Масса для изготовления абразивного инструмента

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(5D B 24 D 3/22

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,2 - 2,8

0 15 - 0,35

Эпоксидная смола

Соль Мора

Абразив

Остальное

Р \

3в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3493901/25-08 (22) 22 ° 09.82 (46) 15.03.84. Бюл.й 10 (72) А.)0.Шкляров, Б.М. Итейнвас, А.А.Иохова, И.С.Бальшин и Э.А. Сейдгазин (71) Государственное проектное конструкторско-технологическое бюро машиностроения (53) 621.922.079(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1(" 1007956, кл. B 24 D 3/22, 18.01.82..

2. Патент СЫА М 4150955, кл. 51-298, 1979 (прототип). (54) (57) ИАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащая полиуретановый форполимер, абразив, наполи итель, дисульфид молибдена и сшивающий агент, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения прочности закрепления зерна и самозатачиваемости инструмента, она дополнительно содержит эпоксидную смолу в виде покрытия на абразиве и соль Иора при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Полиуретановый форполиме р 37,0 - 50,0

Дисульфид молибдена 3,7 - 5,0

Наполнитель 0,2- 2,5

Сшивающий агент 0,6 - 1,4

1079422

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к составам абразивных масс для изготовления сложнопрофильного шлифовально-полировального инструмента, 5

Известна абразивная масса, состоящая из полиуретанового форполимера, абразивного зерна, эпоксидно-новолачного сополимеда, наполнителя и сшивающего агента Г 1).

Введение в массу эпоксидно-новолачного сополимера увеличивает прочность закрепления абразивного зерна в полиуретановом связующем и эа счет этого повышает режущие свойст.ва инструмента при скоростях полировки 15-20 м/с. Однако при увеличении скорости полировки до 2030 м/с и размере абразивного зерна свыше 320 мк силы резания, стремящиеся вырвать зерно из связки, превышают силу адгезионной связи между зерном и связкой. Разрушение инструмента происходит по границе абразивное зерно-полимер- 25 ная связка, после чего интенсивность процесса резания снижается, растет коэффициент трения между инструментом и обрабатываемой деталью и температура в зоне контакта.

Полимерная связка сплавляется, инструмент теряет работоспособность, падает производительность процесса.

Известна абразивная масса для изготовления эластичного полироваль- 35 ного круга, состоящая из полиуретанового форполимера, абразива, наполнителя, дисульфида молибдена и сшивающего агента (21

Недостаток этой массы заключает- 40 ся в том, что не обеспечивается прочное закрепление абразивного зерна в полиуретановом связующем, особенно при величине зерна больше 160 мк и скорости полировки выше 15 м/с. 45

Цель изобретения — повышение прочности закрепления абразивного зерна в полимерной связке и расширение технологических возможностей инстру мента. 50

Указанная цель достигается тем, что в абразивную массу дополнительно вводят эпоксидную смолу в виде покрытия на повврхности абразивных зерен и соль Мора (сульфат железа и 55 аммония с шестью молекулами воды ) при следующем соотношении компонентов, мас. 3:

Полиуретановый форполиме р 37,0 - 50,0

Яисульфид молибдена 3,7 — 5,0

Сшивающий агент 0,6 — 1,4

Наполнитель 0,2-25

Р 1 поксидная смола 1,2 - 2,8

Соль Мора 0,15 — 0,35

Абразив Остальное

Нанесенная на поверхность абразивного зерна эпоксидная смола реагирует в процессе синтеза с полиуретановым форполимером, образуя эпоксиполиуретан. В результате, после окончательной сшивки и отверждения массы вокруг абразивного зерна образуется трехкомпонентная система, состоящая из отверждающей эпоксидной смолы, в которой прочно закреплено абразивное зерно, переходного слоя эпоксиполиуретана и полиуретана.

Эпоксидная смола и полиуретан взаимодействуют с эпоксиполиуретаном в процессе синтеза и термообработки, что определяет прочную связь между тремя слоями. Таким образом достигается боль ая грочность закрепления абразивного зерна в полиуретановом связующем, как в известных абразивных массах.

В процессе отверждения реакционо ной массы при температуре выше 80 кристаллизационная вода "соль Мора" отщепляется и вступает в реакцию с полиуретановым форполимером, вызывая его частичное вспенивание и образование равномерной абразивонаполненной мелкопористой структуры. Такая структура полимерной связки позволяет получит ь одинаковые показатели прочности закрепления абразивного зерна в ней с г .очностью самой связи для усилий резания, возникающих при скоростях резания 20-30 м/с и размере абразивных зерен больше 320 мк.

Само затачиваепост ь инструмента, изготовленного из такой массы, обеспечивается выкрашиванием абразивного зерна вместе с оболочкой связующего.

Это определяет увеличение производительности работы такого инструмента в сравнении с известными.

В ка че ст ве полиуретаново го форполимера могут быть использованы литьевые форполимеры, полученные взаимодействием сложных или простых полиэфиров с ароматическими диизоционатами, например форполимеры полиу10 мин и заливают в форму для получения абразивного инструмента. Термообработку проводят при 120 С B течение 20-24 ч.

Пример 2. Готовят композицию следующего состава, мас. :

Полиуретановый эластомер 37

Дисульфид молибдена 3,7

Эпоксидная смола

i0 ЭД=16 1,3

Перлит вспученный 0 3

Моноэтаноламин 0,6

Соль Мора О, t5

Карбид кремния черный 180 Осталь15 ное

Последовательность операций та же, что в примере 1.

Пример 3. Кзготавливают абразивный инструмент по технологии при20 мера 1, но используют абразивную массу следующего состава, мас.l:

Полиуретановый форполимер 44

Дисульфид молибдена 3 7

Эпоксидная смола ЗД=16 2,0

25 Перлит 1,4

Моноэт аноламин 1,0

Соль Мора 0,25

Карбид кремния черный hà 80 Остальное

Пример 4. Используют абразивную массу следующего состава, мас.4:

Полиуретановый форполимер 50,5

Дисульфид молибдена 5,0

Эпоксидная смола ЗД=16 5,0

Пе рлит 0 5

Моноэтаноламин 1,4

Соль М ора 0 35

Карбид кремния черный h 80 Остальное

Масса жидкая, при ее отверждении происходит частичное осаждение абразива, После отверждения абразивная масса пористая, структура неравномернаR, Пример 5. Готовят композицию следуюцего состава, мас. 4:

Полиуретановый форполимер 50,5

Дисульфид молибдена 5,0

Эпоксидная смола ЭД=16 0,8

Перлит вспученный 2 5

Моноэтаноламин 1 ь

Соль Мора 0,35

Карбид кремния черный N 80 Остальное

Абразивная масса с равномерной пористостью, нормальной текучести.

Пример 6. используют массу следующего состава, мас. :

50,5

Полиуретановый форполиме р

Моно эт аноламин-смешиваюций агент 1,4

Эпоксидная смола ЭД-16 2,8

Перлит вспученный 2)5 45

Дисульфид молибдена 5,0

Соль Мора 0 35

Карбид кремния черный N 80 Остальное о, В нагретый до 75 С полиуретановыи 50 форполимер, полученный взаимодействием сложного полиэфира П=Ь с 2,4толуилендиизоционатом вводят смесь дисульфида молибдена и увлажненного эпоксидной смолой абразива, массу 55 тщательно перемешивают 10 мин, при

70 С приливают моноэтаноламин и засыпают соль Мора. Смесь перемешивают

j 107/422 ретанов СКУ вЂ” 7Л, СКУ-ЬЛ, СКУ-ПФЛ и т.д.

B качестве абразива могут быть использованы электрокорунд нормальный, карбид кремния зеленый или черный, монокорунд. Зернистость абразива 320 - 1200 мк.

В качестве сшивающего агента могут быть использованы моноэтаноламин, нитроэтаноламин и др. ароматические амины.

В качестве эпоксидной смолы могут быть использованы диановые ароматические смолы, например ЭД вЂ” 20, ЗД-16 и т.д. Верхний граничный предел содержания эпоксидной смолы обуслов\ ."лен технологичностью абразивной массы — при увеличении количества эпоксидной смолы вязкость массы падает, происходит осаждение абразива. Нижний граничный предел обусловлен стойкостью инструмента-при недостатке смолы происходит выкрашивание абразива.

Граничные пределы содержания соли Мора обусловены необходимостью получения мелкопористой структуры инструмента. При большем содержании структура неравномерная, поры крупные, при меньшем содержании поры мелкие, связка достаточно прочная, инструмент засаливается и "замазывает" обрабатываемую деталь.

В качестве наполнителя используют вспученный перлит, а в качест- ве антифрикционной добавки — дисульфид молибдена.

Пример 1. Готовят композиоо, цию следующего состава, мас.4

1079422

Полиуретановый форполимер 50,5

Дисульфид молибдена 5,0

Эпоксидная смола ЭД 16 2,8

Перлит вспученный 2,5

Ноноэтаноламин 1,4

Соль Мора 0,075

Карбид кремния черный И 80 Остальное

Абразивная масса с равномерной ,юристостью, нормальной текучестью.

ll р и м е р 7. Используют композицию следующего состава, мас.3:

50 5

5,0

2,8

2,5

1,4

0,5 20

Полиуретановый форполимер

Дисульфид молибдена

Эпоксидная смола ЭД 16

Перлит .вспученный

Моноэтаноламин

Соль Мора

Карбид кремния черный И 80 Остальное

Износ металлического образца

Износ абразивного ин струмента, г/мин

Коэффициент режущей способности

Приме чан ие

Композиция по примерам, И на скорости 20-25 и/с происходит оплави "замазывание" обрабатываемой детали.

1,4

После 3 мин замазывается обрабатываемая де" таль.

0,3

2,8

Работает хорошо.

15,0

0,19

12,5

0@20

2 5

Засаливание инструмента, неравно. мерное распределение абразива по высоте, круга.

8,0

1,6

0,2

5 3

0,23

1,23

0,2

Замазывание обрабатываемой детали оплавление инструмента. В инструменте крупные неравномерные

flOPbl

7,5

3 9

0,4

It57

Абразивный инструмент, получен-. ный из предлагаемой массы, обладает

По заявке При полировке и 3396163/08 ление связки

Аб раэивн а я масса хо рошей те кучести, инструмент после термообработки имеет неравномерные, местами крупные поры.

Абразивные инструменты, изготовленные в соответствии с приведенными примерами, представляют собой эластичные круги, их испытывали на специальном стенде. Производительность работы инструмента оценивали количеством снятого металла в единицу времени. Металлический образец изготовлен из стали 45 в сыром состоянии. Усилие прижима абразивного инструмента к испытуемому образцу

1,5 кг/см . Скорость резания

25 м/с. Высота микронеровностей поверхности обрабатываемого металлического образца 40-20 мк.Результаты сравнительных испытаний различных композиций приведены в таблице. высокими режущими свойствами и обеспечивает надежное закрепление зернр

1079422

Составитель B. Воробьев

Редактор Л. Алексеенко ТехредЖ.Кастелевич Корректор А.ференц

Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР гю делам изобретений и открытий

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

Заказ 12 1/2 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

s связке. Это дает возможность изготавливать инструмент на эластичной основе для шлифовки-гюлировки с использованием крупного абразива и работать таким инструментом на высоких скоростях.