Способ изготовления абразивного инструмента Советский патент 1982 года по МПК B24D17/00 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, который может найти применение в металло обработке, обработке изделий из неметаллических материалов. Известен способ fl изготовления абразивного инструмента, при котрром наполнитель вводят,в абразивную масс в виде опрессованных гранул, а компо ненты смеси берут в соотношениях, вес.%: Абразивный материал50j60 Спрессованные гранулы4-30 Бакелитовая связкаП-г20 Недостатком известного способа яв ляется отсутствие возможности для ра номерного распределения гранул в объ еме абразивной массы. Обладая, как правило, большими размерами по отношению к абразивному зерну и соответственно больишм удельным весом, гранулы при смешивании с абразивной массой будут сегрегировать, т.е. скапливаться н локальных объемах инструмента. Скопление гранул может отрицательно сказаться на конструктивной прочности инструмента, так как отдельные сечения его будут ослаблены и прочность уменьшена. Неравномерность в распределении гранул по объему инструмента может также сопровоядаться появлением не уравновешенных масс, например, в абразивных кругах и нарушением paв oмepнocти теппоотвода в зоне резания, что отрицательно повлияет на качество поверхностного слоя обрабатываемых материалов. Другим недостатком известного способа изготсюления абразивного инструмента является отсутствие рекомендаций по обеспечению прочности спрессованных гранул, В случае введения в абразивную массу холодно- прессованных (неспеченных гранул) прочность их может оказаться не достаточной дпя восприятия усилия прессования и гранулы в этом случае 3 будут разрушены при прессовании инструмента. В случае использования спеченных гранул, наоборот, прочность и твердость их могут быть сто велики, что при прессовании инструмента усилия прессования может оказаться недостаточным для механичес кого взаимодействия (частичного внедрения) абразивных зерен с материалом гранул, необходимого, для повышения прочности на границе раздела гранула - абразивный материал. Таким образом, абразивный инстру мент, .изготовленный известным спосо бом, йе всегда может удовлетворять предъявляемые требования по качеству и эксплуатационной надежности. Цель изобретения - повьш1ение качества абразивного инструмента и ра ширение его технологических возможностей. Поставленная цель достигается те что порошкообразный наполнитель, со тоящий из одного или нескольких веществ, обладающих идентичными или разными свойствами (например, твердые смазки, поверхностно-активиле вещества, вещества с эндотермически эффектом и дп.) смешивают с порошко образным связующим, например фенолформальдегидной смолой, в соотношении, вес.%: Наполнитель40-90 Связуюцее10-60 и прессуют в виде гранул при удельШ)1х давлениях, превышающих удельные давления прессования инструмента. Причем гранулированный наполните и абразивную массу берут в соотношении, об.%: Гранулиров анный наполнитель 10-40 Абразивная масса60-90 Кроме того, гранулы перед смешив нием с абразивной массой термообраб .тьшают. Спрессованные гранулы могут быть любой формь, предпочтительнее грану лы с объемной симметрией: сферические, кубические, цилиндрические с Ш)1сотой, равной диаметру и т.п. Спрессованные гранулы покрьшают тонким слоем жидаого связующего, на пример бакелита, и обкатьшают их в грануляторе или смесителе с постепенным добавлением части пригото ленной абразивной массы, соответств ющей объемному содержанию гранулированного наполнителя, например абр 4 зивного зерна карбида кремния на бакелитовой связке. При обкатке абразивные частицы наслаиваются на гранулы, сфероидизируя их. Полученные агрегированные гранулы (с оболочкой из абразивного материала) смешивают с другой частью абразивной массы, а затем прессуют инструмент. Гранулы с наполнителем в этом случае не соприкасаются между собой и распределены более равномерно по всему объему инструмента. Спрессованный инструмент подвергают термообработке. Спекание гранул с напол- . нителем осуществляется в процессе термообработки инструмента. В этом случае процесс полимеризации связующего протекает одновременно и в гранулах и в абразивной массе, что положительно сказывается на прочности удержания гранул в абразивном материале. Другим вариантом технологии является предварительная термообрабЬтка агрегированных гранул при температуре Полимеризации связующего как в наполнителе, так и в оболочке из абразивного материала. После термообработки агрегированные гранулы смешивают с абразивной faccoй и изготавливают инструмент по известной технологии. Пример 1. Для бесприжоговой обработки титановых сплавов изготавливают шлифовальные круги ПП 200х2532 по следующей технологии. Из порошковой смеси (80 вес./J графита и 20 вес.% фенолформальдегидной смолы) . при удельных давлениях 1,0 тс/см в многоместной пресс-форме прессуют гранулы диаметром 5 мм и высотой 5 мм. Затем спрессованные гранулы в количестве 10% от объема круга укладьшают в смеситель барабанного типа, предварительно смачивая их в жидаом бакелите. Далее приготовленную массу делят на две части (10 + 80 об.%) и меньшую часть постепенно добавляют во вращающийся смеситель. Абразивные зерна, приклеиваясь к гранулам, покрытым бакелитом, и склеиваясь между собой, образуют оболочку, преимущественно сферической формы. К полученным агрегированным гранулам во вращающийся смесительный барабан добавляют оставшуюся часть абразивной массы. Цолученную при совместном смешивании в течение 15-20 мни массу укладывают в пресс-формы и 5 при удельных давлениях О, 25-0,3 тс/ прессуют абразивные 1ФУГИ. Гранулы, спрессованные при удельном давлении 1,0 тс/см, при этом не разрушаются Термообработку кругов осуществля ют при нагреве до температуры полимеризации связукщего . Изготовленными кругами шлифуют плоские образцы из титанового сплава ВТ-9 по режимам м/с; 1-5 м/мин ,05-0,02 мм. Обработка образцов кругами с гра нулированной твердой смазкой обеспечивает более высокое качество поверхности: отсутствие дефектов .типа микротрепщны и прижогов, повьпиение на один класс чистоты обработки, сн жение уровня растягсшающих остаточных напряжений в 2 раза. Стойкость кругов с гранулированной твердой смазкой на 10% выше,, по сравнению с обычными кругами. Пример 2. Для торцевого шлифевания плит из мрамора изготавливают круги ПП 80 25X20. Гранулы диш етром 5 мм и высотой 5 мм прессуют при удельном давлении 1,0 тс/с Затем гранулы в количестве 40 об.% укладывают в смеситель, предварител но смачивая их в жидком бакелите. Приготовленную абразивную массу (60 об.%), состоящую из зерна карбида кремния зеленого 6ЗС40 и бакелита, делят на 2 части (40+20%) и большую часть, соответствующую объемному содержанию гранул, вводят во вращающийся смеситель с гранулами. После агрегирования гранул в те чение 15-20 мин добавляют оставшуюся часть абразивной массы. Полученную абразивную массу укла вают в пресс-форму, прессуют круги при удельных давлениях 0,25-0,3 тс/ и затем термообрабатьшают их с нагр вом до температуры 180°С. Изготовленными кругами шлифуют плиты из мрамора. Применение абраг зивного инструмента по предлагаемом способу обеспечивает высокое качество поверхности. Использование при менительно к обработке мрамора инструмента на бакелитовой и керамической связке без гранулированной твердой смазки оказалось невозможным вследствие быстрого засаливания кругов и потери их режущей спо собности. Круги с гранулированной твердой смазкой при обработке мрамора обеспечивают эффект, аналогич9ный процессу обработки алмазным инструментоь. Пример 3, Изготовленные по технологии, приведенной в примере 1 и 2, агрегированные гранулы (с обО лочкой из абразивного материала) подвергают термообработке с нагревом до температуры , при которой происходит полимеризация связующего (бакелита), .Далее термообработанные гранулы смешивают с приготовленной абразивной массой в соотношениях 10-40:60-90 и затем шлифовальные кру ги изготовляют по известной технологии. Изготовленные круги Ш1 200x25x32 с 10 об.% гранулированного наполнителя используют при обработке плоских образцов из титанового сплава ВТ-9, а круги ПП 80x25 30 - при обработке плит из мрамора. В обоих случаях при обработке получен тот же эффект, что и в приведенных примерах 1 и 2. Формула изобретения 1.Способ изготовления абразивного инструмента, при котором готовят абразивную массу из абразива, связукщего и спрессованных гранул наполнителя, прессуют из массы инструмент и термообрабатывают, о т л- и - чающийся тем, что, с целью повьш1ения качества инструмента и расширения его технологических возможностей, предварительно гранулируют наполнитель со связукяцим. прессуют полученный гранулированный наполнитель при- удельном давлении, превышающем давление прессования инструмента, на наполнитель накатьюают часть абразивной массы, соответствующую объемному содержанию гранулированного наполнителя, после чего полученные гранулы смешивают с остальной частью абразивной массы и из полученной смеси прессуют инструмент. 2.Способ по п. I, отлича ю щ и и с я тем, что наполнитель и связующее при изготовлении гранулированного наполнителя берут в соотношении, вес.%: Наполнитель40-90 Связующее10-60 а гранулированный наполнитель и аб-.разивную массу берут в соотношении, об.%: ч /921839g Гранулированныйперед смешипанием с абразивной мас, наполнитель10-40сой термообрабатывают. Абразивная масса60-90Источнию1 информации, 3. Способ по пп. 1и 2, о т л, и -51. Авторское снидетельство СССР ающийся тем,что гранулы 686863, кл. В 2Д D 3/34, 1979. приня1Ъ1е во внимание при экспертизе