Абразивная масса Советский патент 1976 года по МПК B24D3/34 

1

Изобретение относится к составам абразивных масс для изготовления абразивного инструмента, предназначенного для чистовой обработки материалов.

Известны абразивные массы, содержащие абразив, например алмаз, кубический нитрид бора или их смесь с вторым абразивом: карбидом кремния зеленым, окисью церия и другими, эпоксидную смолу, отвердитель, твердую смазку, наполнители, а также катализаторы.

Однако инструмент, изготовленный из этой массы, не обеспечивает высокой производительности. Кроме того, поверхность материалов, обработанная таким инструментом, имеет царапины.

Это объясняется большим значением модуля эластичности композиции, не обеспечивающей надлежащей жесткости и прочности закрепления образивных зерен.

Использование связующего, например эпоксидной смолы, в жидком состоянии ухудшает технологичность массы и ограничивает возможность изготовления широкого ассортимента инструмента, так как связующее полимеризуется при комнатной температуре, что вызывает преждевременное отверждение массы.

Цель изобретения - повышение производительности и качества финишной обработки

материалов, улучшение технологии изготовления инструмента.

Это достигается тем, что в состав абразивной массы вводят эпоксидную смолу с молекулярным весом от 1000 до 5000 совместно с коррозионно-активным веществом - наполнителем, реагирующим с поверхностью обрабатываемого материала, а также катализатор, например комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюминия.

При этом с целью улучшения технологии изготовления инструмента эпоксидная смола, отвердитель, коррозионно-активное вещество,

комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюминия берут в порошкообразном состоянии.

Введение высокомолекулярной смолы с молекулярным весом от 1000 до 5000 обуславливается ее высокой «смолоемкостыо, адгезией к абразиву и наполнителю, стойкостью к коррозионному действию растворов солей и кислот, прочностью и устойчивостью к истиранию.

В качестве коррозионно-активных веществ применяют, например, сульфат железа, меди, алюминия, цинка, марганца, кадмия, аммония; хлорид алюминия, железа, никеля, маргапца, магния, кальция, цинка, натрия, лития,

калия; нитрат меди, натрия, калия; сульфит

марганца, натрия; фторид аммония, натрия; их эквимолекулярную смесь. Может быть применена энтандионовая и янтарная кислоты. Эти вещества имеют высокую агрессивную способность в состоянии раствора или расплава по отношению к обрабатываемому материалу.

Трехфтористый бор с амином или гидроокись алюминия - это катализаторы, которые вводят в абразивную массу для существенного повыщения отверждения массы в пресс-форме, ее физико-механических показателей, что повышает работоснособность инструмента.

Именно эти катализаторы сокращают время термической обработки в 3-6 раз.

Следует отметить, что проявление действия комплексного коррозионно-активного вещества при условии его содержания в массе от 3 до Г5 об. % имеет место только в инструменте на основе высокомолекулярной эпоксидной смолы. Зто объясняется тем, что эта смола отличается высокой «смолоемкостью, адгезией и стойкостью к действию коррозионных солей и кислот. При использовании других смол, не обладающих вышеуказанными свойствами, поставленная цель не достигается, а увеличение коррозионно-активного вещества в абразивной массе вызывает разрушение рабочего слоя инструмента.

В качестве твердой смазки применяют, например, дисульфид и диселенид вольфрама, фторпласт, дисульфид молибдена, гексагональный нитрид бора и другие известные смазки.

Используемый абразив - смесь алмаза или кубического нитрида бора с вторым абразивом, например окисью алюминия, тория, карбидом бора, кремния, циркония, двуокисью кремния, церия, нитридом кремния и др.

Компоненты абразивной массы взяты в следующем соотношении, об. %:

Абразив6-65

Эпоксидная смола15-60

Отвердитель5-45

Катализатор0,5-5

Твердая смазка5-25 Коррозионно-активное вещество 3-15

При составлении оптимальной рецептуры абразивной массы для обработки конкретного материала учитывают фактор избирательности действия коррозионно-активного вещества. Например, для стали выбирают растворы нитратов слабых оснований, а при щлифовании стекла используют, например, этандиановую кислоту, сульфат железа и цинка, хлорид железа, меди и цинка.

Повышенная прочность и химическая активность абразивной массы существенно повышают режущие свойства инструмента - производительность и качество финишной обработки материалов.

Пример 1. Компоненты абразивной массы берут в следующем соотнощении, об. %:

Абразив:

синтетический алмаз:

АСМ 14/1025,0

окись тория16,5

Эпоксидная смола с молекулярным весом 350030,0

Отвердитель, например анилинофенолформ альдегидная смола10,0

Катализатор, например

комплекс трехфтористого бора с бензиламином0,5

Твердая смазка, например

дисульфид вольфрама15,0

Коррозионпо-активное вещество, например сульфат цинка3,0

Технология изготовления абразивного инструмента включает следующие операции: синтез высокомолекулярной эпоксидной смолы, дозирование компонентов по расчету, смешивание в барабане тина НИА-С14 по режиму: коэффициент заполнения - 0,3, скорость вращения барабана - 30 об/мин, время - 6 час; дозирование композиции на заданный типоразмер инструмента, загрузка в прессформу, прессование абразивного слоя по режиму: температура -160±5°С, давление - 300±25 кг/см, выдержка -30-50 мип, крепление абразивного слоя к корпусу инструмента.

Синтез высокомолекулярной смолы осуществляют в емкости из нержавеющей стали, снабженной .мешалкой, обогревателем и охлаждающим устройством. Высокомолекулярную смолу получают в указанной емкости путем сплавления низкомолекулярной эпоксидной смолы с молекулярным весом 450- 600 и содержанием эпоксигрупп 14-21 с диоксидифенилпропаном при температуре 170- 200°С в течение 1,5-2 час. Полученную смолу охлаждают и дробят до мелкодисперсного состояния.

Пример 2. Технология изготовления абразивного инструмента аналогична примеру 1, а соотношение компонентов следующее, об. %: Синт. алмаз АСМ 14/1025,0

Эпоксидная смола с молекулярным весом 100053,7 Отвердители, например:

анилино-фенолформальдегидная

смола4,0

адининовая кислота7,0

Катализатор, например комплекс трехфтористого бора с бензиламином2,3

Твердая смазка, например

фторопласт5,0

Коррозионно-активный компонент, например хлорид

железа3,0

Пример 3. Технология изготовления инструмента аналогична примеру 1 при следующем соотношении компонентов абразивной массы, об. %:

Абразив:

кубический нитрид бора

КОС 40/2825,0

иитрид кремния15,0

Эпоксидная смола с молекулярным весом 350033,0 Отвердитель, например анилинофенолформальдегиднаясмола8,5 Катализатор, например фентиазин1,5

Твердая смазка, например

фторпласт7,0

Коррозионно-активный компонент, например хлорид железа3,0

В случае применения в качестве отвердителя коллоидного металла, например кадмия, последний смешивают с эпоксидной смолой по электролитическому методу, при этом применяют 5%-ный раствор полимера в толуоле.

Электролитом служит водный раствор формиата кадмия (25 г/л), а смешивание производят при плотности тока на катоде 14- 16 а/Дм в течение 30 мин. Полученную смесь термически обрабатывают при 110°С до получения твердого продукта. После измельчения смолу смешивают с остальными компонентами по технологии, аналогичной примеру 1.

Изготовленные суперфинишные бруски, например, при обработке желобов колец шарикоподшипников показывают повышение производительности обработки в 1,7-2,6 раза, чистоты поверхности на 1-2 класса; износ брусков уменьшается в среднем на 20% по сравнению с инструментом на известных абразивных массах. При доволочном шлифовании оптического стекла производительность

повышается в 1,8-3 раза, класс чистоты на 1-2 класса, при этом отсутствуют царапины и риски. того, при изготовлении инструмента время термической обработки снижается до 12 раз.

Формула изобретения

1.Абразивная масса для изготовления инструмента, включаюшая абразив, например

алмаз, кубический нитрид бора или их смесь с менее твердым абразивом, эпоксидную смолу, Отвердитель, твердую смазку и наполнители, отличаюшаяся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки деталей, в нее введена эпоксидная смола с молекулярным весом от 1000 до 5000 совместно с наполнителями коррозионно-активным веществом и комплексным соединением трехфтористого бора с амином или гидроокисью алюминия, при этом компоненты взяты в следуюш,ем соотношении, об. %:

Абразив6-65

Эпоксидная смола15-60

Отвердитель5-45

Твердая смазка5-25

Коррозионно-активное

вещество3-15

Комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюминия0,5-5

2.Абразивная масса по п. I, отличающаяся тем, что, с целью улучшения технологии изготовления инструмента эпоксидная

смола, Отвердитель, коррозионно-активное вещество и комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюминия взяты в порошкообразном состоянии.