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

Изобретение относится к абразивной промышленности и может быть использовано при изготовлении отрезных кругов на бакелитовой связке.

Цель изобретения - повышение коэффициента шлифования инструмента и утилизация отходов производства.

Поставленная цель достигается тем, что масса для изготовления инструмента, содержащая шлифовальный материал, органическое связующее на основе фенолфор- мальдегидной смолы, наполнители и кремнийсодержащую добавку, содержит в качестве кремнийсодержащей добавки мелкодисперсные отходы процесса восстановления диоксида кремния, образующиеся при конденсации выходящих при восстановлении газов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлифовальный материал65-77

Органическое связующее

на основе фенолформальдегидной смолы11-17

Наполнители10-15

Мелкодисперсные Отходы восстановления диок- с ида кремния0,5-3,0

Мелкодисперсные отходы процесса восстановления диоксида кремния представляют собой порошкообразную смесь частиц кремнезема и карбида кремния размером частиц 0,5-10 мкм с содержанием SI02 88-94 мае. %, SiC 4,6-5,0%, свободного углерода 0,8-1,0%, образующихся при конденсации выхздящих при восстановлении газов, улавливаемых в специальных камерах.

Формирование частиц пирогенного кремнезема и карбида кремния происходит в результате частичного испарения диоксида и монооксида кремния и металлического кремния с поверхности расплава дуговой рудно-термической печи при температуре 1700°С, последующего газоулавливания и водяного охлаждения. В результате образуется мелкодисперсный продукт с развитой

сл С

xj

-fcb

W 00

ю VI

химической активностью поверхности в среде углекислого газа, образующегося при окислении углеродсодержащего восстановителя, кроме того, происходит вторичное окисление монооксида кремния до диокси- да, карбидообразование металлического кремния и гидроксилирование и карбонизация поверхности частиц.

Продукт является достаточно стабильным по химическому составу, дисперсности и состоянию поверхности.

Мелкодисперсные отходы процесса восстановления диоксида кремния можно использовать в качестве готовой кремний- содержащей добавки в массу для изготовле- ния абразивного инструмента.

Эффект повышения коэффициента шлифования образивного инструмента с применением мелкодисперсных отходов восстановления диоксида кремния достига- ется за счет введения в массу пирогенных частиц размером менее 10 мкм, которые хорошо распределяются в массе при перемешивании компонентов, а наличие полярных групп на поверхности частиц способствует взаимодействию с фенолфор- мальдегидным связующим с образованием водородных связей.

В результате химического взаимодействия частиц со связующим происходит упрочнение микроучастк ов связки и повышение их термической стойкости.

При этом зерна шлифовального материала не выкрашиваются и более надежно закрепляются в упрочненных мостиках связки. Предлагаемые для использования отходы производства восстановления диоксида кремния не требуют дополнительной подготовки и исключают операции дробления и рассева.

Содержание мелкодисперсных отходов восстановления диоксида кремния менее 0,5 мас.% недостаточно для прохождения химических реакций при температурах формирования структуры круга (150-180°С), а содержание выше указанного предела (3,0 мас.%) способствует увеличению описанных эффектов, однако при эксплуатации начинается процесс засаливания круга, трение возрастает, что приводит к перегре- ву связки, ее деструкции, коэффициент шлифования начинает снижаться, несмотря на то, что прочность круга увеличивается

Пример. Были изготовлены абразивные массы с максимальным, минимальным, оптимальным содержанием компонентов и выходящим за пределы заявляемого содержанием мелкодисперсных отходов восстановления диоксида кремния, а также абразивная масса по прототипу. Рецептуры

масс для изготовления абразивного инструмента приведены в таЬл. 1.

Приготовление абразивной массы проводилось следующим образом.

Расчетное количество зерна легированного нормального электрокорунда марки 93А зернистостью 80 загружают в лопастную мешалку, увлажняют жидким бакелитом БЖ--3 и перемешивают в течение 2 мин

В отдельную лопастную мешалку подают пульвербЗкелит марки СФП-012А, наполнители - криолит, пирит, мелкодисперсные отходы процесса восстановления диоксида кремния и перемешивают в течение 4 мин, после чего приготовленную связку подают в первую мешалку с увлажненным шлифзерном и перемешивают в течение 4 мин.

Абразивную массу протирают через сито с размером ячейки 1,6x1,6 мм для удаления агрегатных образований. Масса готова для приготовления из нее абразивного инструмента.

Изготовленные из абразивных масс круги 400x4x32 имели прочностные и эксплуатационные показатели, приведенные в табл.2.

Данные табл. 2 показывают, что отрезные круги, изготовленные из масс согласно предлагаемому решению, обладают высокими эксплуатационными показателями.

Отрезные круги, изготовленные из массы с содержанием мелкодисперсных отходов восстановления диоксида кремния выше верхнего предела (пример 5), имеют более высокую прочность, чем в примерах 1 -4, но меньший коэффициент шлифования.

При содержании мелкодисперсных отходов восстановления диоксида кремния ниже нижнего предела (пример 6) снижается механическая прочность кругов.

Таким образом, введение в состав массы в качестве кремниисодержащей добавки отходов восстановления диоксида кремния в заявляемых пределах позволяет существенно повысить коэффициент шлифования абразивного инструмента.

Формула изобретения

Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая шлифовальный материал, органическое связующе е на основе фенолформальдегидной смолы, наполнители и кремнийсодержащую добавку, о r Ti и- чающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента шлифования инструмента, она содержит в качестве кремниисодержащей добавки мелкодисперсные отходы процесса восстановления диоксида кремния твердым углеродом в электропечах с размером частиц менее 10 мкм образующиеся

при конденсации отходящих газов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлифовальный материал65-77

Органическое связующее

на основе фенолформальдегидной смолы Наполнители Указанные мелкодисперсные отходы восстановления диоксида кремния

Использование: для изготовления отрезных кругов на бакелитовой связке Сущность изобретения: масса содержит следующие компоненты, мас.%: шлифовальный материал 65-77; органическое связующее на основе фенолформальдегидной смолы 11-17; наполнители 10-15; мелкодисперсные отходы процесса восстановления диоксида кремния 0,5-3. 2 табл.

Рецептуры масс для изготовления абразивного инструмента

Прочностные и эксплуатационные показатели отрезных кругов

Таблица 1

Таблица 2