Состав для полирования металлических поверхностей Советский патент 1993 года по МПК C09G1/02 

Изобретение относится к технологическим полировальным абразивным материалам, более точно изобретение относится к абразивным материалам, которые могут быть использованы в точном машиностроении при суперфинишной обработке, конкретно изобретение относится к абразивным материалам, обеспечивающим высокую отражательную способность и минимальную шероховатость поверхности.

Предлагаемый доводочный состав может успешно применяться при суперфинишных доводочных процессах высокоточных алюминиевых деталей с зеркальными поверхностями, так как не требует каких-либо новых технологий обработки или оборудования, а сферический оксид алюминия является вполне доступным веществом.

Известен состав для полирования медных зеркал с высокой отражательной способностью, содержащий поливинилаце- татную дисперсию, алмазный микропорошок и воду. Однако этот состав не обеспечивает высокой отражательной способности при обработке деталей из алюминиевых сплавов, так как при обработке им

образуются глубокие риски, а также оксид- ная пленка значительной толщины. Риски снижают качество отражения, а пленка - величину отраженного светового потока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав для полирования, содержащий овализованный алмазный микропорошок, аэросил, ПВС (поливиниловый спирт) и воду. Однако этот состав также не лишен недостатков из-за образования мелких рисок и оксидной пленки при обработке алюминиевых сплавов, в результате чего также не достигается требуемая отражательная способность.

Цель изобретения - обеспечение высокой светоотражательной способности алюминиевых поверхностей.

Цель достигается тем, что в состав, содержащий абразивный микропорошок, аэросил, ПВС и воду, дополнительно введен азотнокислый алюминий. Кроме того, в качестве абразивного микропорошка взят монодисперсный сферический (диаметр сфер до 1,0 мкм) оксид алюминия (). При этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Ё

VJ 00

VI

СА

(А)

Сферический оксид

алюминия7-8

Аэросил3-4

Поливиниловый

спирт (П В С)1-2

Азотнокислый

алюминий2-3

ВодаОстальное

Наличие в составе монодисперсных сферических частиц оксида алюминия, полученного методом газодисперсного синтеза, позволяет производить равномерную обработку, исключает риски на обрабатываемой поверхности и уменьшает шаржирование поверхности зеркала до минимума.

Сочетание азотнокислого алюминия, с высокочистым оксидом алюминия обеспечивает получение на обрабатываемой поверхности окисной пленки, которая практически прозрачна, не уменьшает отражательную способность, кроме того оказывает консервирующее действие на обрабатываемую поверхность. Увеличение светоотражательной способности обеспечивается за счет процесса выглаживания об- рабатываемой поверхности металла микросферами оксида алюминия в отличие от используемых абразивных порошков, оказывающих режуще-царапающее действие.Действие сферического оксида алюминия на микронеровности поверхности вызывает их пластическую деформацию в отличие от известных абразивных материалов, оказывающих режуще-царапающее воздействие. Эффект микрокатков сказывается в первую очередь на микронеровно- стях, которые вследствие пластической деформации выглаживаются. При этом с уменьшением диаметра микрокатков (оксида алюминия) выглаживаются и более мелкие неровности, т.е. уменьшается шероховатость поверхности. Используемый оксид алюминия с диаметром сфер до 1,0 мкм позволяет выглаживать поверхность до величины микронеровностей порядка 0,005 мкм, что приводит к уменьшению шаржирования и улучшению обрабатываемой поверхности,.v .

Введение в состав азотнокислого алюминия ведет к пассивации обрэбаты- ааемой поверхности - замедлению образования оксидной пленки, поэтому выглаживание происходит практически по чистой (не покрытой окисиой пленкой) поверхности металла.

Кроме того, нерастворимость оксида алюминия в чистом алюминии приводит к более эффективному механическому воздействию на обрабатываемую поверхность.

По окончании суперфинишной обработки вследствие пассивации поверхности азотнокислым алюминием образуется тонкий защитный слой окисной пленки, которая за- щищает зеркальную поверхность от даль- нейшей коррозии и практически не уменьшает ее отражательную способность.

Пример. Состав готовят смешением компонентов следующим образом. В дис- 0 тиллированную воду массой 860 г добавляют 2.0 г ПВС и 20 (азотнокислого алюминия. Полученную смесь нагревают до 60-70°С (при этой температуре ПВС и азотнокислый алюминий полностью растворяются в воде). 5. Далее смес фильтруют стандартным способом. В отфильтрованный раствор добавляют 70 г оксида алюминия и 30 г аэросила. Состав перемешивают магнитной мешалкой в течение 15-20 мин. После перемеши- 0 в ани я состав готов к употреблению. При таком способе приготовления состава получена отражательная способность алюминиевой поверхности 97,6%.

Приме р 2. Приготавливают, как в 5 примере 1, с соотношением компонентов, г:

Вода860

ПВС . .10

Азотнокислый

алюминий20 0 Оксид алюминия 80

Аэросил30

При этом была достигнута отражательная способность алюминиевой поверхности 97,6%.

5 Пример 3. Отличается от примеров 1 и 2 только процентным содержанием компонентов, г:

Вода 830

ПВС20 0 Азотнокислый

алюминий30

Окись алюминия80

Аэросил40

Отражательная способность полиро- 5 ванной алюминиевой поверхности 97,6%.

Составы и полученный эффект приведены в таблице.

Для сравнения предлагаемого и существующих составов были проведены исследо- 0 вания отражательной способности лазерного излучения ( А 10,6 мкм) образцов из алюминиевого сплава (АМг 6). При исследованиях использовали существующий состав на базе овализованного алмаза 5 АСМ 3/2, а также восемнадцать новых составов, в которых изменяли массовые доли компонентов (см. таблицу).

Как показали испытания, введение порошка оксида алюминия менее 7,0 мас.% удлиняет процесс полирования на 40-45%,

что экономически невыгодно, а введение более 8,0 мас.% не приводит к дополнительной разнице в качестве полученной поверхности. Введение -в состав азотнокислого алюминия более 3,0 мас,% приводит к снижению отражательной способности зеркала за счет нарастания более толстого слоя защитной окисной пленки.

Таким образом, изобретение позволяет повысить отражательную способность алюминиевых поверхностей. Однако экономический эффект не может быть определен в связи с отсутствием достоверных сведений для сравнения.

Фо р мул а и з о б р ете н и я . Состав для полирования металлических поверхностей, содержащий абразивный

0

5

микропорощок. поливиниловый спирт, аэросил и воду, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения отражательной способности алюминиевых поверхностей, он в качестве абразивного микропорошка содержит сферический оксид алюминия размером до 1,0 мкм и дополнительно содержит азотнокислый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас,%:

сферический оксид

алюминия7-8;

аэросил3-4;

поливиниловый

спирт1-2;

азотнокислый

алюминий2-3;

водаостальное.

Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: сферический оксид алюминия с диаметром частиц до 1,0 мкм 7-8, аэросил 3-4, поливиниловый спирт 1-2, азотнокислый алюминий 2-3 и воду остальное. Характеристики состава: отражательная способность RS 96,6. 1 табл.

Примечание: АСМ 3/2 - овализбванный алмаз; Rs - отражательная способность.