Способ изготовления абразивного материала

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗИВНОГО МАТЕРИАЛА, включающий смешение карбида кремния с керамической связкой, формование и Обжиг, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного сопротивления и понижения стойкости материала при виброабразивной электрохимической обработке, в смесь дополнительно вводят порошок металлической меди при следующем соотношении компонентов , мае.%: Карбид кремния 25-35 Порошок металлической меди4-15 Керамическая связС 9 ка Остсшьное а обжиг осуществляют в атмосфере (Л соотношении оксидов углерода при СО:С02 3:1-9:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° Р %

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 22 С 29 00 С 04 В 35

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3308963/29-33 (22) 29.06 ° 81 (46 } 23.02.84. Бюл. 9 7 (72) Л.Г.Пнцына, A.A.Ïûïüíåâ, В.С.Ярков, Б.Н.Картьыев и H.Д.Сергиенко (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (53) 666.693:621(088.8) (56) 1. Технический процесс изготовления шлифовальных кругов на керамической связке 1902010.01201.00017ГП

Челябинского абразивного производственного объединения (прототип)., SU„„1074912 A (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРА

ЗИВНОГО МАТЕРИАЛА, включающий смешение карбида кремния с керамической связкой, формование и Обжиг, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного сопротивления и понижения стойкости материала при виброабразивной электрохимической обработке, в смесь дополнительно вводят порошок металлической меди при следующем соотношении компонентов, мас ° %:

Карбид кремния 25-35

Порошок металлической меди 4-15

Керамическая связка Остальное, O а обжиг осуществляют в атмосфере оксидов углерода при соотношении

СО:СО2 = 3:1-9:1.

1074912

Абразивно-керамическая смесь содержит, мас.Ъ:

Карбид кремния 72,4 40

Керамическая связка 27,6 а керамическая связка состоит из исходных компонентов в следующем соотношении, мас.Ъ:

Полевой шпат 51 45

Вентонитовая глина 10

Каолин 39

Заформованные и высушенные заготовки шлифовальных кругов обжигают в туннельной печи при 1280-1300 С в течение 7 ч в воздушной атмосфере Г12.

Однако известный состав абразивно-керамической смеси не позволяет получить абразивный инструмент, обладающий токопроводными свойствами.

Кроме того, при обжиге в воздушной атмосфере происходит частичное окисление карбида кремния кислородом воздуха до SiO @ Si02, что приводит к получению пористых изделий 60 с повышенной истираемостью.

Цель изобретения - снижение удельного .сопротивления и повышение стойкости материала при виброабразивной электрохимической обработке.

Изобретение относится к изготовлению электропроводящих керамик и может быть использовано при производстве абразивных иэделий на керамической связке, преимущественно для виброабразивного электрохимического шлифования труднообрабаты° ваемых сталей и сплавов.

В современной металлобработке прогрессивным способом является виброабразивное шлифование с исполь- 10 зованием специальных Формованных абразивных изделий — галтовочних тел, состоящих иэ шлифовальных зе.рен и .связки. Перспективным направлением для обработки труднообра- 1 5 батываемых сталей и сплавов являет- . ся виброабразивная электрохимическая обработка (ВЭХО).

Эффективность ВЭХО зависит от плотности тока на обрабатываемой поверхности, шлифующей способности галтовочных тел и их износостойкости. Одним из путей повышения плотности тока при оптимальном напряжении на электродах и электропроводности электролита является создание электропроводных галтовочных тел °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления абразивного материала (шлифовальных кругов ) из карбида кремния на керамической связке, включающий смешение карбида кремния с керамической связкой, формование и обжиг в воздушной атмосфере»

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления абразивного материала, включающему смешение карбида кремния с керамической связкой, формование и обжиг, в смесь дополнительно вводят порошок металлической меди при следующем соотйошении, мас.Ъ:

Карбиц кремния 25-35

Порошок металлической меди 4-15

Керамическая связа Остальное а обжиг осуществляют в атмосфере окиси углерода при соотношении

CO:СОг — 3:1 9:1 шлйфующие свойства иэделиям сообщает карбид кремния, а электропроводящие свойства — мелкодисперсный порошок (фракции 45 мкм) металлической меди, тщательно перемешанный с щелочной алюмокремнеземистой керамической связкой, состоящей иэ полевого шпата, бентонита и талька.

Содержание компонентов в керамической массе составляет, мас.В:

Si. Ñ 25,0-35,0

С 11 4,0-15,0

Бj Ог 43,49-30,42

"120З 9,65-6, 89

Ре 03 2,02-1,44 (Ч. т 12,08-8,63

Са Р 0,66-0,47

N:20 + K20 3110-2,15

В йроцессе обжига в зависимости от газовой атмосферы возможно протекание следующих окислительных и восстановительных превращений:

SjC + — 0 = SiO + С, (I)

Sj,с + 202 = si02 + coг (2)

2Си + OZ = 2Си0 (3)

Ее203 + CO 2Fe + CO2 j

Sj.O2 + СО = SiO + С02, (5 )

Na2O + CO = 2Na + CO2; (б ) которые оказывают основйое влияние на процесс спекания иэделий и их прочностные и абразивные свойства.

Исходными и конечными составляющими газовой атмосферы являются СО и СО2, соотношение между которыми и определяют протекание физико-химических превращений.

Из констант равновесия реакций (1) — (6) следует, что при соотношении СО к С02 3:1 — 9:1 возможна лишь реакци (4}, т.е. восстановление Fe209 связки до металлической фоомь1, шлифовальный материал — карбид кремния и электропроводящая составляющая порошок меди защищены от окисления.

Остальные компоненты связки переходят в стеклообразное состояние и способствуют в процессе охлаждения изделий хорошему спеканию и уплотнению микроструктуры.

1074912

Условия обжига

1 (газовая атмосфера

СО:СО

Свойства

Состав, мас.Ъ т

Пример

Карбид Керакрем- ми, Поро шок метал1 гической меди

Удельное электросопротив

Кажущаяся Увелиплотность чение г/см З кажущейся плотности по отношению к из вестной, Снижение ис. тираемости по отношени к известной

Истираемость, Ъ ния ческая

-.,связка

1 ление, !

Ом .см (25 60 15 3,0 8,6-10 2,27

60

1,09

4,7 6,4 10 2,24

50

25 60 15

1,36

9,0 7,5 .10 2,29

25 60 15

1,27

3,0 4,2 -10 2,23

35 61 4

0,85

4,7 1,1 -10 2,35

17

35 61 4

0,76

9,98 64

9,0 . 5,9 10

35 61 4

2,30

3 0 3 5.103 2 56

0,56 79.

30 60 10

Восстановление Fe 03 до металлической составляющей прйводит лишь к повышению эффекта электропроводности иэделий.

При соотношении СО к СО менее

3:1 проходят реакции (1) - (3), т.е. разложение шлифовального материала и окисление электропроводящей составляющей, что приводит к получению пористых иэделий с пониженными шлифующими и электропровод-ными свойствами °

При соотношении СО к СО более

9 1 проходят реакции (4) — (6), т.е. восстановление 8i0 Pe 0 è щелочйой связки, что приводит и снижению процесса стеклообраэования связки и уплотнения микроструктуры и получению пористых иэделий.

Пример. Исходные компоненты абраэивно-керамической массы берут при следующем соотношении, мас.Ъ:

Карбид кремния 30,0

Порошок меди 10,0

Полевой шпат 20 1

Бентонитовая глина 30,0

Тальк 9,9

Тщательно перемешивают, увлажняют до содержания влаги 20%, вакуумируют для усреднения и дегазации

-массы, формуют через гидропресс методом экструдирования для получения галтовочных тел определенной формы (нагример, цилиндрической, призматической ) и сушат при 120 f 50 С в течение 240+10 мин. Высушенные иэделия обжигают в печи в неокислительной атмосфере при 1280 С в течение 150 мин при различной газовой среде, с последующим охлажде10 нием;!

1алтовочные тела, полученные предлагаемым способом, обжигают в лабораторной печи с графитовым наг15 ревателем (в печи Таммана ) и газовой атмосфере с различным содержанием СО и СО за счет дополнительного введения графитовой засыпки при соотношении составляющих, указанном

20 в таблице.

Как видно из таблицы, абразивный инструмент для виброабразивной электрохимической обработки, полученный по предлагаемому способу, 25 имеет удельное электросопротивление на 4-7 порядков ниже, плотность на 11-31% выше и истираемость на

50-843 ниже, чем по известному способу.

1074912

Продолжение таблицы

Свойства

Состав, мас. %

Рример

Карбид кремния

Кажушая ся глот иост ь г/см 3 стираеость, в есть

30 60 10

4 7 0,9 102 2,63

0,45 84

30 . 60 10

4,7 10 2,40

0,63 77

9,0

10 72,4 известный

6, 3 . 109

2,0

2,75

Воздушная

"»Фч»М»»»»»»»

Составитель В.Соколова

Техред Л.Мартяшова КорректорГ.Решетники о

Редактор Н.Рогулич

Заказ 463/25 Тираж 603 Подписное

BHHHGH 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

Керамическая связка

Ророшок ме таллической меди!

УСЛОВИЯ обжи га газовая атмосфера)

СО: СО2

»

Удельное электросогроти в ление, Ом см

Увеличение кажущейся плотности по отношени к иэ»

Снижение истираемости по отношению к изВестной, Ъ