Абразивный материал

Авторы патента:

УСТЮГОВ АЛЕКСЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ

РОЖЕНЦОВА ВЕРА ВЛАДИМИРОВНА

B24D11C25D5/22 -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5D 4 В 24 D 11 00// С 25 D 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ иr

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,j3

БХЙ;:.":.i i"ÅÊÀ (21) 3664319/25-08 (22) 21.09.83 (46) 07.09,86. Бюл. № 33 (71) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения Уралмаш" (72) А.Г.Устюгов и В.В.Роженцова (53) 621.922.079(088.8) (56) Патент CI1IA № 3401490, кл. 51-295, 1969.

Авторское свидетельство СССР

И- 837834, кл. В 24 D 3/22, 1979. (54) (57) 1. АБРАЗИВНЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий абразивный слой, включающий абразив и связку на основе поливинилхлорида, пластификатора и термостабилизатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества покрытия, получаемого гальваномеханическим способом, он дополнительно содержит беэабраэивный подслой толщиной 5-70 мм, выполненный из связки абразивного слоя, при этом последняя дополнительно. содержит порообразователь вЂ” аэодикарбон- . амид при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Пластификатор 50-100

Термостабилизатор 3-5

Аэодикарбонамид 0,5-1,5

2. Материал по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что абразивный слой в качестве связки содержит полиэтилен.

Изобретение относится к изгстовлению гибких абразивных материалов, предназначенных для абразиной сбработки металлов с одновременным нанесением гальванических пскрытий, например хромовых, а также для зачистки металлов, в частности, печатных плат.

Целью изобретения является I(oBbl шение качества абразивной обработки в агрессивных средах за счет плотного прилегания к обрабатываемой поверхности инструмента и сохранения его формы в процессе работы.

Абразивный материал содержит абразивный рабочий слой и безабразивный подслой. В качестве связки для абразиного слоя и подслоя применен следующий состав, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Пластификатор 50-100

Термостабилизатор 3-5

Азодикарбонамид 0,5- l 5

В качестве связки рабочего слоя можно использовать порошкообразный полиэтилен высокого давления.

Использование в качестве подслоя

1 вспененного термопластичного полимера (пенопласта) позволяет получить высокоэластичный абразивный инструмент, стойкий в кислых агрессивных средах, например в хромовой кислоте.

Инструмент получается высокоэластичный, не требуется его предварительная приработка при удельных усилиях прижима 0,2-1,5 кгс/см, обеспечивается плотное прилегание инструмента к обрабатываемой фасонной поверхности.

Наличие высокой концентрации абразивных зерен в рабочем слое обеспечивает необходимую динамическую тверцость для получения качественных гальванических покрытий в условиях одновременного осаждения и абразивной обработки.

Для изготовления материала испол,"»зуют в качестве поливинилхлорида продукты суспензионной, эмульсионной, массовой полимеризации, например

С-60» С-70, M-64 и др,, в качестве пластификатора вЂ” диоктилфталат„ три креэилфосфат и др,, в качестве термостабилизатора вЂ” оловоорганические соединения, свинцовые, барий-кадмий-цинковые, например стеарат кальция или стеарат кадмия. В качестве порообразователя может быть использован

55416 а порофор марки чхз "1 (азодикарбонамид), для которого дополнительно может быть введен активатор разложения, Пример 1. Готовят смесь следующего состава, мас.ч.:

Поливинилхлорид M-64 100

Диоктилфталат 80

Стеарат кальция 5

Порообразователь чхз-21 1,5

В пор о шок пол и в ин илхл ор ида при перемешивании по частям вводят сначала термостабилиэатор, затем диоктилфталат и производят окончательное о перемешивание при 100 С в течение

120 мин. В полученный порошок пластифицированного поливинилхлорида просеивают при неремешивании порообразователь чхз-21 через сетку с размером ячейки 40 мкм. Полученную смесь укладывают в форму, уплотняют и производят спекание цо вспенивания

0 в термошкафу при 190 С в течение

15 мин. Затем пластиной производят выравнивание верхнего слоя вспененной пластмассы и охлаждение на открытом воздухе. При этом толщина пластины 70 мм. После выемки из формы вспеN ненной подложки на ее поверхность наносят тонким слоей клей, представ» ляющий собой 37-ный раствор полиметилметакрилата в растворителе Р-4, нз который равномерно насыпают микропорошок электрокорунда белого зернистостью M-40 с размером зерен 2840 мкм, После этого наносят второй слой клея.

Пример 2. Аналогично примеру щ 1 готовят смесь для основы при следующем соотношении ингредиентов, мас ° ч.:

Поливинилхлорид С-70 100

Дибутилфталат 100

45 Полидиэтилстан ноксан 3

* Порообразователь чхз-21 0,5

Б форму укладывают абразивный б шлифпорошок карбида. кремния зеленого зернистости 12 с фактическим размером зерен 140-180-мкм, выравнивают. На слой абразива укладывают приготовленную смесь, уплотняют и о у производят спекание при 210 С в течение IO мин. При этом основа переходит в вязкотекучее состояние, вспенивается и пропитывает нижеле1255416 жащий слой абразива на равномерную глубину 0,45 мм при общей толщине инструмента 5,45 мм. После охлаждения и выемки абразивного инструмента его рабочий слой в одном случае закрепляют клеем, указанным в примере 1, в другом случае абразивные зерна рабочего слоя выравнивают и закрепляют повторым легким горячим о прессованием при 180 С.

В обоих примерах достигнута высокая концентрация абразивных зерен в рабочем слое.

Пример 3. Аналогично примеру 2 готовят смесь основы. Отдельно на вальцах получена пластина толщиной i мм состава, мас.ч.:

Поливинилхлорид N-64 100

Дибутилфталат 100

Стеарат кальция . 5

Электрокорунд белый зернистостью

М-40 820

В форму укладывают указанную смесь, уплотняют, накладывают сверху провальцованную пластину и производят спекание при 200 С в течение

i5 мин. При этом абразивсодержащая пластина и подложка переходят в вязкотекучее состояние и сплавляются при одновременном вспенивании основы. После этого в отдельных случаях пластиной выравнивают верхний рабочий слой и производят охлаждение.

Общая толщина инструмента 10 мм.

Пример 4. Аналогично примеру 1 готовят смесь основы. Отдельно на вальцах получена пластина толщиной 1 мм состава, мас.ч.:

Поливинилхлорид С-70 100

Диоктилфталат 80

Стеарат кальция 5

Электрокорунд белый зернистостью М-40 555

В форму укладывают полученную пластину, сверху на нее равномерно насыпают смесь по примеру 1, выравнивают, уплотняют и производят спекание при 200 С в течение 15 мин до о вспенивания поливинилхлорида. После охлаждения и выемки на нижней старане бруска формируют рабочий слой, повторяющий гладкую поверхность формы. Толщина инструмента 10 мм.

Пример 5. Аналогично примеру 3 изготавливают инструмент при следующем соотношении ингредиентов подслоя, мас.ч.:

Паливинилхларид Ы вЂ” 64 100

Дибутилфталат 50

Стеарат кальция 4

Порообразаватель чхз-21 1

Соотношение ингредиентов абразив. содержащей пластины, мас.ч.:

Поливинилхларид М-64 100

Дибутилфталат 50

1О Стеарат кальция 4

Карбид кремния зеленый зернистостью 12 210

Толщина инструмента 10 мм.

Пример 6. Аналогично примеру 2 изготавливают инструмент с электрокорундам бельм зернистостью

М-10, в качестве основы берут смесь состава, мас.ч.:

20 Полиэтилен высокого давления марки

16803-070 парашкообразный 100 фракция 125-200

Азодикарбанамид 1,5

Толщина инструмента 10 мм, Пример 7. В форму укладывают электрокорунд белый зернистостью

M-40, выравнивают. На абразивный порошок укладывают смесь по примеру

6 толщиной 1 мм и на нее укладывают смесь для пенопаливинилхларида па примеру 1.

После спекания при 200 С в течео ние 15 мин пРоизводят охлаждение и выемку инструмента. На нижней стороне инструмента толщиной 15 мм сформирован абразивсадержащий слой толщиной 0,12 мм, что соответствует примерно трем рядам зерен, очень прочно скрепленных между собой.

Кроме того, у инструмента со связкой рабочего слоя иэ полиэтилена и подслоем из поливинилхларида абразиасодержащий слой может бьггь выровнен о горячим прессаванием при 120-140 С без нарушения формы падслая, так как температура плавления его сосо тавляет более 150 С в зависимости от маРки.

Изготовленные инструменты испытьвают в процессе абразивной обработки металлических образцов с одновременным нанесением гальваническог6

>5 хромового покрытия из электролита . состава, г/л: храмовый ангидрид 250 и серная кислота 2,5 при 50-55 С и катодной плотности 70 А/дм . ЦилиндШероховатость поШерохова тость хр мового п крытия R

MKM

Примечание покрывае" мой поверхности а мкм

1,15--1,42 0,018-0,022 Зеркальное

Толщина хромового покрытия

100 мкм

0,7

0„45-О,58 0,053-0,060 Зеркальное

Рабочий слой закреплен клеем

0,44-0,60

О, 18-0„21

БлестяРабочий слой сформирован горячей щее подпрессовкой

0 7

0,45-0,62 0,030-0,042 Зеркальное

То же

0,7

О, 42-0, 55

0,125-0, 190 Блестящее

0,42-0,55

0,8

0,19-0,34 То же рическая деталь диаметром 30 мм, длиной 40 мм, включенная как катод, частично погружается в электролит и вращается со скоростью 36 об/мин.

К покрываемой ловерхности прижимается инструмент с удельным усилием прижима 0,7-1,2 кгс/см 2-5-мм и частотой 120 дв,ход/мин. Величина усилия прижима и амплитуда колебаний выбираются с учетом получения хромового покрытия с низкими параметрами шероховатости.

Результаты хромирования преведены в таблице.

Во всех случаях получено качественное хромовое покрытие толщиной

50"60 мкм с первого раза, без приработки инструмента. Исключение составляют инструменты по примерам 6 и 7. В первом случае инструмент имеет сравнительно жесткий вспененный подслой из полиэтилена, поэтому требуется точное прилегание инструмента к обрабатываемой поверхности.

55416 Ь

Во втором случае рабочий слой инстру мента имеет неровную поверхность, и блестящие покрытия без молочных коль цевых рисок получаются лишь при амплитуде колебаний 5 мм, На инструменте по примеру 1 получено хромовое покрытие толпщной

100 мкм по 12-13 классу чистоты при исходной поверхности по 6-7 классу, 10 т.е. после хромирования чистота поверхности улучшается на 6 классов.

Таким образом, высокоэластичный подслой и хорошие абразивные свойства рабочего слоя инструмента обеспе"

15 чивают качественную абразивную обработку поверхности без предварительной приработки.

Указанные преимущества абразивного материала позволяют получать вы20 сококачественные хромовые покрытия при нанесении их гальваническим способом с одновременной абразивной обработкой и увеличить производительность процесса в 2,0-2,5 раза.

Продолжение таблицы

i 255416

0,044-0,063 Молочный Необходимо налет, точное прилегко по- легание инлируется струмента к поверхности

0,44-0, 63

1,0

0,024-0,032 Блестя- Амплитуда шее колебаний

5 мм

0,32-0,40

t,2

1,0

0,34-0,40

0,019-0,022 Зеркаль- Рабочий ное слой сформирован горячей подпрессовкой