Абразивный материал и абразивная масса для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1992 года по МПК B24D3/14 C04B35/10 

При этом абразивная масса имеет следующее соотношение компонентов, мае, %: Абразивный материал 79,0 - 89,0 Керамическая связка 6,5 - 16,4 Жидкое стекло3,0 - 4.5

Декстрин0,1 - 1,5

Абразивные инструменты, изготовленные из электрокорундовых материалов указанных химических составов и соотношения компонёнтов массы, не обладают на ряде one- раций обработки высокими эксплуатационными показателями - коэффициентом шлифования и требуемым качеством поверхности.

Наиболее близким по технической сущ- ности к предлагаемому изобретению является абразивный материал, имеющий следующий химический состав, мас.%: Оксид железа0,10-0,20

Оксид кремния0,14-0,25

Оксид натрия0,25 - 0,50

Оксид титана0,70 - 2,00

Оксид хрома0,20 - 1,50

Свободный хром0,10-0,30

Оксид алюминияОстальное

Абразивная масса при этом состоит из абразивного материала, керамической связки,.жидкого стекла и декстрина в то же соотношении, что и известная масса.

Абразивные инструменты, изготовлен- ные из абразивной массы указанных составов (прототипа), обладают высокими эксплуатационными показателями и нашли широкое применение в промышленности.

Недостатком абразивного материала и абразивной массы на его основе является присутствие в составе оксида хрома, свободного металлического хрома и высокое содержание оксида титана.

Х)ксид хрома присутствует в виде опас- ных для человека соединений хрома - хро- маты и бихроматы натрия, для которых ПДК составляет 0,01 мг/м3 класс опасности 1, на организм человека эти вещества оказывают канцерогенное и аллергическое действие, Присутствие свободного металлического хрома вызывает прижоги на обрабатываемой поверхности, а содержание диоксида титана в широких пределах приводит к. получению после обжига шлифовальных кругов различного цвета, от светло-розовых до голубовато- и темно-сиреневых, что отражается на стабильности свойств и товарного вида инструмента

Целью изобретения является создание абразивного материала и абразивной массы на его основе, обеспечивающих экологически чистые условия производства инструментов в сочетании с их высокими эксплуатационными показателями и стабильными свойствами, повышение качества шлифования.

Согласно предлагаемому изобретению это достигается тем, что абразивный материал имеет следующий химический состав, мас.%:

Оксид кремния0,3 - 1,2

Оксид магния0,06 - 0,45

Оксид титана0,60 - 0,90

Оксид железа0,01 -0,15

Оксид натрия0,01 - 0,50

Оксид алюминияОстальное,

при этом отношение оксидов магния и титана составляет 0,1 - 0,6.

Абразивная масса, содержащая материал указанного состава, имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: Абразивный материал - магниевокремниев отитанистый

электрокорунд80.0 - 91,0

Керамическая связка 5.0 - 14,5 Жидкое стекло2,5 - 5,0

Сухой декстрин0,5 - 2,0

Абразивный материал дополнительно содержит оксид магния и имеет повышенное содержание оксида кремния, что позволяетполучитьматериалмелкокристаллического строения. Одновременное содержание в зерне электрокорунда оксидов титана, магния и кремния обеспечивает высокие физико-механические свойства абразивного инструмента и более высокие эксплуатационные показатели по сравнению с инструментами из массы прототипа и на уровне показателей высокопро- изводительных инструментов, изготовленных из абразивной массы на основе экологически вредного хромотитани- стого электрокорунда. Абразивный материал и масса для изготовления инструментов при их производстве не содержит экологически вредного для здоровья человека оксида хрома и его соединений; масса гарантирует отсутствие прижогов на обработанных изделиях.

Пределы оксидов выбраны экспериментально.

При введении оксидов магния и кремния выше указанных пределов падает абразивная способность зерна и, как следствие, работоспособность инструмента из абразивной массы, содержащей это зерно. При введении оксидов магния и кремния ниже указанных пределов зерно теряет мелкокристаллическую структуру, нарушается процесс самозатачивания, и происходит засаливание инструмента при шлифовании.

Несоблюдение интервалов отношения оксидов магния и титана в материале приводит к нежелательным изменениям физико- механических свойств инструментов: уменьшение отношения вызовет появление новой минеральной фазы - рутила и снизит прочность образцов, увеличение отношения приводит к раскристаллизацим жидкой фазы при обжиге инструментов с образованием другой минеральной фазы шпинели, влияющей на прочность, твердость и стабильность этого показателя (отклонения от заданной твердости) инструмента, изготовленного из предлагаемой абразивной массы.

Пределы содержания компонентов массы выбраны экспериментально для изготовления образцов широкой гаммы характеристики.

При выходе за граничные пределы содержания компонентов абразивной массы инструмент не обеспечивает требования эксплуатации: инструмент либо мягкий при малом количестве связки, либо твердый при большом количестве связки.

В лабораторных условиях по известному технологическому процессу готовят смесь из глинозема и добавок - оксидов магния, кремния и титана, смесь расплавляют при температуре 2100°С, охлаждают, материал дробят, измельчают, рассеивают по номерам зернистости и готовят абразивную массу. Для этого зерно увлажняют жидким стеклом и добавляют керамическую связку и декстрин и после обжига при температуре 1250°С определяют их физико-механические свойства - твердость и прочность на изгиб. Примеры осуществления изобретения, физико-механические свойства образцов и эксплуатационные показатели инструмента представлены в таблице; на примерах 1, 2 и 3 показаны химический со став абразивного материала и шихтовые составы абразивной массы предлагаемого состава, экологическая безопасность, стабильность свойств и коэффициенты шлифования инструмента.

Из таблицы следует, что предлагаемые составы абразивного материала и абразивной массы указанных составов (примеры 1, 2 и 3) позволяют обеспечить экологически

чистые условия производства инструментов в сочетании с улучшением стабильности свойств инструментов (попадание в заданную твердость 83 - 85%) и получением высоких эксплуатационных показателей на

уровне показателей прототипа. Отсутствие в составе материала металлического хрома является гарантией бесприжогового шлифования.

Формула изобретения

1. Абразивный материал, содержащий оксиды алюминия, кремния, железа, натрия и титана, отличающийся тем. что, с целью повышения качества шлифования, материал дополнительно содержит оксид магния в отношении к оксиду титана 0,1 - 0,6 при следующем соотношении оксидов, мас.%:

Оксид кремния0,3 - 1,2

Оксид магния0,06 - 0,45

О ксид тита на0,60 - 0.90

Оксид натрия0,01 - 0,50

Оксмд железа0,01-0,15

Оксид алюминияОстальное.

2. Абразивная масса для изготовления -абразивного инструмента, содержащая абразивный материал, керамическую связку, жидкое стекло и декстрин, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества шлифования, в качестве абразивного материала масса содержит магниевок- ремниевотитанистый электрокорунд, при этом компоненты массы введены в следующем соотношении, мас.%: Магниевокремниевоти- танистый

электрокорунд80,0 - 91,0

Керамическая связка 5,0 - 14,5 Жидкое стекло2,5 - 5,0

Декстрин0,5 - 2.0

Изобретение предназначено для изготовления кругов на керамических связках на заводах абразивной промышленности и в цехах заводов других отраслей промышленИзобретение относится к абразивному производству, в частности к производству абразивных материалов и инструментов на их основе, широко применяемых при металлообработке. Изобретение может быть использовано на заводах абразивной промышленности и в цехах заводов других отраслей промыш- ленности, производящих аналогичные абразивные инструменты на керамической связке. ности, промззодящих аналогичные виды инструментов, и обеспечивает сочетание экологически чистых условий производства инструментов с высокими эксплуатационными показателями и стабильными свойствами. Сущность изобретения заключается в том, что абразивная масса, содержащая абразивный материал, керамическую связку, жидкое стекло и декстрин, в качестве абразивного материала содержит магниевок- ремниевотитанистый электрокорунд, который, с целью повышения качества шлифования, дополнительно содержит оксид магния в отношении к оксиду титана 0,1 - 0,6 при следующем.соотношении оксидов материала, мас.%: оксид кремния 0,30 - 1,20; оксид магния 0,06 - 0,45; оксид титана 0,60 - 0,90; оксид железа 0,01 - 0.15; оксид натрия 0,01 - 0,50; оксид алюминия остальное. Абразивная масса имеет следующее со- отношение компонентов, мас.%: абразивный материал 80,0 - 91,0; керамическая связка 5,0 - 14,5; жидкое стекло 2,5 - 5,0; декстрин 0,5 - 2,0. 2 с.п.ф-лы. 1 табл. Известны электрокорундовые абразивные материалы, выпускаемые промышленностью и имеющие следующий химический состав в зависимости от марки, мас.%: (Л С ел ч| со о о Оксид железа Оксид кремния Оксид натрия Оксид титана Оксид кальция Оксид алюминия 0.02 - 0,50 0,09-0.16 0,20 - 0,35 0-1,6 О - 0,85 Остальное