖ интенсивнее выстраивает фенольные связи, что и обусловливает схватываемость. При меньшем содержании сыпучих влага, содержащаяся в жидком бакелите, сильно увлажняет смесь, а испаря ется она естественным образом очень медпенно. Смесь долгое время остаетс подвижной и избыточно влажной. При прессовании такая смесь налипает на детали пресс-формы, что увеличивает трудоемкость изготовления абразивных изделий. Поэтому экспериментальным путем найден интервал содержания СФП при котором смесь не схватывается и не имеет избыточной влаги. При соблюдении указанных соотношений компонентов массы полностью отсутствует вьщеление пьши при смешивании массы даже при соотношении жидко го и порошкообразного связующих как минимум к максимуму. Соотношение ншифматериала, порооб разователя и связки позволяет расширить номенклатуру инструмента на бакелитовой связке в сторону уменьшени твердости на пять степеней за счет применения способа изготовления, известного при изготовлении инструмент на других видах связок, - это термообработка заформованного изделия в пресс-форме. Этот способ стал возможен благодаря уменьшенному содержанию свяэки, следовательно - уменьшен ному выделению летучих компонентов в процессе термообработки, а именно ле тучие, скапливаясь под верхней плито пресс-формы в период отверждения, де формируют изделие. Вьщеляющиеся в процессе термообработки летучие, в смеси по предлагаемому соотношению, незначительны и вьщеляются, не скапливаясь через зазоры пресс-формы, сохраняя геометрию изделия неизменной. Использование метода термообработ ки изделия в пресс-форме позволит значительно увеличить область сущест вования рецептур. Такой способ изготовления кругов гарантирует стабильность геометрии. 84 позволяет расширить гамму характеристик инструмента на бакелитовой связке: минимальная объёмная плотность абразивной массы снюхается от 1,8 до 1,3 г/см. Абразивные массы готовят согласно рецептурам, приведенным в табл.1, количество образцов по каждому рецептуВ качестве исходных материалов при изготовлении абразивных масс взяты: шлифматериал - электрокорунд нормальный 14А 25-Н, сферокорунд 125, хлористый калий, жидкое связующее - бакелит жидкий БЖ, порошкообразное свя эуюцее - СФП, криолит марки КП. В примерах. 1-12,21 и- 22,26 и 27 представлены рецептуры абразивных масс, содержащие в качестве порообразователя сферокорунд, в примерах 13, 20, 23, 24, 2В к 29 - рецептуры абра;зивных масс с хлористым калием в качестве порообразователя. При этом даны рецептуры с минимальным, оптимальнь м, максимальным и выходящим за пределы заявляемых соотношений..Параллельно изготавливают известную абразивную массу (пример 25) с хлористым калием и криолитом. Соблюдение определенных пределов соотношения между сыпучими компонентами смеси и связкой, а также между компонентами связки позволит изготовить абразивную массу технологичную по своей консистенции с равномерно распределенным порообразователем. В примерах 1-3, 6, 7, 10, 17 и 18максимальное содержание связки, необходимое для увлажнения сыпучих компонентов смеси и равномерного образования прочных мостиков связки во всем изделии. В примерах 10 и 18 при максимальном содержании связки соотношение компонентов связки V( 1:2, т.е. одна треть связки - это связующее фенольное порошкообразное, при таком соотношении равномерность распределения порообразователя значительно снижается, так как масса неудоувлажненная и порообразователь, не увлажненный жидким бакелитом, имеет возможность мигрировать в смеси. Участки, закрепленные связкой, схватываются, образуя фенольные связи, которые разрушаются при попытках восстановить однородность смееи, что, в итоге, снижает прочность изделия

517

примере 17 при максимальном содержа- НИИ связки соотношение компонентов таково, что БЖ значительно больше, чем СФП (Vca,n . ) в связи с этим масса достаточно хорошо увлажнена, но СФП очень мало для припудривания смеси и влажная масса создает дополнительные трудности при изготовлении образцов - налипание массы на детали пресс-формы и растекание образца при свободной термообработке без пресс-формы.

В примерах 12 - 20 - запредельное максимальное содержание связки, которое является избыточным, масса получается очень влажной и изделие деформируется в процессе термообработки.

Б примерах 5, 8, 9 и 13 - минимальное содержание связки, необходимое для увлажнения сыпучих компонентов смеси и образование мостиков связки, равномерно распределенных по всей структуре изделия.

Меньшее содержание связки (примеры 11 и 19) недостаточно для скрепления шлифматериала и после термообработки участки, лишенные связки, осыпаются из изделия.

В примере 9 при минимальном содержании связки почти вся она состоит из жидкого бакелита. V..p sV, 1;6,7 Смесь очень влажная и нетехнологичная - непригодна для дальнейшей переработки.

В примерах 26 и 29 - минимальное содержание шлифовального материала, обеспечивающее мало режущих кромок и, как следствие, низкие режущие свойства, т.е. низкий коэффициент шлифования, уменьшается также стойкость инструмента.

В примерах 27 и 28 - минимальное содержание порообразователя, вследствие чего в процессе шлифования на обработанной поверхности возможно возникновение шлифовальных дефектов, например прижогов.

Порядок введения компонентов и длительность смешивания следующие: смешивание шлифматериала и порообра- зователя (0,5-10 мин), увлажнение шлифматериала и порообразователя жидким бакелитом (2-2,5 мин), введение порошкообразных компонентов связки связующего фенольного порошкообразного и криолита (1,5-2 мин).

Приготовление по рецептурам, приведенным в табл. 1, абразивные массы

86

оценивают прежде всего по технологическим свойетвам (равномерная и достаточная увлажненность массы). Из абразивных масс, обладающих

удовлетворительными технологическими свойствами, изготавливают опытные круги ПП 200x20 76, количество образцов по каждому варианту 2-3.

Образцы изготавливают холодным прессованием и термообрабатывают по режи1 у с постепенным подъемом температуры до .

При заданной объемной плотности

образцов от 1,3 до 1,8 г/см, усилием прессования, достаточным для получения необходимой плотности, является усилие, которое создает верхняя плита пресс-формы своей массой (это

примерно 0,03-0,06 кг/см).

При объемной плотности от 1,8 до 2,1 прессование производят с помощью пресса.

Термообработку образцов производят в пресс-форме (при объемной плотности 1,3-1,8 г/см) и в свободном состоянии (при объемной плотности более 1,8 г/см).

Изготовленные образцы контролируют по следующим параметрам: фактическая объемная плотность, твердость кругов и разрывная скорость.

Объемную плотность кругов определяют по формуле

р

35

If сракт

v

где Р - масса образца, г, V - объем .образца, см.

Твердость кругов определяют по глубине лунки по показаниям пескоструйного прибора модели 910 при давлении в камере прибора 0,15 МПа.

Разрывную скорость кругов опреде-

ляют вращением на испытательном станке ЛТ 6 и рассчитывают по формуле

V .%р м/с

1000-600

где Др - наружный диаметр круга; - число оборотов на датчике станка, при котором круг разорвался.

Равномерность распределения порообразователя определяют следующим образом. Визуально оценивают в условно принятых баллах равномерность распределения порообразователя отдельно верхнего, нижнего торцов и каждой из

половин цилиндрической периферийной поверхности круга, а также идентичность распределения порообразователя между парами различных поверхностей круга.

Равномерность распределения порообразователя определяют как отношение набранной суммы баллов к максимально возможной сумме баллов, в процентах.

Полученные резул таты испытаний приведены в табл. 2.

Эксплуатационные характеристики образцов, изготовленных по примерам j21-29, определены при торцовой обработке образцов цилиндрической формы диаметром 30 мм из стали ШХ 15, и приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 2, в тех случаях, где предлагаемые соотношения сыпучих компонентов к связке и компонентов связки друг к другу соблюдаются, равномерность распределения порообразователя в уже готовых изделиях около 100%. В тех случаях, где содержание связки меньше рекомендованного (примеры 11 и 19), резко падает прочрость изготовленных изделий. Это Ьбъясняется тем, что не укрепленные связкой участки абразивной смеси выполняют функцию, аналогичную трещинам в круге, - провоцируют разрьш кругов. Равномерность распределения порообразователя также значительно снижается.

В тех случаях, когда содержание связки больше рекомендованного, при соблюдении соотношения компонентов в связке, смесь становится избыточно влажной, сырец-пластичным и изготовленные с большими трудностями заготовки разваливаются в процессе термообработки (примеры 12 и 20).

В примерах 9 и 17 количество связки на количество сыпучих- материалов смеси находятся в рекомендуемых пределах, но внутри связки содержание

88 фенольного порошкообразного связующего наст,олько незначительно, что, в целом, абразивная смесь нетехнологична из-за избыточной влажности, в .связи ,с этим образцы не удалось изготовить.

В примерах 10 и 18 при достаточном количестве жидкого бакелита так много

связующего, что вся влага, содержащаяся в жидком бакелите, нейтрализуется СФП, который, взаимодействуя с БЖ, выстраивает фенольные связи, образуя в массе комки. Смесь бьша нетехнологичной и образцы не изготавливались. i .

Как видно из приведенных примеров, возможно изготовление изделий твердостей от ВМ до Т1 при одной и той же технологии без i применения разрыхлителей или упрочнителей, используя только традиционные материалы. При этом разрывная скорость кругов в

большинстве случаев позволяет сделать выводы о пригодности кругов на операциях плоского торцешлиЛования деталей машин.

Формулаизобретения.

Масса для изготовления высокопористого абразивного инструмента, содержащая шлифовальный материал, поро-

образователь, жидкое и порошкообразное органическое связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества инструмента, соотношение суммарного объемного содержания шлифовального материала и порообразователя к объемному содержанию связующего находится в пределах 1: :(0,07-0,09), при соотношениях объемного содержания шлифовального материала к порообразователю в пределах 1:(О,37-4,0) и порошкообразного и жидкого фенольного связующего в пределах 1:(3-5,7).

Таблица I

Изобретение относится к производству абразивного инструмента на бакелитовой связке и может быть использовано при изготовлении пористых кругов. Абразивная масса содержит шлифматериал, порообразователь органического связующего. Соотношение суммарного объемного содержания шлифовального материала и порообра— зователя к объемному содержанию связующего находится в пределах 1:

1:0,92

«,93

1:0,09

1:3 4,95

1iO,37

1:0,09

1:3 6,30

1:2,5

1:0,09

1:3 . 5,36

1:0,08

1:1,23

1:4

1:0,07 3,15

1:0,5

1:5,7 6,75

1:4,0

1:0,09

1:3

1:2,47 4,68

1:0,09

1:3 2,4S

1:1,33

1:0,07

1:5,7 4,69

1:1,23

1:0,07

1:6,7 6,03

1:2

1:0,09

1:1,23 4,02

1:4

1:0,06

t:1,23 6,70

1:4

1:0,10

1:1,23 3,01

1:0,07

1:1,53

1:5,7 4,16

1:4

1:0,40

1:0,08 4,40

1:0,96

1:4

1:0,08 4,40

1:0,08

1:3

1:0,96

1i6,7

1:0,73 5,76

1:0,09

1:0,64 4,86

1:2

1:0,09

1:0,64

1:0,06

1:4 3,24

1j4 .

1:0,64 5,«0

1:0,10

1:6,07

1:4 3,99

1:0,54

1:0,54 4,86

1:4

1:0,09

1:0,54

1:4

1:0,07 3,99

1:4

1:0,54 4,86

1:0,09 17,00

1:0,32

1:0,61

,85

1:0,6:0,8 4,70

1:4,8

1:0,07

1:3,27

1:40

1:0,07 3,5

1:0,25

1:0,30

1:0,08 3,8

1,3,8

1:4,2

1:0:3,5 4,5

1:0,09

Таблица 2 избыточная влажОбразцы не изготавлив ность смеси Нетехнологичная смесь неравномерно увлажнена, увлажненные участки То же схватываются Технологичная, наблюдается недоувлажненность смеси Технологичная, наблюдается избыточИзготовленные образцы ная влажность обработке Технологичная Нетехнологичная, масса содержит большое количество избыточного БЖ Образцы не изготавлив Нетехнологичная: наблюдаются недоувлажненные участки, неувлажненн. хлоОбразцы не изготавлив ристый калий Технологичная, наблюдается недостаточная увлажненностьИзготовленные образцы Технологичная смесь обработке влажная Технологичная, влажная 12,0 15,2 ись ягче ВМ1 азрушились при термоисьись ягче ВМ1 азрушились при терможание связки, порообразовательЗСлористый калий 14А

25-Н С2 - В Вод 7П

Продолжение г&бл 2

0,53 Прижог 13,7 7%

жание шлифматериала, максимальное порообразователя сферокорунд

14А25-Н ВМ1 II Б вод 4,5

7Максимальное содержание шлифматериала, незначительное содержание порообразователя - сферокорунда

14А25-НМ2 -| Б Вод 7,0

8Максимальное содержание шлифматериала, незначительное содержание порообразователя - хлористого калия

14А25-Н ВМ1 Б Вод 7,1 л

9Минимальное содержание шлифматериала, максимальное содержание порообразователя - хлористого калия

14А25-Н 10.0 Б Вод 3,2

Продолжение табл.3

0,47

Нет

12,8

0,60

Прижог 18,0 3 10%

0,51

Прижог 12,0

0,40

Нет

2,0