Способ получения абразивного зерна с окисным покрытием Советский патент 1978 года по МПК C04B41/06 

(54) СПССОБ ПОЛУЧЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ЗЕРНА С ОКИСНЫМ ПОКРЫТИЕМ

. Изобретение отнсжится к производству искусственных абразивных материалов н может быть реапиз жаио на предприятиях, выпускающих и потреблякяцих абразивные материалы в зерне.

Существующие способы получения аб- разивыых зерен предусматривают дробление и измельчение кускового материвяа (sneKTpOKopyHflSiC BeC и др.) с поспеоукшей классификацией их на узкве фрак- ции.

В зависимости от вещественного состава и размера примесных включений, окзьгааюшихся на поверхности зерен, степень гищэатации поспевших изменяется в широких пределах, что обуспавпивает нестабильность адгезионных свойств абразивного материала.

Адгезионные свойства абразивных материалов обычно оценивают капипнярностью и, чем вьпне капиллярность абразивного зерна, тем лучше адгезионные свойства самого материала.

Известен способ повьпиения капиллярности абразивных материапов за счет

его прокапкн при 60О-8ОО С, Однако он не обеспечивает стабипьн.остн поверхностных свойств во времени , иэ«за повторной гидратации поверхности воздействием окружающей среды 11.

В связи с указанными выше особен- Н к:тями поверхности абразивных зерен при разработке способов по71учения абразивных материалов, отпичакацихся высокими адгезионными свойствами стремятся стабилизировать вещественный состав поверхности зерен за счет покрытия их рличными соединениями.

Известен способ получения абразивного зерна с покрытием, включающий обработку абразивных зерен метафосфатом. алюминия, метафосфатами, содержащими Трехвалентное железо, метафосфатом магния и пластичность фосфатом , служащш 4И пленкой соединяющей абразивное aejMio с другими инертными веществами, преимущественно содержащими f2J.

По техническому решению наиболее близким к заявляемому является способ 36 изготовления абразивного инструментаJ Sj гтредусматривакилий образование на поверхности металпизированных зерен окис- нсЛ ппеики. Причем, окисную пленку наносят продувкой метаппизированных зерен потоком воздуха, кислорода или сопридержащего кислород инертного газа 200-12ОО С. К недостаткам данного способа следует отнести необходимость предварительной металлизации абразивных зерен, что является довольно трудое кой к дорогостоюцей оп едией. Кроме того, образование окисной пленки в данном случае будет лимитироваться диффузией кислорода через окисей, спедовательно несмотря на возможность осущест ления процесса при высоких температурах {12ОО С) скорость его будет незначительной и при малейших отклонениях от заданных параметров состав ппенки может меняться в самых широких пределах. Цепь изобретения состоит в повышени однородности состава покрытия и прочности его сцепления с зерно Поставпенная цепь достигается тем, что в способе получения абразивного зер на с окисным покрытием, включающим измельчение материала, классификацию зерен по крупности с последукяиим нанвсением на них окисной пленки, окисную ппенку наносят путем последовательной циклической обработкой парами воды, газообразными хлоридами металлов и кислородом или кислородсодержащими газами, причем температура абразивного зерна на 2О-30 С превышает температуру испарения хлорида металла. Б предложенном способе, за счет .замещения водорода гидроксилированнсй парами воды поверхности абразивного зерна хлоридом металла, а хлора - гиороксильными группами воды, образуется химически связанный с абразивным зерно элементоксидный слой. Использование кислородсодержащих газов предусматривает удаление избыточ ных количеств хлорида металла для обеспечения чистоты мономолекулярного слоя. Способ исключает конденсацию избыточного хлорида, так как температура абразивного зерна поддерживается на 2О-ЗО С выше температуры испарения хлорида. Избыточный хлорид металла улавливается в конденсирующих устройст вах и может использоваться вновь. В зависимости от состава абразивного материала, используемого хлорида металла и требований к свойствам абразивных ерен, чиспо циклов может варьироватья в самых широких пределах. В отличие от известных способов олучения абразивньгх зерен с окисными окрытиями предлагаемый способ позволяет осуществить непрерывный процесс любЬй из фракции или гаммы размерностей абразивных зерен, обеспечивая при этом однородность состава покрытия и высокую прочность сцепления его с абразивным зерном.. Технологически предлагаемый способ осуществляется спедукилим образом. Узкая фракция или гамма размерное- тей абразивных зерен, нагретые до температуры на 2О-30 С, выше температуры испарения используемого хлорида металла, обрабатывают парами воды, а затем газообразным хлоридом металла. Поеме этого материал продувают киспородом ипн кислородсодержащим газом, одновременно явп 1Кяа«йся теппоноЬитепем, обеспечивающим поддержание температуры материала в заданных преоепах. Продукты продувки материала парами воды собирают в один коллектор, а хяо- рядом металла и кислс одсодержашим газом - в /фугой, соединенный с кондеисирующим устройство. Пример осуществгаения способа. По данному способу осуществляют покрытие абразивного зерна титанистого электрокорунда крупностью 25О мкм. В качестве хлорида металла используют хлорное железо (FsCfj) кислородсодержащим газом служит воздух, нагретый до температуры 31О С. Хлорид металла нагревают до температуры 28О С и транспортируют в реакционную зону с помощью нагретого сжатого воздуха. Водяной пар в реакционную зону подводят при температуре 2ОО С. В результате 1О циклов на поверхности абразивного зерна обра ауется окисная пленка тогааиной более 5О А. Капиллярность покрытого зерна составляет 21О-217 мм против 7573 мм дня исходного. После трехнедельного хранения на воздухе капиллярность покрытого зерна снизилась до 165-168мм, а исходного до 65-67 мм. Покрытие равномерно обволакивает поверхность всех зерен и не разрушается при любом механическом воздействии на зерно. Расход хлорного железа на 1кг абразивного зерна составляет около 2г (усвоение приблизительно 50%). Формула изобретения Способ получения абразивного зерна с окисным покрытием, включаюший измепьчение мат(ариапа, классификайию зерен по крупности с поспедующей обработкой их газообразным кислородом или киспородсодержащим газом, о т п и ч а и и с я тем, что, с цепью повышения

однородности состава покрытия и прочности сцеппения его с абразивным зерном, после классификации зерна последовательно обрабатьгаают парами воды, хпоридом металла, кислородом или кислородсодержащим газом, причем температуру абразивного зерна поддерживают на 2О30 С вьпие температуры испарения хлорида металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,

1,Научно-реферативный сборник Абразивы М«г2 (51), 1966.

2,Патент США №2541659, кл. 51-308, 1951.

3,Авторское свидетельство СССР 361О6;, кл. В 24 с/ 3/00, опубл. 07.12.72.