Способ пропитки абразивного инструмента Советский патент 1992 года по МПК B24D3/34 

Изобретение относится к импрегниро- ванию абразивного инструмента.

В настоящее время для пропитки абразивных инструментов применяют способы, при которых воздух из пор удаляется через поверхность, не смоченную жидкостью, например, под действием сил капиллярного поднятия.

Прототипом изобретения является способ, при котором инструменты погружаются в расплавленный импрегнатор после предварительного выдерживания (подогрева) в атмосфере перегретого пара.

Недостатком прототипа является необходимость в специальной аппаратуре для такого выдерживания и аппаратуре для получения перегретого пара. Кроме того, прототип характеризуется низкой производительностью, т.к. низка теплопередача к поверхности изделия после того, как последняя прогреется до температуры конденсации. Применение паров воды в способе-прототипе ограничивает ассортимент импрегнатора (тл 100°С).

Целью изобретения является упрощение и удешевление применяемого оборудования, упрощение процесса пропитки и увеличение его производительности, а также возможность использования импрегна- торов с шл 100°С,

Поставленная цель достигается введением в пропитываемые инструменты вспомогательных веществ, например, жидкостей (растворителей, растворов гигроскопичных веществ), или твердых кристаллогидратов, выделяющих пары (кипящих)

VI

Ч Ю СЛ О V

при нагревании до температуры, на 5-50° превышающей температуру затвердевания расплава импрегнирующей жидкости, погружением пропитываемых инструментов полностью в этот расплав, разогретый до температуры, превышающей указанную температуру конца кипения, выдерживанием инструмента в расплаве до конца кипения вспомогательного вещества и охлаждением затем до полной конденсации оставшихся в порах его паров, создающей разрежение в порах погруженного в расплав инструмента. В процессе выкипания первые же порции паров выгоняют из пор содержащийся в них воздух, а к концу выкипания его в порах уже совершенно не остается.

После охлаждения до полной конденсации паров (путем охлаждения всей ванны или путем перемещения тела под слоем жидкости в другую область ванны, в которую происходит добавление новых порций твердого импрегнатора и где расплав, находясь в контакте с твердым веществом, имеет температуру своего затвердевания) в порах возникает разрежение, под действием которого окружающий расплав проникает в поры и полностью их заполняет, за исключением того объема, который занимает сконденсировавшееся вспомогательное вещество и которым можно пренебречь, т.е. при конденсации горячих паров их объем уменьшается в сотни раз, и, следовательно, указанный объем составляет менее 1% от общего объема пор.

После помещения пропитываемых тел в ванну с горячим импрегнатором последняя может быть закрыта крышкой, соединенной с холодильником, для конденсации выкипающих паров вспомогательного вещества с целью повторного использования. Так как давление под крышкой почти не отличается от атмосферного, тщательной герметизации не требуется.

Примеры осуществления изобретения. Пример. Бруски 10x10x50 мм из белого электрокорунда зернистостью 7 мкм, полученные методом горячего литья (такие бруски имеют в некоторых местах очень мелкопористые участки, в которые сера проникает с большим трудом), смачивают вспомогательной жидкостью - фракцией бензина, выкипающей в пределах 130- 140°С в количестве примерно 5% от их массы (смачивание проводят пипеткой на верхнюю поверхность бруска) и опускают в расплав серы в жестяной банке, нагретой до 160°С (температура минимальной вязкости серы), поворачивая их, чтобы верхняя поверхность стала нижней. После выдерживания их под слоем серы в течение 10

мин, когда прекращается выделение пузырьков паров бензина, т.е. закончилось выкипание вспомогательной жидкости, всю банку, изолированную асбестом, снимают с

плитки и оставляют для естественного медленного охлаждения на 30 этом, когда температура снижается до 135-140°С, происходит полная конденсация паров вспомогательной жидкости. Охлаждение заканчивается, когда появляются первые кристаллы у краев банки при t м-110- 120°С, т.е. температуре затвердевания серы. Затем бруски вынимают из банки щипцами и ставят на охлажденную металлическую плиту

вместе со слоем жидкой серы 0,5 мм на верхней поверхности бруска. Для таких небольших брусков этого слоя хватает, чтобы обеспечить подпитку серы через верхнюю поверхность при уменьшении ее объема в

.порах вследствие затвердевания, фронт которого идет от нижней поверхности, охлаждаемой плитой.

- П р и м е р 2. Все операции по примеру 1, но в качестве вспомогательной жидкости

используют изоамилацетат - известный растворитель (грушевая эссенция) имеющий 1кип 142°С, т.е. на 22-32° выше температуры затвердевания серы; при этой температуре происходит и полное его выкич пание и затем полная конденсация.

П р и м е р 3. Все операции по примеру 1, но вспомогательная жидкость - хлорбензол, tKnn 146°С, . на 26-36° выше температуры затвердевания серы.

П р и м е р 4. Все операции по примеру 1, но вспомогательная жидкость - 2%-ный раствор CaCIa в воде, его наносят на бруски в количестве - 10% от их массы. При разогревании до 160°С (т.е. на 40-50°С выше

температуры затвердевания серы) этот раствор выкипают более чем на 96%, становясь ,60%-ным. При охлаждении до 130°С 60%- ный раствор CaCIa энергично поглощает (конденсирует) оставшиеся в порах пары воды, после чего занимает на более 2% общего объема пор.

П р и м е р 5. Все операции по примеру 1, но вспомогательная жидкость - целло- зольв с т.кип 125°С, т.е. на 5-15°С выше

температуры затвердевания серы.

Примерб. Все операции по примеру 1, вспомогательная жидкость - 1 %-ный раствор ортофосфорной кислоты. При разогре- 5 вании до 160°С этот раствор выкипает более, чем на 98%, и становится 70%-ной фосфорной кислотой, которая при охлаждении до 120°С поглощает оставшиеся в порах пары водьг, занимая не более 1% объема пор.

Пример. Круги из белого электрокорунда зернистостью № 16, размером 100x10x20 простым погружением (вода хорошо смачивает керамику) пропитывают 10%-ной водной суспензией полуводного гипса (алебастра), затем сушат при комнатной температуре, при этом полуводный гипс переходит в-двуводный. Сухие круги погружают в расплав серы, нагретой до 160°С, и выдерживают до прекращения выделения пузырьков пара из разлагающегося двувод- ного гипса. Охлаждение производят по примеру 1, при этом при 130°С свежеобразованный полуводный гипс поглощает оставшиеся в порах пары воды.

Все бруски и круги после пропитывания были разбиты и оказалось, что они полностью пропитаны серой. Аналогичные операции, проведенные с брусками не смоченными вспомогательной жидкостью, привели к неполной пропитке на глубину -всего лишь 2 мм от поверхности. Такие же результаты получены при смачивании жидкостями, кипящими при температуре ниже 1пл серы: водой, ацетоном и уксусной кислотой. Неполную пропитку (/vHa 80%) обеспечил технический ксилол, по-видимому, из-за присутствия в нем легкокипящей фракции: бензола и толуола.

Приведенные примеры показывают, что предлагаемым способом можно пропитывать абразивные инструменты, не поддающиеся пропитке без применения вакуума, без использования сложной дорогостоящей аппаратуры, без аппаратов предварительного подогрева этих инструментов в атмосфере пара, что позволит, например, в абразивной промышленности значительно увеличить объем инструмента, пропитываемого серой, этим эффективным и наиболее дешевым и доступным из всех известных импрегнаторов.

Формупа изо бретени я Способ пропитки абразивного инструмента, при котором последний погружают в импрегнатор и в его опорах создают разрежение, отличающийся тем, что. с целью прощения процесса пропитки и повыше- ния ее производительности, разрежение создают путем предварительной пропитки испаряемым веществом с последующим нагревом инструмента до температуры, обеспечивающей выделение паров и превышающей на 5-50°С температуру завердевания импрегнатора, при этом поледний берут в виде расплава, разогретого выше температуры выделения паров, инструмент выдерживают в расплаве импрегнаора до конца выделения паров, а затем хлаждают, не вынимая из расплава о полной конденсации оставшихся в порах паров и заполнения пор расплавом.

Использование: при пропитке абразивных инструментов. Сущность изобретения: перед погружением в ванну с расплавом импрегнатора в поры инструмента вводят испаряемое вспомогательное вещество (жидкость или порошок), имеющее температуру конца выделения паров ни 5-50° выше температуры плавления импрегнатора. Инструменты, погруженные в импрегнатор, разогретый до температуры еще более высокой, чем температура конца выделения паров вспомогательного вещества, выдерживают в нем до конца выделения паров и, не вынимая из расплава, охлаждают дс полной конденсации содержащихся в порах паров, благодаря чему в порах создается разрежение, загоняющее в них импрегнатор. который остается расплавленным при температуре достаточно низкой, чтобы пары вспомогательного вещества имели давление меньше атмосферного.