Масса для изготовления пористого абразивного инструмента Советский патент 1992 года по МПК B24D3/34 

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента и может быть использовано в электронной, приборостроительной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности при обработке деталей из цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов, в том числе дерева и полимеров.

Цель изобретения - увеличение режущей способности пористого абразивного инструмента,ее стабильности во время работы, а также уменьшение шероховатости поверхности обрабатываемых мягких и вязких материалов.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления высокопористого абразивного инструмента, включающий абразив, порошкообразное фенольное связующее, порообразователь, поверхностно- активное вещество и наполнитель, в качестве наполнителя содержит соли муравьиной кислоты и щелочных или щелочноземельных металлов, а компоненты взяты в следующем соотношении, мае.ч.:

Абразив130-250

Связующее100

Порообразователь2-8

Неионогенное поверхностно-активное

вещество2-6

Наполнитель - формиат щелочного или щелочноземельного металла3-25 Кроме того, в качестве солей муравьиной кислоты и щелочного или щелочноземельного металла используют формиаты калия, натрия, магния или их смесь.

Соли муравьиной кислоты и щелочных или щелочноземельных металлов, содержащиеся в матрице высокопористого инструмента, придают ей способность хрупко разрушаться при ухудшении условий резания, например, из-за затупления режущих зерен абразивного материала или налипания продуктов износа обрабатываемого ма- териала на рабочую поверхность материала. Таким образом, происходит обновление режущей поверхности инструмента, а в контакте с обрабатываемой поверхностью постоянно участвует полимерная матрица содержащая острые абразивные зерна и не загрязненная продуктами износа обрабатываемого материала Это обеспечивает предлагаемому инсо

струменту высокие и стабильные во времени режущие свойства.

Низкая шероховатость обработанной поверхности обусловлена тем, что предложенный инструмент образует такие частицы продуктов износа, которые, попадая в зону шлифования, не создают на обработанной поверхности грубых царапин.

Для изготовления инструмента можно использовать твердые фенольные смолы как новолачного, так и резольного типа, например, СФП012А, СФП015А (ОСТ 6-05- 441-78), СФ342 (ГОСТ 18694-80). Абразивный материал - карбид кремния, корунд, двуокись кремния карбид бора и др. В примерах осуществления изобретения использовали электрокорунд белый марки 24А, зернистости М5 и М10 (ОСТ 2МТ71-5- 84) и карбид кремния зеленый марки 64С, зернистости М7, М10 и М28 (ГОСТ 26327- 84). При содержании абразива менее нижнего предела не достигается необходимый уровень режущей способности. Если содержание абразива превышает верхний предел, состав теряет текучесть и не удается получать инструмент заданных геометрических размеров.

Порообразователем служит азоизобу- тиронитрил марки 4X3-57 ТУ (113-03-365- 82), пределы введения которого обеспечивают оптимальный режим вспенивания и связаны с типом, количеством и зернистостью применяемого абразива.

Поверхностно-активное вещество представляет собой блок-сополимер полиорга- носилоксана и полиоксиалкилена марки КЭП-2 (ТУ 6-02-813-7) и предназначено для получения равномерной ячеистой структуры инструмента, которая не образуется, если его содержание в инструменте меньше нижнего предела. Если содержание поверхностно-активного вещества превышает вер- хний предел, то его невозможно равномерно распределить в объеме инструмента, что приводит к образованию внутренних дефектов, например, раковин.

Если содержание наполнителя - соли муравьиной кислоты - меньше нижнего предела, то не реализуется положительный эффект от его введения, т.е. отсутствуют стабильность высоких режущих свойств инструмента, и не достигается необходимый уровень шероховатости обработанной поверхности. При повышении содержания наполнителя выше верхнего предела происходит снижение физико-механических свойств инструмента, что вызывает его повышенный износ при эксплуатации.

В примерах осуществления изобретения использовали муравьинокислый натрий

(ТУ 6-09-1466-76), муравьинокислый калий (ТУ 6-09-2317-77) и муравьинокислый магний (ТУ 6-09-11-812-76).

Пример1,В шаровую мельницу загружают, мас.ч.: связующее марки СФП- 015А 100; электрокорунд марки 24А, зернистости М5 130; порообразователь марки ЧХЗ-57 8; поверхностно-активное вещество марки КЭП-2 6 и муравьинокислый калий 3. 0 Перемешивание композиции осуществляют 2,5-3,0 ч. После этого массу просеивают через сито с размером ячейки в свету 315-500 мкм и заполняют форму для получения кругов типа ПП 150x20x32. Термообра- 5 ботку инструмента проводят в закрытой форме при скорости подъема температуры 0,5-2,0°С в 1 мин с выдержкой при 160°С в течение 2 ч.

П р и м е р 2. По технологии, описанной 0 в примере 1, изготавливается инструмент следующего состава, мас.ч.:

Связующее марки

СФ342А-|00

Карбид кремния марки 564С, зернистости М7250

Порообразователь ЧХЗ-572,0

Поверхностно-активное

вещество марки КЭП-22,0

Муравьинокислый магний2,5

0 П р и м е р 3. По технологии, описанной в примере 1, изготавливается инструмент следующего состава, мас.ч.:

Связующее марки СФП 012А 100

Карбид кремния марки 64С, 5 зернистости М10180

Порообразователь марки

ЧХЗ-574,0

Поверхностно-активное

вещество марки КЭП-23,0

0 Муравьинокислый натрий20

П р и м е р 4. По технологии, описанной в примере 1, изготавливается инструмент следующего состава мас.ч.:

Связующее марки СФП012А 100 5Карбид кремния марки 64С,

зернистости М10125

Порообразователь марки

ЧХЗ-571,8

Поверхностно-активное 0 вещество марки КЭП-21,8

Муравьинокислый натрий2,0

П р и м е р 5. По технологии, описанной в примере 1, изготавливается инструмент следующего состава, мас.ч.: 5Связующее марки СФП012А 100

Карбид кремния марки 64С,

зернистости М28260

Порообразователь марки

ЧХЗ-578,3

Поверхностно-активное

вещество марки КЭП-26,2

Муравьинокислый натрий26

П р и м е р 6. По технологии, описанной в примере 1, изготавливается инструмент следующего состава, мае.ч.:

Связующее марки СФП015А 100 Карбид кремния марки 64С, зернистости М28210

Порообразователь марки ЧХЗ-576,5

Поверхностно-активное вещество марки КЭП-24,0

Муравьинокислый натрий3,0

Муравьинокислый магний7,0

Муравьинокислый калий4,0

Для проведения эксплуатационных испытаний из кругов типа ПП 150x20x32 изготавливали образцы, представлявшие собой диски диаметром 50 мм и толщиной 15 мм. Испытания проводили на установке Шлиф-2. Обрабатываемый образец представлял собой алюминиевый или деревянный диск диаметром 90 мм и толщиной 2 мм. Материал образца - сплав 916Т или бук. Исходная шероховатость обрабатываемого образца по параметру Ra составляла 0,18 и 0,32 для алюминиевого сплава и 0,57 для дерева.

Режимы обработки: число оборотов обрабатываемой детали 90 об/мин, давление на обрабатываемую поверхность 3 МПа.

Обработку инструментом каждого состава проводили в течение 1,3 и 5 мин с соответствующим замером шероховатости обработанной поверхности образца и массой сошлифованного материала. Результаты проведенных испытаний приведены в таблице.

Шероховатость обработанной поверхности определяли по визуальной оценке в сравнении с образцами шероховатости.

Как видно из таблицы, инструмент по предлагаемому решению обладает стабильными во времени и высокими режущими свойствами при использовании абразивно- го материала одной и той же зернистости, а именно М10.

Формула изобретения

1. Масса для изготовления пористого абразивного инструмента, включающая абразив, порошкообразное фенольное связующее, органический газообразователь с температурой разложения 80-150°С и газо- выделением по азоту не менее 100 см3/г, неионогенное поверхностно-активное вещество и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью увеличения режущей способности пористого абразивного инстру- мента, ее стабильности во время работы, а также уменьшения шероховатости поверхности обработанных мягких и вязких материалов, в качестве наполнителя масса содержит формиат щелочного или щелочно- земельного металла, а компоненты взяты в следующем соотношении мае.ч.:

Абразив130-250

Порошкообразное фенольное связующее100

Органический газообразователь2-8Неионогенное поверхностно-активное вещество2-6 Наполнитель - формиат щелочного или

щелочноземельного металла3-25

2. Масса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве формиата щелочного или щелочноземельного металла она содержит формиат калия, натрия, магния или их смесь.

Продолжение таблицы

Использование: для абразивной обработки деталей из цветных металлов и их сплавов, а также неметаллических материалов, в том числе дерева. Сущность изобретения, состав в качестве наполнителя содержит соли щелочных или щелочноземельных металлов и муравьиной кислоты при следующем содержании компонентов, мае.ч.: абразив 130-250; порошкообразное фенольное связующее 100: порообразова- тель 2-8; поверхностно-активное вещество 2-6, наполнитель 3-25. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.