Гидроабразивный состав для обработки металлических заготовок

 

ГИДРОАБРАЗИВНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОБРАЮТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, содержащий водный раствор щелочи и абразив, отличаютИ йс я. тем, что, с целью снижения его стоимости при сохранении технологических свойств, в качестве абразива он содержит шлак конверторного производства окислительного периода выплавки металла, мелкопористой ячеистой структуры с включениями свободной извести в количестве 20-25% от массы шлака при следующем соотношении компонентов , Bec.%s Абразив . 30-40 Водный раствор щелочи 09 (рН 8-10)60-70

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) С 09 G 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° }!

1; r у — 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3398915/23-05 (22) 12.02.82 (46) 30.0 .83. Бюл.. Р 12 (72) r.A.Ìàøêîâ, В.Б.Уманский, Я.С.Львовский„ A.А.Алешин, В.В.Бодров, Т.A.Æóêîâà, A.È.Óñòèíîâ;.В.К.Мягков, В.Л.Пилющенко и В.Н.Евтушенко (71)Ждановский металлургический институт и Донецкий металлургический завод им.В.И.Ленина (53) 621. 921(088. 8) (561 1. Авторское свидетельство СССР

9 457589, кл. В 24 D 3/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 465318, кл. В 24 0 3/02, 1975.

3. Фомченко С.И. и. др. Очистка отливок. N., "Машиностроение", с. 189 (прототип).

„.SU,„, 1008228 A (54) (57) ГИДРОАБРАЗИВНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ

ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, содержащий водный раствор щелочи и абразив, отличающийся. тем, что, с целью снижения его стоимости при сохранении технологических свойств, в качестве абразива он со-. держит шлак конверторного производства окислительного периода выплавки металла, мелкопористой ячеистой структуры с включениями свободной извести в количестве 20-25% от массы шлака при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Абразив . 30-40 .Водный раствор ф щелочи (рН 8-10) 60-70

1008228

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности и предназначено для обработки металлических изделий гидроабраэивными составами, имеющими щелочную среду, в условиях предприятий, не специализирующихся в данной отрасли.

Известны абразивные композиции, включающие минеральные заполнители, алмаз, карбид бора, окись алюминия (электрокорунд) и кварцевый песок (1) и (2)

Однако изготовление известных композиций в условиях металлургических предприятий, не имеющих специализированной оснастки и необходимых ком- 15 понентов, зачастую дефицитных, сопряжено с определенными трудностями.

Кроме того, централизованное обеспечение предприятий такими компонентами или готовыми абразивными массами про- 20 изводится неритмично, что приводит к непроизводительным потерям, а производство абразивных композиций в условиях специализированных предприятий не всегда соответствует возрастающим 75 потребностям металлообрабатывающей промышленности и связано с значительными затратами людских и материальных ресурсов, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является гидроабразив— ный состав для обработки металлических заготовок, содержащий водный раствор щелочи и абразив (3) .

Недостатком этого состава является ограниченность технологических возможностей, так как ои обеспечивает только окончательную (очистную) отделку .40 деталей после предварительной их обработки гидроабразивной композицией.

Изготовление состава на основе традиционно известных компонентов приводит к недостаткам, описанным выше.

Кроме того, при обработке деталей этим составом .необходимую концентрацию щелочной среды поддерживают пу.тем частых смен раствора или непрерывной его промывки, что усложняет технологию обработки. 50

Цель изобретения — снижение стоимости гидроабразивного состава при сохранении технологических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что гидроабразивный состав для обра- 55 ботки металлических заготовок, содержащий водный раствор щелочи и абразив, в качестве абразива содержит шлак конверторного производства .окислительного периода выплавки ме- б0 талла мелкопористой ячеистой структуры с включениями свободной иэвести в количестве 20-25% от массы шлака при следующем соотношении компонентов,вес.%:

Абразив 30-40

Водный раствор щелочи (рН 8-10) бО-70

В качестве абразивного материала могут быть использованы, например, шлаковые отходы сталеплавильного производства (мартеновский или конверторный шлак окислительного периода выплавки металла, сварочный. шлак).

Применение шлаковых отходов в качест.— ве абразивного компонента упрощает технологию приготовления гидроабрао зивного состава, так как потребности в шлаке каждого металлургического предприятия, могут быть удовлетворены полностью за счет собственных ресурсов. Кроме того, формирование мелкопористой ячеистой структуры в шлаке с включениями свободной извести обеспечивается не специальными технологией и оборудованием, а благодаря косвенным физико-химическим процессам, происходящим при плавления металла в металлургических агрегатах, и кристаллизации шлака в отвалах на открытом воздухе. Лимитированное содержание свободной извести в шлаке (20-25%) также достигается режимом выплавки металла и обусловлено обеспечением необходимых прочностных характеристик абразива (твердости, прочности, износостойкости и т.д.), а также поддержанием нужной концентрации щелочной среды благодаря вымыванию извести иэ шлакового абразива водой.

Увеличение процентного содержания включений извести в шлаковом абразиве (более 25%) нарушает сплошность его структуры и тем самым снижает его прочность. Пониженное содержание включений извести (менее 20%) ослабляет концентрацию щелочного раствора и ухудшает свойства гидроабраэивного состава. Установленное со отношение компонентов (шпаковый абразив 35 вес.Ъ и жидкая щелочная среда

65 вес.Ъ) в гидроабразивном составе обеспечивает получение наилучших показателей при обработке заготовок. уменьшение стоимости гидроабразивного состава достигается благодаря низкой стоимости шлакового абразива и снижению трудозатрат на его получение.

Соотношение компонентов в гидроабразивных составах и содержание включений извести в шлаке приведены в табл.1.

1008228

Таблица 1

Вклю.гения извести в шлаке,%

Соотношение компонентов, вес.%

Гидроабразивный состав

Жидкая среда

Конверторный шлак с включениями извести

30 Остальное 15-20

20-25

40

25-30

В качестве абразивного компонента используют шлак конверторного производства, взятый из отвалов. Испытания предлагаемого состава проводят в сравнении с известным, в котором основой гидроабразивной смеси служит электрокврунд. Во всех случаях жидкая среда имеет щелочную реакцию, причем в известном составе нужная 30 концентрация щелочного раствора (рН 8-10) поддерживается путем постоянной его промывки, а в предлагаемомблагодаря постепенному вымыванию включений свободной извести водой иэ кусков шлакового абразива. Испытания проводят после обработки гидроабразивным составом каждой партии деталей в количестве 1000 шт.

В табл.2 приведены свойства предлагаемых и известного гидроабразивных составов.

Таблица.2

Гидроабразивный состав

Контролируемые параметры

Степень износа кусков абразива, В

Степень з асали-. вания рабочей поверхности абразива, Ъ

Предлагаемый

12 19

10 19

10 22

40

Известный

30-35 13- 5 17-20

50-70

Из табл.2 следует, что предлагаемый гидроабразивный состав в сравнении с известным наряду с низкой стоимостью и простотой в изготовлении обеспечивает эффективную обработку металлических заготовок за более короткий период. времени, причем наилучшим комплексом свойств обладает сосСтепень затупления режущих кромок абразива, Ъ

Суммарная длительность обработки деталей до получения требуемой чистоты поверхности мин

1008228

Составитель И.Гинзбург

Редактор A.Îãàp Техред M.Tenep корректор Ю Макаренко

Заказ 2268/34 Тираж 637 Подписное

BHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобрете..ий и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППЛ "Патент", r.Óæãopoä, ул.Проектная, 4 тав 2, который принят за-оптимальный.

Наличие мелкопористой ячеистой структуры в шлаковом абразиве, а также возможность самопроизвольного поддерживания нужной концентрации раствора щелочной среды уменьшают степень затупления и засаливания режущих кромок кусков шлака в сравнении с электрокорундом.

В процессе обработки деталей предлагаемым гиброабразивным составом по мере истирания наружных режущих кромок шлакового абразива обнажаются внутренние новые кромки, т.е. проис ходит его самозатачивание, Периодический анализ щелочной среды показывает, что она имеет необходимую концентрацию (рН 8-10), которая самопроизвольно поддерживается на протяжении всего цикла обработки благодаря взаимодействию воды с включениями извести, содержащимися в шлаковом абразиве.

В результате этого отпадает необходимость в частых сменах раствора или

1О непрерывной его промывки, что упрощает технологию обработки, сокращает расход извести и исключает наличие замкнутой системы водоводов °