Абразивная масса для изготовления шлифовально- полировального инструмента
АБРАЗИВНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОi ТОВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНО-.ПОЛИРОВАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащая абразив и , полимерную связку на основе полиуретанового эластомера и сшивающего агента, отличающаяся , что, с целью увеличения прочности закрепления зерна в связке и повьпиения режущих свойств инструмента, она дополнительно содержит эпоксидно-новолачный сополимер, аэросил и двуокись титана при следую1цем соотношении компонентов , вес.%: Полиуретановый эластомер 34,2-51,5 Сшивающий агент 2,6-3,9 Эпоксидно-аоволачный сополимер 1,0-4,0 Аэросил2,0-2,7 Двуокись титана 2,0-4,0 АбразивОстальное в О) с
СООЗ СОВЕТСНИХ
О «ДД
РЕСПУБЛИК
<ге <и> (Я) В 24 0 3 22 В 24 0 3 34 госудАРственный комитет ссср
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ
@ „: .. Э.".р-,. °, " - = .7
OIlH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ I 3,,- .- :-
К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3396163/25-08 (22) 18.01.82 (46) 30.03.83. Бюл. 9 12 (72) M.Ñ.Áàëüøèí, Э.A.Ñåéäãàçèí, A.f0.Шкляров и Б,М.Штейнвас (71) Государственное проектное конструкторско-технологическое бюро машиностроения НПО "Технолог" (53) 621.922.079(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9,543511, кл. В 24 0 3/34, 1979.
: (54) (57) АБРАЗИВНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНО-.ПОЛИРОВАЛЬНОГО
ИНСТРУМЕНТА, содержащая абразив и, полимерную связку на основе полиуретакового эластомера и сшивающего агента, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прочности закрепления зерна в связке и повышений режущих свойств инструмента, она дополнительно содержит эпоксидно-новолачный сополимер, аэросил и двуокись титана при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Полиуретановый эластомер 34,2-51,5
Сшивающий агент 2,6-3,9
Эпоксидно-новолачный сополимер 1,0-4,0
Аэросил 2,0-2,7
Двуокись титана 2,0-4,0
Абразив Остальное е
1007956
Поставленная цель достигается тем, что в абразивную массу на основе полиуретанового эластомера со 4Q сшивающим агентом вводят эпоксидноноволачный сополимер, раствором которого увлажняют абразивное зерно, и наполнители: двуокись титана и аэросил при следующем соотношении 45 компонентов, вес.Ъ:
Полиуретановый эластомер 34,2-51,5
Сшивающий агент 2,6-3,9
Эпоксидно-новолачный сополимер
Двуокись титана
Аэросил
Абразивное .зерно Остальное
Эпоксидно-новолачный сополимер представляет собой продукт взаимодействия эпоксидной .и фенолформальдегидной смол новолачного типа, растворяется в ацетоне, диоксане, метилэтилкетоне, бутилацетате и их смесях. О0
Растворы данного сополимера смачивают абразивное зерно; образуя на его поверхности тонкую пленку, которая прочно закрепляется на этой поверхности и при последующем перемеши- 65
1,0-4,0
2,0-4,0
2,0-2,7
Изобретение относится к машиностроению, а именно к составам абразивных масс для изготовления методом литья сложнопрофильного шлифовальнополировального инструмента.
Известна абразивная композиция для изготовления инструмента, состоящая из абразивного зерна и полимерной связки на основе полиуретанового эластомера со сшивающим агентом с добавлением самотвердеюшей акриловой пластмассы f1) .
Добавление самотвердеющей акриловой пластмассы позволяет повысить размерную стойкость абразивного инструмента на полиуретановой связке. !5
Однако известная масса не обеспечивает прочного закрепления зерна в инструменте .В связи с плохой адгезией зерна к полимерной связке, что приводит к выкрашиванию абразивного эер-20 на из инструмента в процессе его работы. Кроме того, при шлифовке-полировке различных материалов при скоростях резания 10-15 м/с инструмент разогревается до температуры 80 С и выше, указанная полиуретановая связка начинает плавиться, что приводит к разрушению абразивного инструмента и к замазыванию его рабочей поверхности полимерной связкой. В результа- ЗО те не происходит обновления режущих зерен на поверхности инструмента,что ведет к снижению его режущих свойств.
Целью изобретения является увеличение прочности закрепления зерна в полимерной связке и повышение режущих свойств инструмента. ванин абразивного зерна со смесью полиуретанового эластомера и сшивающего агента остается на зерне. Затем, отверждаясь вместе с полиуретаном,пленка обеспечивает прочное закрепление зерна в полимерной связке.
Введение в предлагаемую композицию аэросила способствует образованию дополнительных химических связей между силанольными группами аэросила и изоцианатными группами полиуретанового форполимера и обеспечивает повышение температуростойкости полимерной композиции, Двуокись титана способствует улучшению литьевых свойств полиуретановой абразивной композиции и обеспечивает уменьшение коэффициента трения между абразивными инструментом и обрабатываемой поверхностью. В результате введения этих наполнителей абразивный инструмент при работе не нагревается, полимерная связка не плавится, а равномерно изнашивается вместе с абразивом, что обеспечивает высокие режущие свойства инструмента.
В качестве эпоксидно-новолачного сополимера могут быть использованы порошкообразные клен ЭН и БЭН (ТУ6-05-23-1163-77),, а в качестве абразива - электрокорунд нормальный, карбид кремния черный или зеленый, монокорунд с зернистостью Р 6 — Р 32, а также смесь этих абразивов.
В качестве полиуретанового эластомера могут быть использованы литьевые полиуретаны, представляющие собой продукты взаимодействия сложных или простых полиэфиров, толуилендиизоцианата и сшивающего агента, например полиуретаны марок СКУ-7Л, СКУ-НЛ, СКУ-ПФЛ, СКУ-6Л и др. Граничные пределы эпоксидно-новолачного сополимера определяются следующим: верхний предел обусловлен технологичностью абразивной массы — при введении большего количества увеличивается вязкость . и комкуемость смеси абразивного зерна со смолой, нижний предел обусловлен стойкостью инструмента, так как уменьшение количества эпоксидно-новолачного сополимера приводит к выкрашиванию абразива из инструмента.
Верхние граничные пределы наполнителей - двуокиси титана и аэросила— обусловлены литьевыми свойствами абразивно-полимерной композиции, так как введение наполнителей вышеуказанных пределов ведет к увеличению вязкости .композиции и связано с трудностью при заливке ее в форму.
Нижние пределы наполнителей обусловлены ухудшением эксплуатационных характеристик инструмента, так как при уменьшении количеств двуокиси
1007956
35
2,7
4,0
65 титана и аэросила снижаются режущие свойства абразивного инструмента.
Пример 1. Готовят компози,цию следующего состава, вес.%:
Полиуретановый эластомер, например СКУ- ПФЛ
100/1000 35,0
Сшивающий агент, например 4,4 -ме-. ( тилен- бас- (2-хлоранилин) 3,9
Эпоксидно-новолачный сополимер, например смола
40Э18Н60-0 . 2,8
Абразив, например карбид кремния зеленый 9 8 Остальное
Эпоксидно-новолачную смолу растворяют в ацетоне, раствором увлажня- 20 ют абразивное зерно и выдерживают в шкафу при температуре 50-60 С в тео чение 1 ч для улетучивания растворителя.
В нагретый до 75 С полиуретановый эластомер, полученный взаимодействием простого полиэфира (мол.вес 1000) с 2, 4-толуилендиизоциан атом, вводят расплавленный сшивающий агент и под- готовленный абразив, . массу перемешивают в течение 5-10 мин, заливают в форму и проводят термообработку при температуре 100 С в течение 5-6 ч. Пример 2. Готовят композицию следующего состава, вес.Ъ:
Полиуретановый эластомер ° 35,0
Сшивающий агент, например триметилолпропан
Двуокись титана
Аэросил, например 40 аэросил 75 2,7
Абразив, например карбид кремния зеленый Р 8 Остальное
В полиуретановый эластомер, полу- 45 ченный взаимодействием сложного полиэфира ПДА-800 и 2,4-толуилендиизоцианата в присутствии двуокиси титана и аэросила, приливают при температуре
75 С сшивающий агент и засыпают аб- 50 разив. Массу перемешивают в течение
5-10 мин, заливают в форму.для изготовления абразивного инструмента и проводят термообработку при температуре 100 С в течение 24 ч.
Пример 3. Готовят композицию следующего состава, вес.Ъ:
Полиуретановый эластомер 51,5
Сшивающий агент, например триметилолпропан 3,9
Эпоксидно-новолачный сополЬмер; например смола
40Э18Н60-0 1
34,2
2,6
Двуокись титана 4
Аэросил, например аэросил 175 2.7
Абразив, карбид кремния зеленый 98 Остальное
Эпоксидно-новолачный сополимер
40Э18Н60-0 растворяют в ацетоне,раствором смачивают абразивное зерно и выдерживают на воздухе или в шкафу при температуре 50-60 С для улетучивания растворителя.
В полиуретановый эластомер, полученный взаимодействием сложного полиэфира ПДА-800 и 2,4-толуилендиизоцианата в присутствии двуокиси титана и аэросила, приливают при температурв
75©С расплавленный сшивающий агенттриметилолпропан — и засыпают подготовленный абразив. Массу перемешивают в течение 5-10 мин, заливают в, форму для изготовления абразивного инструмента и проводят термообработку при температуре 100 С в течение о
24 ч.
Пример 4. Получают абразивный инструмент, как и в примере, 3, с теми же компонентами, но используют массу следующего состава, -вес.Ъ:
Полиуретановый . эластомер 41,3
Сшивающий агент 3, 2
Эпоксидно-новолачный сополимер 2,4
Двуокись титана 3,2
Аэросил 2,7
Абразив Остальное
Пример 5. Получают абразивеый инструмент, как и в примере 3, но используют массу следующего состава, вес.Ъ:
Полиуретановый эластомер 34,2
Сшивающий агент 2,6
Эпоксидно-новолачный сополимер 4
Двуокись титана 2
Аэросил 2
Абразив Остальное
Пример 6. Получают абразивный инструмент, как и в .примере 3, но используют массу со следующим соотношением компонентов, вес.Ъ:
Полиуретановый эл астомер
Сшивающий агент
Эпоксидно новолачный сополимер 5
Двуокись титана 4
Аэросил. 2 7
Абразив Остальное
Абразивные инструменты, изготовленные по вьыеприведенным примерам, получают в виде эластичной профилированной ленты. Эти ленты испытывают на прочность закрепления зерна в инструменте и его режущие свойства.
Прочность закрепления зерна оценивается количеством изношенного ма1007956
Продолжение таблицы
Количество снятого металла с обрабатываемой детали,r
Коэффициент режущей способности
ИзнОс материала абразивного инструмента, r
Масса
5,7
3 0 3 1 7
4 0,3 1,9
5 0,2 1,5
6 0 12 0 95
6,3
7,5
6,3
ИзнОс материала абразивного инструмента, r
Коэффициент режущей способности
Масса
Количество снятого металла с обрабатываемой детали, r
35
Изэест ная 1,0
Предлагаемая
0,8
0,8
1,5
1 0,4
2 0 5
3,7
3,2
1,6
Составитель И. Балашова
Редактор м.Рачкулинец техред A.Áàáèíåö корректОр и.шулла
Заказ 2210/20 Тираж 793, Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 териала абразивного имструмента в граммах, режущие свойства -.количеством снятого металла с обрабатываемой детали в граммах в единицу, времени, а коэффициент режущей способности - отношением количества снятого с обраба- 5 тываемой поверхности металла к количеству изношенного материала абразивного инструмента..
Для определения этих показателей эластичную профилированную ленту ис- 10 пытывают на специальном стенде в течение 10 мин. Движение ленты и обрабатываемой детали встречное, удельное давление ленты на деталь 1,5 кг/сЯ скорость резания при шлифовке 15
-15 м/с, высота микронеровностей поверхности обрабатываемой детали после шлифовки во всех случаях 0,32-0,63 мк.
Результаты сравнительных испытаний прочности закрепления зерна и режущих20 свойств инструмента приведены в таблице.
1 ° й
Абразивный инструмент, полученный иэ предлагаемой массы, обладает высокими режущими свойствами (увеличение количества снятого металла в единицу времени) и обеспечивает прочное закрепление зерна в инструменте (малый износ материала абразивного инстру,мента), Эксплуатационная стойкость абразивного инструмента, изготовленного иэ предлагаемой массы, в 6-8 раз выше стойкости инструмента, изготовленного иэ известной массы.
Применение абразивного инструмента, иэ готовленного из предлагаемой массы, взамен войлочных кругов .для полировки ручьев ролика привода шпинделя хлопкоуборочной машины .позволяет получить экономический эффект около 100 тыс.руб.
