Масса для изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, преимущественно шлифовальных кругов на бакелитовой связке, для силового и чистового шлифования. Целью изобретения является повышение эксплуата ционньгх характеристик абразивного инструмента за счет снижения хрупкости бакелитовой связки и тем самым повышения разрывной скорости круга и уменьшения его вибрации (жесткости) при шлифовании и ликвидации огранки на обрабатываемых деталях. Масса для изготовления абразивного инструмента включает абразивное зерно,наполнитель , бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, в качестве которой использован реакционноспособный олигомер на основе алкиленооксида при его содержании 2-20% от массы связующего.Все компоненты в массу входят в следующем соотношении,мае.%: абразивное зерно 67-81; бакелитовое связующее 10-13; модифицирующая добавка 0,2-2,6, наполнитель остальное . 6 табл. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО (ИХ

РЕСПУБЛИК (S1) 4

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4140687/25-08 (22) 27.08.86 (46) 15.03.88. Бюл. Ф 10 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (72) Л.Г.Пицына, Т.Н.Нечаева, А.П.Курносов, Н.А.Карпова, Г.Н.Саламатина, В,П.Денисенко и Л.П.Ботова (53) 621.922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1000256, кл. В 24 D 3/34, 1983. (54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57)Изобретение относится к производству абразивного инструмента, преимущественно шлифовальных кругов на бакелитовой связке, для силового и чистового шлифования. Целью иэобре„„SU„„1380924 A1 тенин является повышение эксплуата ционных характеристик абразивного инструмента за счет снижения хрупкости бакелитовой связки и тем самым повышения разрывной скорости круга и уменьшения его вибрации (жесткости) при шлифовании и ликвидации огранки" на обрабатываемых деталях. Масса для изготовления абразивного инструмента включает абразивное зерно,наполнитель, бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, в качестве которой использован реакционноспособный олигомер на основе алкиленооксида при его содержании 2-207 от массы связующего.Все компоненты в массу входят в следующем соотношении,мас.lo. абразивное зерно 67-81; бакелитовое связующее 10-13; модифицирующая добавка 0,2-2,6, наполннтель осталь, ное. 6 табл.

1380924

10-1 3

ЗР механическую прочность инструмента и его разрывную скорость, понизить хрупкость шлифкругов и повысить их эксплуатационные показатели.

Кроме того, реакционноспособные олигомеры на основе алкиленоксида, как ниэковязкие жидкие продукты,улучшают технологический процесс иэготов55 пения абразивной массы,так как легко растворяются в увлажнителе,например БЖ-3 и в этом имеют значительное преимущество перед использованием

Изобретение относится к производству абразивного инструмента,преимущественно шлифовальных кругов на бакелитовой связке, для силового и чистового шлифования.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик абразивного инструмента эа счет снижения хрупкости бакелитовой связки и тем самым повышения раэршвной скорости круга и уменьшения его вибрации (жесткости) при шлифовании и ликвидации "огранки" на обрабатываемых деталях. 15

Масса для изготовления абразивного инструмента включает абразивное зерно,наполнители,, бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, в качестве которой использован реакци- 2р

1 онноспособный олигомер на основе алкиленоксида при содержании его 2-20 от массы связующего при следующем содержании компонентов,мас.7: 25

Абразивное зерно 67-81

Бакелитовое связующее

Указанная модифицирующая добавка 0,2-2,6

Наполнитель Остальное

Введение опигомера в бакелитовое связующее позволяет улучшить его объемное структурирование за счет активным концевых реакционноспособных групп (например, гидроксильных или эпоксидных),совместимых с фенолформальдегидной смолой. Кроме того, олнгомерная добавка проникает 40 в межкаркасное пространство сшитого бакелита.При этом увеличивается подвижность и гибкость макромолекул и формируется менее дефектная структурная сетка, что способствует увеличе- 45 нию прочности и эластичности бакелитовой связки, Это позволяет повысить в качестве модификатора жидкого каучука (вязкость СКН-18 70000140000 мПа с).

Реакционноспособные олигомеры на основе алкиленоксида — это промежуточные малотоксичные технические продукты между мономерами и высокомолекулярными соединениями, имеющие концевые функциональные группы.

Техническое название таких олигомеров в зависимости от реакционноспособных концевых групп следующее: лапрол — для гидроксильных, лапронол — для азотосодержащих, лапроксид— для эпоксидных, лапромат — для циклокарбонатных и акрол — для акрилатных и гидроксильных.

Перечисленные олигомеры — жидкие продукты, имеющие низкую вязкость (150-300 мПа с). Эти продукты применяются как исходное сырье для изготовления полиуретанов, пенополиуретанов, синтетических масел, клеев, эмалей и поверхностно-активных веществ.

Введение олигомера в абразивную массу осуществляют за счет бакелитового связующего путем перемешивания с увлажнителем — жидким бакелитом (при изготовлении абразивного инструмента способом холодного прессования) или путем введения в формовочную смесь в конце перемешивания (при изготовлении абразивного инструмента способом горячего прессования, при котором в качестве увлажнителя используют фурфурол), при этом снижается слеживаемость и исключается пиление абразивной массы.

Количественное содержание предлагаемой модифицирующей добавкиоявляется оптимальным. При замене связующего олигомером менее 2 мас.7 от массы бакелитового связующего не проявляется изменение структуры бакелитовой связки, а при замене более

20 мас.Х абразивная масса становится нетехнологичной из-эа высокого переувлажнения.

Экспериментальная проверка абразивной массы, модифицированной реакцнонноспособнымн олигомерами на основе алкиленоксида, осуществлена при изготовлении в лабораторных условиях кругов различных по назначению, рецептуре (структуре) и способу изготовления. Например, отрезных кругов

300х3х32 с макснмапьным и средним копичественным содержанием абразив1380924 ного зерна относительно указанного предела, жидкого бакелита БЖ-3 в качестве у злажнителя (круги изготавливали способом холодного прессова5 ния), а также шлифовальных кругов

200х20х76 для чистовой зачистки легированных сталей, содержащих абразивное зерно, соответствующее нижнему пределу его содержания,использования в качестве увлажнителя фурфурола, и наполнителей в дополнение к криолиту — порообраэователя в виде гранулированной соды (круги изготавливали способом горячего прессо- 15 вания).

При изготовлении отрезных кругов в качестве модификатора абразивной массы из группы реакционноспособных олигомеров выбран Лапрол 503, содер- 20 жащий активные гидроксильные концевые группы, которые участвуют в структурировании бакелита в процессе термообработки,повьппая его прочностные свойства и разрывную скорость кругов. 25

Кроме того, образование бакелита с развитыми поперечными связями снижает хрупкость связки этих кругов и повьппает их стойкость и коэффициент шлифования. 30

При изготовлении шлифовальных, кругов для чистовой зачистки в качестве модификатора выбран Лапроксид730- содержащий активные эпоксидные концевые группы, являющиеся внутренним пластификатором при формировании

35 структуры бакелита в процессе термообработки.Тем самым снижается хрупкость бакелита и повьппается его эластичйость без снижения прочности.При 40 эксплуатации таких кругов повьппается чистота обрабатываемой поверхности, ликвидируется ее волнистость или так называемая "огранка".

При изготовлении абразивного ин- 45 струмента другого назначения модификатор иэ группы реакционноспособных олигомеров на основе алкиленоксида может быть уточнен индивидуально.

Примеры рецептур конкретного изго50 товления массы для отрезных кругов по изобретению и по прототипу приведены в табл. 1 (при максимальном содержании абразивного зерна) и в табл. 2 (при среднем содержании абразивного зерна).

В примерах переменныи фактором является лишь введение разного количества модификатора взамен составляющих (БЖ-3 и СФП-011А) бакелитового связующего.

Лапрол-503, представляющий собой жидкость, предварительно перемешивают с жидким бакелитом 15-20 мин до получения однородной консистенции.

Расчетное количество зерна нормального электрокорунда марки 14А зернистостью 50 загружают в лопастную машину и увлажняют смесью жидкого бакелита и олигомера (Лапрола-503) и перемешивают 5-7 мин °

В отдельную лопастную мешалку подают пульвербакелит марки СФП-011А, криолит и перемешивают 2 мин. После этого приготовленную массу вводят в первую мешалку с увлажненным шлифовальным зерном и перемешивают 4 мин.

Абразивную массу просеивают через сито с размером 2,5х2,5 мм для удаления агрегатных образований.Из абразивной массы методом холодного прессования были изготовлены армированные отрезные круги 300х3х32. В качестве армирующего материала исполь зована стеклосетка СПАН. Термообработка кругов была проведена по общепринятым режимам.

Аналогичным образом изготовлены круги по прототипу, но соль Мора в порошкообразном состоянии вводили в мешалку с пульвербакелитом СФП-.011А и криолитом и перемешивали 2 мин.

В остальном процесс изготовления абразивной массы и кругов по прототипу подобен.

Примеры рецептур конкретного изготовления массы для шлифовальных кругов по изобретению и по прототипу приведены в табл. 3.

Абразивная масса была изготовлена следующим образом, Расчетное количество нормального электрокорунда марки 14А зернистостью 16Н и порвобразователя (гранулированной соды) загружают в лопастную мешалку и перемешивают 5-7 мин, затем добавляют фурфурол и увлажняют

10 мин. В отдельную лопастную мешалку подают пульвербакелит марки СФП0119А, криолит и перемешивают 2 мин.

После этого приготовленную смесь вводят в первую мешалку, перемешивают 5 мин, затем добавляют расчетное количество Лапроксида-730 и снова перемешивают 5 мин.

Абразивную массу просеивают через сито с размером 0,32х0,32 мм для

1380924 удаления агрегатных образований.Иэ абразивной массы способом горячего прессования были изготовлены шлифовальные круги 200х20х76. Температура плит 160 С, выдержка при прессовании

1 мин на 1 мм высоты круга. Термообработка кругов была проведена по общепринятым режимам. Аналогичным образом изготовлены круги по прототипу в последнем соль Мора введена в мешалку с пульвербакелитом и криолитом.

Круги, изготовленные из абразивных масс с использованием в качестве модификатора реакционноспособных олигомеров на основе алкиленоксида (Лапрола-503 и Лапроксида-730), испытаны в лабораторных условиях на разрывную прочность, скорость распространения ультразвука и эксплуатационные показатели.

Результаты испытаний приведены в табл. 4,5 и 6 (из составов по табл. 1,2,3 соответственно).

Иэ табл. 4 и 5 видно,что отрезные круги, изготовленные из масс с содержанием модифицирующей добавки

2-20Х от массы связующего (примеры

2,3 и 4), дают наилучшие показатели— прочность на разрыв и коэффициент шлифования (с содержанием модифицирующей добавки с 2Х и ) 20X от массы связующего) на уровне прототипа.

Из табл. 6 видно, что при содержании модифицирующей добавки, выходящем эа указанные пределы, падает прочность на разрыв и зафиксирована огранка обрабатываемых деталей.

Данные табл. 4,5 и 6 показывают, что абразивные круги, изготовлены иэ масс, содержащих абразивное э"оно, наполнители., бакелитовое свяэуюшее и модифицирующую добавку в виде реакционноспособного олигомера на основе алкиленоксида в количестве

2-207. от массы связующего, обеспечивают повышение прочности кругов на

Э вЂ” 11,57. по сравнению с прототипом.

При этом коэффициент шлифования возрастает соответственно на 5,3 — 26,37.

За счет изменения упругих харак теристик, которые оценивались скоростью распространения ультразвука (при использовании модификатора 334015

3500 м/с, прототип 3280 м/с) при получении требуемой шероховатости поверхности обеспечено шлифование без огранки.

2О Формула и э обре т е н и я

Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразивное зерно, наполнитель, бакелитовое связующее и модифицирующую добавку, 25 отличающаяся тем,что, с целью повышения эксплуатационных характеристик инструмента, в качестве модифицирующей добавки она содержит реакционноспособный олигомер на осно30 ве алкиленоксида при его содержании 2-20Х от массы связующего, при этом все компоненты входят в массу в следующем соотношении,мас. :

Абразивное зерно 67-81

Бакелитовое связующее 10-13

Указанная модифицирующая добавка щ Наполнитель

0,2-2,6

Остальное

Массы для изготовления абразивных отрез холод !c.« прессования при максимальном

Содержание, ма"..7 в составе массы

<омпоневт

Прототип 1 2

Абразивное зерно (электрок,".рунд)

14А5ОП

81,0

81,0, 81,0 81,0 81,0

81,0 жидкий бакелит марки БЖ-"

4,0 4, 6

5,87 5,74 5,7

5,6

7,0 7,0 6,0., 15 .,8

Пульверблкелит марки СФП-011А 6,0

Т а б л и ц а 1 ных кругов 300х3х32 способом содержании абразивного зерна

1380924

Продолжение табл,1

Компоненть

Прототип 1 2 3 4 5

Наполнитель (криолит) 6,0

6,0

6,0 6,0 6,0

6,0

Модификатор-соль Мора 1,3

Модификатор — олигомер реакционноспособный на основе алкиленоксида (Лапрол-503) 0,13 О?6 1,3

2,6

3,25

Лапрол-503, 7 от бакелитового связующего

2 10

Таблица2

Массы для изготовления абразивных отрезных кругов 300х3х32 способом холодного прессования при среднем содержании абразивного зерна

Компоненты

Содержание мас.7, в составе массы

-.Т 1 ) I

74 74

74

Жидкий бакелит

БЖ-3

5,0

5,38 5,27 4,9

4,2

Пульвербакелит марки СФН-011А

5,2

4,82

5,0

Наполнитель-крнолит 14,5

Модификатор-соль Мора 1,3

i4,5

14,5

Модификатор-олигомер реакционноспособный на основе алкиленоксида (Лапрол-503) 0,12 0,23 1,15

2,3

2,88

Лапрол-503, 7 от бакелитового связующего

20

Абразивное з..рно (электрокорунд)

14А5ОН

Содержание, мас.X в составе массы

13 1 1 Г

6,0 6,0 5,45

14,5 14,5 14,5

1380924

Таблица 3

Массы для изготовления шлифовальных кругов 200х20х76 способом горячего прессования при минимальном содержании абразивного зерна

Наименование

Содержание, мас.X,â составе массцв ип 1, 2 3 4 ротот j 5

67,0

0,6

Фурфурол

Пульвербакелит марки СФП-0119A 10,65

Наполнитель-криолит 1,5

Сода гранулированная (образователь) 19,0

19,0 19,0 19 0

19,0 19,0

Модификатор-соль Мора 1,25

1 25 250 313

О, 13 0,26

Лапроксид-730, Ж от бакелитового свя20 25

10 зующе го

Таблица4

Прочностные и эксплуатационные по.. каэатели отрезных кругов 300х3х32 при максимальном содершании абразивного зерна

Пример Прочность на Коэффициент разрыв, м/с шлифования, см/см

1,75

115

122

2,0

2,4

130

2,1

125

1,8

1,9

Абразивное зерно (электрокорунд)

14А16Н

Модификатор-олигомер реакционноспособный на основе алиленоксида (Лапроксид-730) 67,0 67,0

0,57 0,60

11,8 11,64

1,5 1,5

5 120

Прототип 115

67,0 67,0 67,0

О;55 0,55 0,56

10,7 9,45 8,81

1,5 1,5 1,5

1380924

Таблица5

Прочностные и эксплуатационные показатели отрезных кругов 300х х3х32 при среднем содержании абразивного зерна

Пример Прочность на Коэффициент разрыв, н/с шлифования, см/см

2,0

115

120

2,25

125

2,65

2,"5

120

2,05

118

2,2

Прототип 115

Т а б л и ц а 6

Прочностные и эксплуатационные показатели шлифовальных кругов 200х20х76

Шероховатость (К ), мкм

Качество шлифованной поверхПрочность на разрыв, н/с

Пример ности

0,7-1,0

3320

Огранка вв всех деталях

3460

Нет огранки

100

3500

106

То же

3340

То же

3225

Огранка на пер вых деталях

О, 7-1,0

3280

Огранка на всех деталях

Прототип 95

Составитель Н. Балашова

Редактор М.Келемеш Техред M.Ходанич Корректор В Ильин

Заказ 1148/16 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Скорость распространения ультразвука, м/с

0,7-1,0

0,7-1,0

0,7-1,0

0,7-1,0