Связка для изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к абразивным инструментам для шлифования инструментальных и конструкционных материалов. Цель изобретения - повышение износостойкости инструмента. В качестве наполнителя связка содержит цианамид кальция, а в качестве связующего диметакриловый эфир этандиола, совмещенный с инициатором полимеризации, например азоизобутиронитрилом, при следующем соотношении компонентов в мас.%: цианамид кальция 45-91, диметакриловый эфир этандиола 8-50, инициатор полимеризации остальное. Использование инструмента на основе предлагаемой связки позволяет повысить стойкость инструмента в 2...2,2 раза. 1 табл.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

РЕСПИЬЛИН

09) (1!) (51)5 В 24 D 3 34

ЕЕОИЗИ9

1 я, : <1:1-т щщф

5 ",..":.И ЭТЕРНА

1 ОСУЛАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕ Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4427926/31-08 (22) 23.05.88 (46) 15.08.90. Бюл. У 30 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) А.Е.Шило, Е.А.Пащенко, Ю.Я.Савченко, С.И.Лищинский и И,В.Силич, (53) 621.922.079(088.8) (56) Авторское свтщетельство СССР

У 275824, кл. С 04 В 41/00, 1969 ° (54) СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к абразивным инструментам для шлифования инИзобретение относится к изготовлению абразивного инструмента.

Цель изобретения — повышение стойкости абразивного инструмента путем уменьшения тепловой нагрузки в зоне резания.

В качестве наполнителя связка содержит цианамид кальция, а в качестве связующего ." диметакриловый эфир этандиола, совмещенный с инициатором полимеризации, например азоизобутиронитрилом при следующем соотношении компонентов, мас;Ж:

Цианамзщ кальция 45-91

Диметакриловый эфир этандиола 8-50

Инициатор полимеризации Остальное

Совместное использование цианакида кальция как наполнителя и струментальных и конструкционных материалов. Цель изобретения — повышение износостойкости инструмента.

В качестве наполнителя связка содержит цианамид кальция, а в качестве

I связующего Диметакриловый эфир этандиола, совмещенный с инициатором полимеризации, например азоизобутиронитрилом, при следующем соотношении компонентоь мас.Ж; цианамид кальция 45-91, диметакриловый эфир этандиола 8-50, инициатор полимеризации остальное. Использование ин струмента на основе предлагаемой . связки позволяе повысить стойкость инструмента в 2 — 2,2 раза. 1 табл, диметакрилового эфира этандиола как связующего позволяет осуществить новый механизм взаимодействия компонентов композиционного 1материала.

При увлажнении порошка цианамида кальция жицким связующим диметакриловым эфиром этандиола, имеющим низкую вязкость и высокую смачивающую способность к цианамиду и абразиву, происходит упорядочение структуры прослоек жидкости связующих частиц наполнителя и приближение ее к с руктуре жидкого кристалла.

Подобная упорядоченность сохраняется и после отверждения связующего, обусловливая высокую стойкось инструмента. Таким образом, компоненты и их соотношение выбрано так, чтобы активные центры поверхности наполнителя образовывали программу, по

1585133 которой протекает полимеризация ,,связующего, а связующее в свою оче редь в наибольшей степени сохраняло упорядоченную структуру, заданную . физико-химическими свойствами поверхности наполнителя. При выборе таких составляющих связок и в первую очередь их соотношения образуются структуры с низкой теплопроводностью, 10 позволяющие свести к минимуму воздей: ствие тепловых потоков, образующихся в зоне резания, на последующие слои связки. Кроме того, низкая вяз-. кость связующих и меньшее его ко15 личество по сравнению с прототипом .способствует образованию точечных контактов частиц цианамида кальция, образуя при этом прочный каркас.

Связующее — продукт отверждения ( диметакрилоного эфира этандиола-под действием тепла, выделяющегося в зоне шпифования, подвергается практически полному термическому ( разложению. Количество образующихся газообразных продуктов составляет

85-97Å от массы связующего. Зыдепяющиеся в большом количестве газообразные продукты разложения связующего.осуществляют эффективный отвод тепла из зоны шлифования. Кроме того, адсорбируясь на обрабатываемой поверхности, они могут значительно облегчать резания. Таким образом, .при эксплуатации инструмента всякий ,цополнительный тепловой импульс в зоне шпифования вызывает ответную реакцию н виде усилившегося потока газообразных продуктов деструкции связующего, приводящих к снижению тепловыделения. Существенную роль

4О

- н обеспечении описанного механизма износа играет наполнитель. Использование цианамида кальция, позволяет в данном случае проводить полимериэацию молекул снязующего н, дсорбционных слоях, имеющих упорядоченную ориентацию. Образовавшийся полимер характеризуется равномерным распределением внутренних напряжений на связях полимерных цепей, что обусловливает

5О практически одновременный разрыв этих связей под действием тепловой нагрузки в зоне шлифования и выделеJ ния большого количества газообразных продуктов деструкции.

П р и и е р. Смешивают 8,5 r циана,мида кальция и 2,5 г диметакрилового эфира этандиола, в котором предвари- тельно растворено О, 12 r инициатора радикальной полимеризации с 4,94 абразива (кубического нитрида бора) .

Навеска шихты на круг 12А2-45 125х х5х3. Смесь помещают н прессформу и подвергают горячему прессованию при 180-200 С. Время выдержки при указанной температуре составляет

5-7 мин. Изготовленное иэделие (шлифовальные круги 12А2-45 125х5х3) подвергали испытаниям при обработке быстрорежущей стали P6N5 при следую †щнх режимах шлифования: продольная подача 1 м/мин, rror.:àðå÷íàÿ подача

О, 05 мм/дн.ход., скорость вращения круга 25 и/с. Производительность шлифования составляла 00 мм/мин. Инструмент на основе указанной массы обеспечил в ходе испытаний относительный расход кубоннта 0,83 мг/г, тогда как инструмент на основе прототипа 1,85 мг/г. Кроме того, инструмент на основе заявляемой массы обеспечил бесприжоговое высококачественное шлифонание.

Результаты испытаний инструмента на основе различных соотношений наполнителя и связующего приведены в таблице.

Увеличение относитепьного расхода абразива (т.е. снижение износостойкости инструмента) при использовании соотношения компонентов, указанного и п.4 таблицы, вызвано тем, что при полимеризации диметакри— лового эфира этандиола н отсутствие достаточного количества наполнителя в материале возникают значитель— ные внутренние напряжения, приводящие к появлению микротрещин. Последние, выступая н качестве концентраторов напряжения; приводят к снижению прочности удержания абразивных зерен и к уменьшению износостойкости. При использовании соотношения компонентов, указанного ,в п.5, снижение износостойкости инструмента обусловлено нехваткой связующего. При содержании днметакрилоного зтандиола менее 7 мас,/ его не хватает для образования равномерных пленок на поверхности частиц цианамида кальция и абразива. Изделие получается пористым и имеет пониженную износостойкость.

Таким образом, использование массы

5 1585133

6 для изготовления компонентов повы- мента путем уменьшения тепловой нагрузшает износостойкость инструмента ки в зоне резания, связка в качеств@;-, в 2,2 раза по сравнению с прототи- связующего содержит диметакриловый пом ° эфир этандиола, а в качестве напол5 нителя — цианамид кальция при

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я следующем соотношении компонентов, мас7.:

Связка для изготовления абразивного инструмента, содержащая органическое связующее с инициатором и минеральный наполнитель, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости инструЦианамид кальция

Диметакрилавый эфир этандиола

Инициатор полимеризации

45-91

8-50

Остальное

-агу.

И нициа тор

Круг Цианамид

Диметакриловый эфир этандиола кальция р адикал ьной полимеризации (азоиэобутиронитрил) Составитель Т.Кугень

Редактор Н.Горват

Заказ 2294 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01

2

4

6

73

91

93

Прототип

23

20

4

5

Иэ нос остойкость инстр умента (относительный расход абразива, мг/г) 1,36

0,83

1,61

2,08

2,36

0,93

1,85