Способ изготовления абразивного инструмента

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА на органической связке, включающий смешивание абразивного материала с увлажнителем и со связкой, формование заготовки и термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности инструмента путем снижения поверхностного натяжения между зерном и увлажнителем, абразивный материал перед смешиванием обрабатывают ацетоном, а затем 14%-ным раствором зпоксидной смолы в этом ацетоне. 2. Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что -1 кг абразивного материала обраГ атывают Ш-20 мл расг твора зпоксидной смолы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((((1

31511 В 24 D 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° ((Э, ««»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3483488/25-08 (22) 17.08.82 (46) 30.04.84. Бюл. -16 (72) M.И.Брагина, В,Г.Бамбуров, Б.Л.Фисенко, А.Г.Морозова и В.П.11амонтова (71} Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (53) 621.922.079 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

Р 275825, кл. В 24 D 5/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 823102, кл. В 24 D 3/20, 1979.

3. Патент Великобритании

Р 1207766, кл. С4б, 1969 (прототип}. (54) (5 7) 1 . СПОСОБ ИЗ ГОТОВЛЕ НИЯ

АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА на органической связке, включающий смешивание абразивного материала с увлажнителем и со связкой, формование заготовки и термическую обработку, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности инструмента путем снижения поверхностного натяжения между зерном и увлажнителем, абразивный материал перед смешиванием обрабатывают ацетоном, а затем 1—

4Х-ным раствором эпоксидной смолы в этом ацетоне.

2. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что 1 кг абразивного материала обрабатывают 10-20 мл pac". твора эпоксидной смолы, 1088921

Изобретение относится к производству абразивных инструментов, преимущественно кругов горячего прессования для силового шлифования.

Известен способ изготовления 5 абразивного инструмента, при котором абразивное зерно увлажняют жидким бакелитом и при перемешивании со связкой вводят пластифицирующую добавку.

В качестне добавки используют эпокt0 сидную смолу (1J, Введение эпоксидной смолы позволяет улучшить технологические свойства массы, однако прочностьинструмента увеличивается иезначительно,так как не обеспечивает химической "сшивки" абразивного материала со связующим.

Известен способ изготовления абразивного инструмента, при котором для увеличения прочности инструмента 20 и улучшения технологических свойств массы внодят в качестве увлажнителя

25-75Х-ный раствор эпоксидной смольг в фурфуроле (2) .

Введение раствора эпоксидной смолы в фурфуроле указанной концентрации в качестве увлажнителя способствует повьппенню прочности адгезии к нанолнителям типа алюмосиликатов, которые вводятся при изготовлении Э0 г инструмента указанным способом. Повышения же прочности адгезии между связкой и шлифовальным материалом не обеспечивается, так как унлажнитель, имея высокую концентрацию З5 покрывает толстым слоем шлифовальный материал, не проникая в его поры и трещины. Следовательно, прочность инструмента в целом не обеспечивается. 40

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления абразивного инструмента, при котором шлифовальный материал смешивают с увлажнителем и связкой с,последующим формованием инструмента и термообработкой f3) .

Известный способ предусматривает увлажнение шлифонального материала фурфуролом, а затем смешивание с порошкообразным связующим и наполнителями. Увлажнитель является как бы мостиком между шлифовальным зерном и связкой. Однако фурфурол имеет высокое поверхностное натяжение и вследствие этого при смешивании с, абразивным материалом не может проникнуть в поры и трещины, имеющиеся в нем. Таким образом, поверхность абразивного материала смачивается неполностью, а следовательно, не обеспечивается прочность контакта между абразивным материалом и связующим эа счет адгезионных сил сцепления, обусловливающих прочность ком/ позиции в целом. Т.е. на границе абразивный материал — связующее недостаточно эффективно реализуется физико-химическое взаимодействие, приводящее к повышению прочности инструмента.

Целью изобретения является понышение прочности инструмента путем снижения поверхностного натяжения между зерном и увлажнителем.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления абразивного инструмента на органической связке, включающему смешивание абразивного материала с увлажнителем и со связкой, формование заготовки и термическую обработку, абразивный материал перед смешиванием предварительно обрабатывают ацетоном, являющимся полярным растворителем, а затем 1-47-ным раствором эпоксидной смолы в этом ацетоне.

На 1 кг абразивного материала берут 10-20 мл раствора эпоксидной смолы в ацетоне, Полярный растворитель — ацетон, являясь поверхностно-активным соединением с поверхностным натяжением 6

= 23,7 мН/м, обеспыливает,обезжнривает поверхность абразивного материала, проникает в поры и трещины зерна и способствует проникновению в них эпоксидной смолы, являясь ее носите" лем. После испарения избытка ацетона на поверхности шлифовального материала остается тонкий слой эпоксидной „ смолы, оцениваемый толщиной 100-500 А, За счет тонкого слоя эпоксидной смолы и проникновения ее в поры обеспечивается равномерное распределение увлажнителя по поверхности зерен абразивного материала и улучшается смачиваемость, Наличие активных группировок в

1 эпоксидной смоле, находящейся в порах, и на поверхности зерна обеспечивает при термообработке инструмента химическое взаимодействие ее с увлажнителем и фенолформальдегидной смолой связки, что повьппает прочность сцепления зерна со связкой н целом, а

108892! следовательно, и прочность инструмента °

Кроме того, прочность инструмента обеспечивается и за счет того, что эпоксидная смола и связующее, проникая в поры шлифовального материала при термообработке, упрочняют его.

Количество ацетона для обработки абразивного материала берут с таким расчетом, чтобы покрыть поверхность материала без избытка;

Концентрация эпоксидной смолы менее l не обеспечивает минимально необходимого слоя покрытия, а концентрация выше 4Х не дает повышения прочности инструмента, так как унеличиьает толщину покрытия и .ведет к снижению прочности связи абразивный материал — связка.

Количество раствора эпоксидной смолы менее 10 мл не позволяет полностью покрыть всю поверхность зерна, а выше 20 мл дает избыток и соответ ственно повышенную толщину слоя, что ведет к снижению прочности инструмента.

П р и м с р 1. В лопастную мешалку подают шлифовальный материал (смесь цнркониеного корунда 38А200—

6,44 кг и нормального электрокорунда 30

14A50 — !,256 кг) 7,8 кг и 80 мл ацетона и перемешивают в течение

3-5 мин. Затем н мешалку подают

80 мл lz-ного раствора эпоксидной смолы и перемешивают в течение 335

5 мин.

Используют эпоксидную смолу марки

ЭД-20 (ГОСТ 1058-76)и отнердитель полиэтиленполиамин технический (ТУ 6-02-594-80) н соотношении 7 ч. смолы ЭД-20 и 1 ч. отнердителя.

После этого н мешалку заливают .

51,5 г фурфурола, засыпают парошкооб разную фенолформальдегидную смолу

СФП-0119А и количестве 0,855 кг и

45 перемешивают 5 мин. Затем вводят наполнитель (кокс 0,599 кг; криолит

0,528 кг; известь 0,515 кг), смоченный 0,0515 кг антраценового масла, и перемешивают 10 мин.

Иэ полученной смеси изготавливают шлифовальные круги ПП 200 30 76 и образцы в виде "восьмерок" методом горячего прессования, Образцы поднер- гают термической обработке в камерном бакелизаторе при 185 С в течение

20 ч.

Образцы проверяют на прочность при растяжении, в кругах определяют коэффициент шлифования.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но концентрация раствора вводимой эпоксидной смолы 2,5Х.

Пример 3, То же, что и в примере 1, но концентрация вводимой эпоксидной смолы 4Х.

Пример 4. В лопастную мешалку подают шлифовальньпi материал

7,8 кг (смесь циркониевого корунда

38A160 — 6,45 кг и нормального электрокорунда 14A50 — 1,35 кг) и 120 мл. ацетона и перемешивают в течение

3-5 мин.

Затем в мешалку подают 120 мл

1Х-ного раствора эпоксидной смОлы, перемешивают в течение 3-5 мин.

Далее аналогично примеру 1.

Пример 5. То же, что и в примере 4, ио концентрация раствора вводимой эпоксидной смолы 2,57.

Пример 6. То же, что и в примере 4, но концентрация раствора вводимой эпоксидной смолы 4Х.

Пример 7. В лопастную мешалку подают шлифанальный материал

7,8 кг и 160 мл ацетона и перемешивают в течение 3-5 мин.

Затем в мешалку подают 160 мл

17-ного раствора эпоксидной смолы, перемешивают в течение 3-5 мин.

Далее аналогично примеру 1.

Пример 8. То же, что и в примере 7, но концентрация вводимой эпоксидной смолы 2,57..

Пример 9. То же, что и в примере 7, но концентрация внодимой эпоксидной смолы 47.

Параллельно изготавливают шлифовалъные круги и образцы по прототипу.

В таблице приведены результаты испытаний.

Анализ результатов испытаний пока,зывает, что прочность инструмента, изготовленного согласно предлагаемо«у cnocoGy, повышается на 437, при л

1 этом коэффициент шлифования увеличивается на 367.

Кроме механических испытаний про" водился микроскопический анализ зоны разрыва. Образцы, изготовленные согласно предлагаемому способу, имели плотное сцепление связки с зерном (разрыв по связке), тогда как образцы изготовленные по прототипу, не имели

Предел Коэффи" прочности циент на разрыв, шлифокгс/см вания.

Концентра- ция раствора эпоксидной смолы, Х

Количество ацетона, мл/I кг

Количество раствора эпоксидной смолы мл/1 кг

Характеристика абразивного материала

Пример

)О

I 38А200

226

11,3

14А50

2,5

2 38А200

225

1),0

I4A50

3 ЗВА200

14А50

230

12,0

4 38А200

221

9,5

14А50

2,5

15

220

5 38А200

10,3

14А50

6 38А200

228

ll,0

14А50

7 38А200

20

220

9,8

14А50

8 38А200

2,5

225

10,5

14А50

9 38А200

232

10,0

I4A5O

IO 38А200

156

8,3!

4А50

II, 38А200

160

14А50

163

8 5

12 38А200

14А50

П р и м е ч а н и е: Даны средние результаты из 10 определений с относительным отклонением от среднего резуль" тата +5X. НИЦПИ Заказ 2838/13 Тираж 737, Подписное

ФЮ

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

9 1088921 6 плотного сцепления с зерном (разрыв прочность и эксплуатационные покамежду зерном и связкой)., эатели. Способ не усложняет техноло

Микроскопический аналиэ показыва- гию изготовления инструмента. Обрает химическое взаимодействие эпоксид- ботка ацетоном и эпоксидной смолой ной смолы с фенолформалъдегидной смо- g осуществляется в тех же мешалках, в лой связкие которых производится перемешива"

Изготовление инструмента по пред- ние массы по известной технолагаемому способу позволяет повысить логин. ! !