Абразивная масса

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4В 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1-7

Остальное с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3805429/25-08 (22) 23.10.84 (46) 07.08.86. Бюл. ¹ 29 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (72) А.П.Курносов, Н.А.Карпова, Л.Г.Пицына, И.Я.Жабин, Л.P.Òàãåð, С.И.Хацко, Ю.П.Ковтанюк, Н.И.Фомкин, В.А.Дудин и В.Д.Хромов (53) 621.922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 772835, кл. В 24 D 3/00, 1979.

„„SU,» 1248780 А i (54) (57) АБРАЗИВНАЯ МАССА, содержащая абразивный материал, синтетическую смолу и наполнители, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повыше— ния механической прочности инструмента, в нее дополнительно введен кварц размером частиц от 10 до 100 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Абразивный материал 67-84

Синтетическая смола 11-16

Кварц с размером частиц от 10 до

100 мкм

Наполнители

1248? 80

Изобретение относится к абразивной промышленности и может быть использовано при изготовлении отрезных кругов на бакелитовой связке.

Цель изобретения — повышение механической прочности абразивного инструмента за счет введения в абразивную массу в качестве наполнителя кварца с размером частиц от 10 до

100 мкм. 1Р

Предлагаемая абразивная масса содержит шлифовальный материал, синтетическую смолу и наполнители, кроме того, дополнительно в качестве наполнителя введен кварц с размером частиц 15 от 10 до 100 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлифовальный материал б7-8ч

Синтетическая смола 11-16 Кварц 1-7 2О

Наполнители Ос т аль н ое

Кварц имеет коэффициент линейного

-б расширения в пределах от 0,5 10 до

3 10, град, что на порядок меньше коэффициента линейного расширения 25 связующего. Поэтому при его равномерном распределении в связующем коэффициент линейного расширения связки уменьшается. Кроме того, введение в состав абразивной массы частиц квар- gp ца размером от 10 до 100 мкм способствует унрочнению мостиков связки.

При увеличении крупности кварца более 100 мкм частицы кварца оказываются центрами напряжений в связке вследствие отличия их коэффициента линейного расширения от этого показателя у связующего, что отрицательно, влияет на прочность инструмента.

При уменьшении крупности кварца менее 10 мкм эффект упрочнения исчезает.. Это связано с тем, что полимерная связка не обеспечивает равномерного

1покрытия частичек кварца менее IOмкм, частички кварца при смешивании абразивной смеси собираются в конгломераты, имеющие внутри себя уже меньшую прочность, чем сама связка. Помимо снижения напряжений, возникающих в круге в процессе термообработки и при последующем охлаждении, .кварц понижает коэффициент линейного распп рения самого инструмента в целом. А при резке металла, нагретого до

1000 С, круг прогревается через торцовые поверхности и в нем также возникают напряжения между внутренней несущей частью и наружной режущей.

Эти напряжения суммируются с напряжениями, вызванными центробежными силами, что приводит к отрыву участков круга, контактирующих с нагретым металлом. Снижение коэффициента линейного расширения абразивного круга вследствие введения кварца приводит к увеличению динамической прочности инструмента.

Частицы кварца, имея прочность, превосходящую прочность прочей связки, активно участвуют в ее дисперсионном упрочнении, останавливая рост микротрещин. При увеличениях более

2000 в кристаллах кварца обнаруживается множество микротрещин и дефектов, что наряду с полярностью способствует прочному сцеплению частиц кварца со связующим.

Важной особенностью кварца в сравнении с другими наполнителями является то, что он улучшает газопроницаемость изделий. Вследствие этого газы, выделяющиеся при термообработке (водяные Пары, аммиак, фенол), не скапливаются в теле круга, вызывая образование пор, вскипы, расслоения, а выводятся.

Анализ микрошлифов абразивного инструмента с добавкой кварца показал, что пористость уменьшается на l0-30%. Уменьшение пористости увеличивает прочность инструмента.

Увеличение кварца в абразивной массе способствует увеличению описанных эффектов. Однако при увеличении его более 7 мас.% начинается процесс

"засаливания" круга, трение возрастает, что приводит к перегреву связки, ее деструкции, коэффициент шлифования начинает снижаться, несмотря на то, что прочность круга увеличивается, Введение кварца менее 1 мас.% не позволяет зафиксировать положительный эффект, как коэффициент шлифования, так и прочность абразивного инструмента оказываются одного порядка с абраэйвным инструментом, изготовленным без применения кварца.

Пример. Рецептуры абразивной массы приведены в табл.1 °

Расчетное количество зерна легированного нормального электрокорунда. марки 93А зернистостью 80 загружают в лопастную мешалку, увлажняют жидким бакелитом БЖ-3 и перемешивают в течение 2 мин.

1248780

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Х, по примерам

Компоненты

Шпифэерно

93А 80-Н

67 84 75,5 84 67 75,5 75,5 75,5

Жидкий бакелит

БЖ-3

7 6 6,5 6 7 6,5 6,5 6,5

Пульвербакелит СФП-012А

7 7

7 5 9

9 5

5 2 3,5 2,25 4,5 -3,5 3,5 5,5

Криолит

Антимонит

5 2 3,5 2,25 4,5 3,5 3,5 5,5

Кварц крупностью, мкм:

Свыше 100

10-100 менее 10

7 1 4 0,5 8

В отдельную лопастную мешалку подают пульвербакелит марки СФП-012А, криолит, антимонит, кварц и перемешивают в течение 4 мин.После чего приготовленную связку подают в первую 5 мешалку с увлажненным шлифзерном и перемешивают в течение 4 мин.

Абразивную массу протирают через сито с размером ячейки 2,5 х 2,5 мм для удаления агрегатных образований. 10

Абразивная масса готова для приготовления из нее абразивного инструмента.

Кварц, который вводят в абразивную массу (примеры 1-5), представля- 15 ет собой минусовой продукт и после дробления кускового кварца и последующего рассева на сите с размером ячейки 100 х 100 мкм. Плюсовой продукт (крупностью свыше 100 мкм) ис- 20 пользуют в примере 6. В примере 7 используют микропорошок N10 кварца, полученный седиментацией.

Параллельно изготавливается известная абразивная масса 25

Изготовленные из абразивных масс согласно примерам 1-8 круги имеют прочностные и эксплуатационные показатели, приведенные в табл.2.

Данные табл.2 показывают, что от- gp резные круги, изготовленные из предлагаемых абразивных масс, обладают

4 более высокими прочностными и эксплуатационными показателями.

Разрывная скорость отрезных кругов по примерам 1-3 на 5-37 выше, чем по примеру 8.

Коэффициент шлифования отрезных кругов по примерам 1-,3 на 2-OR выше, чем по примеру 8.

Отрезные круги, изготовленные из абразивной массы с содержанием кварца ниже нижнего предела (пример 4), имеют прочностные и эксплуатационные показатели на уровне известных..

Повышение содержания кварца в абразивной массе более верхнего пре.дела (пример 5) придает отрезным кругам более высокую прочность (на 257), но.снижает коэффициент шлифования.

Введение .в состав абразивной мас-сы кварца крупностью более 100 мкм и менее 10 мкм (примеры 6 и 7) не позволяет получить в кругах увеличе1 ние прочностных и эксплуатационных показателей.

Таким образом, введение в состав абразивноч массы в качестве наполнителя кварца с размером частиц от 10 до 100 мкм позволяет повысить разрыв-ную прочность кругов и использовать их для резки металла, нагретого до

700 С и выше.

1248780

Таблица 2

Примеры

Показатели

8(известный) Разрывная скорость, м/с

115 130 110 137 110 110

110

135

Коэффициент шлифования

5,2 6,0 5 0 4,8 4,8 5 0 5 0

5,1

Составитель Г.Никонорова

Техред Н.Боикало Корректор Л.Пилипенко

Редактор О.Бугир

Заказ 4170/13 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Пооизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4