Масса для изготовления абразивных инструментов Советский патент 1982 года по МПК B24D3/06 

(54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

1

Изобретение относится к области производства алмазно-абразивных инструментов, в частности к составу массы для изготовления рабочей части различных типов абр азивных инструментов из алмаза и других сверхтвердых материалов.

Изобретение может быть использовано на заводах, производящих алмазные и абразивные инструменты, и в виде готового инструмента в различных областях промышленности, например, для обработки изделий из художественного стекла и хрусталя.

В настоящее время обработка художеС;Т- , - венного стекла и хрусталя производится алмазными кругами на металлических связках.

Круги на металлических связках обладают высокой износостойкостью, однако характеризуются склонностью к «засаливанию. Использование такого инструмента требует частой правки, которая существенно, увеличивает износ алмазного круга и приводит к непроизводительному расходу алмаза. Кроме того, при применении кругов на металлических связках развиваются больщие силы резания и качество обработанной поверхности оказывается пониженным. Для снятия поврежденного шлифованием поверхностного слоя изделия из хрусталя подвергаются химическому полированию в плавиковой (фтористоводородной) кислоте. Стекло слабо реагирует с большинством кислот и других реагентов, лишь фтористоводородная кислота представляет исключение. При взаимодействии с этой кислотой образуются растворимые в воде оксифториды кремния и газообразный кремневодород SiF4. Это дает

10 возможность кислоте проникнуть в глубь стекла. При этом разр ущенный слой растворяется (количество кислоты и длительность обработки строго регламентированы) и формируется новая поверхность, оптические 15 свойства которой соответствуют оптическим свойствам, характерным для глубинных слоев стёкла. Химическая реакция между стёк.лом и фтористоводородной кислотой обусловлена присутствием активного аниона фтора. Известна металлическая связка, в состав

20 которой входят фториды хрома, железа, никеля, кобальта и циркония. Все эти фториды нерастворимы в воде и поэтому не могут быть химическими ускорителями обработки стекла I.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является металлическая связка, содержащая медь, олово и фториды металлов I, II и III групп периодической системы в количестве 10-50 об. % 2. Однако инструменты из этой массы не предназначались для обработки стекла. Введение в связку фторидов в. таком количестве понижает стойкость этих инструментов п.ри обработке стекла. Так как прочность фторидов несоизмеримо мала по сравнению с прочностью металлической композиции алмазного круга, количество их в круге должно быть минимальным. В противном случае будут понижаться прочность и изнЬсостойкость круга. Это особенно относится к профильным кругам (формы А2П), применяемым для обработки хрусталя. Эффективность обработки стекла существенно повышается при введении в связку фторидов щелочных металлов, разлагающихся с выделением плавиковой кислоты. Однако использовать их можно только при введении в органическую связку, так как температура их разложения ниже температуры, требуемой для изготовления металлической связки 2 1.

Эффективность процесса обработки хрусталя и художественного стекла алмазным инструментом зависит от следующих основных факторов: расхода алмаза, производительности обработки, расхода плавиковой кислоты и длительности химической полировки.

Целью изобретения является создание прочного алмазного инструмента для обработки стекла, позволяющего повысить производительность обработки, уменьшить расход алмаза и длительность химической полировки в плавиковой кислоте ,(а следовательно, и ее расход).

Обработка стекла алмазным инструментом - сложный физико-химический процесс, в котором наряду с механическими факторами важную роль могут играть химические реакции, протекающие в поверхностном слое стекла. Для повышения эффективности алмазного инструмента следует повысить роль химических реакций, протекающих в зоне обработки. Однако введение фторидов снижает прочность круга. Совокупность этих факторов и определяет, что в состав алмазного круга на металлической связке, содержащей медь и олово, вводится фторид натрия в количестве 1-7 об. %.

При работе алмазного круга под влиянием высоких температур в зоне шлифования происходит деструкция фторида натрия и активизация реакции взаимодействия иона фтора с оксидом кремния - основным компонентом стекла, что приводит к существенному повышению работоспособности алмазного инструмента.

Соотнощение компонентов в предлагаемой массе, об. /о:

Алмаз или другой абразив6,25-37,5

Фторид натрия1-7

Медно-оловянная связка (Ml)Остальное

Примеры конкретного выполнения массы для изготовления инструментов.

Пример 1. Из предлагаемой массы был изготовлен круг по ГОСТ 16179-70 формы А2П (с двухсторонним коническим профилем) диаметром 250 мм, высотой 12 Л1М, шириной слоя 10 мм и углом 90° из алмаза АСО 50/40 50%-ной концентрации на связке Ml с добавкой фторида натрия в количестве 5 об. %.

Круг указанной характеристики был испытан на операции дистировки (нанесения 5 алмазной грани) хрустальных ваз для цветов. Для сравнения были испытаны круги такой же характеристики без добавки меднооловянной массы (связка Ml) и фторида.

Оценка работоспособности кругов проводилась по следующим показателям: среднему съему стекла с десяти изделий; среднему времени обработки одного изделия в интервале между правками; количеству правок за время испытания; удельному расходу алмаза; продолжительности химической полировки изделий, обработанных разными кругами.

Пример 2. Из предлагаемой массы был изготовлен круг, аналогичный кругу по примеру 1 с добавкой фторида натрия в количестве 2 об. %.

Круг был испытан в условиях, описанных в примере 1.

Пример 3. Из предлагаемой массы бь1л изготовлен круг, аналогичный описанным выще, с добавкой фторида лития в количестве 7% от объема массы. Круг был испытан в тех же условиях.

Испытания показали, что круги на медно-оловянной связке с добавкой 1-7 об. фторида натрия имеют удельный расход в 3 раза меньший, чем круг такой же характеристики без добавки. Производител ность обработки при этом повысилась - увеличилось количество обработанных деталей. Длительность химической полировки сократилась на 25% - количество «окунаний 5 изделия в раствор плавиковой кислоты, необходимое для полного снятия разрушенного слоя, сократилось с 20 до 16. Это объясняется тем, что введение фторсодерг жащей добавки не только повыщает произ;водительность обработки и уменьшает за саливание (количество правок уменьшается), но и улучшает качество обработанной повер;сности, что приводит к сокращению длительг ности полировки и уменьшению расхода плавиковой кислоты - дефицитного и дорогого реактива.

Формула изобретения

Масса для изготовления абразивных инструментов, содержащая медь. Олово и фто5о

РИДЫ щелочных металлов, отличающаяся1. Авторское свидетельство СССР

тем, что, с целью повышения прочности и из-№ 402458, кл. В 24 D 3/06, 1971. носостойкости круга, фториды щелочных металлов-введены в количестве 1-7 об. %.2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,№ 211355, кл. В 24 D 3/06, 1967 (протопринятые во внимание при экспертизетип).

918073,