Масса для изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента. Изобретение позволяет повысить точность геометрии обрабатываемой поверхности путем снижения разброса твердости инструмента. Исключение комкования в процессе изготовления массы достигается путем введения в массу, содержащую абразив, стеклокерамическую связку на основе боросиликатного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, дополнительно аэросила, а в качестве временного связующего - полиформальдегида, при следующем соотношении компонентов, мас.% : абразив 20,5-48

полиформальдегид 4,5-24

аэросил 0,2-0,8

стеклокерамическая связка на основе боросиликатного стекла - остальное.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{!9) {11) {si)s В 24 0 3/14

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655852/31-08 (22) 28,02.89 (46) 23,09.90. Бюл. М 35 (71) Институт сверхтвердых материалов АН

УССР, Киевский технологический институт легкой промышленности, Всесоюзное производственное обьединение по природным и искусственным алмазам и алмазному инструменту и Полтавский завод искусственных алмазов"и алмазного инструмента (72) П.П.Луцик, А.А.Орап, Л,Н.Белый, В.С,Барков, Б.П.дроменко, А.А.Иваненко, В.M.Èãíàòüåâ, Л.А.Ткаченко, Б.А.Егоров, В.Е,Роковой и А.Е.Горбунов (53) 621.922,079(088.8) (56) Бруски алмазные суперфинишные

14.2640;0000; 01000.00123-АН УССР. Типовой технологический процесс. Киев, 1980, с. 130.

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, в чаотности алмазного, например доводочных и суперфинишных инструментов, и может быть использовано в инструментальной промышленности для доводочных и суперфинишных операций при изготовлении высокоточных деталей, например подшипников качения, применяемых в прецизионных узлах машин и механизмов, измерительных приборах и т.п., где необходимо использовать абразивные инструменты с определенным строго выдержанным значением твердости.

Целью изобретения является повыше ние размерной стойкости инструмента.

Это достигается путем снижения разброса твердости инструмента из-за исклю чения комкования в процессе приготовления. формовочной массы. (54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, Изобретение позволяет повысить точность геометрии обрабатываемой поверхности путем снижения разброса твердости инструмента. Исключение комкования в процессе изготовления массы достигается путем введения в массу, содержащую абразив, стеклокерамическую связку на основе боросиликатного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, дополнительно аэросил, а в качестве временного связующего — полиформальдегид, при следующем соотношении компонентов, мас,%: абразив

20,5 — 48; полиформальдегид 4,5 — 24; эросил

0,2 — 0,8; стеклокерамическая смазка íà основе боросиликатного стекла — остальное.

Для снижения разброса твердости инструмента масса, содержащая абразив на основе микропорошка СТМ, стеклокерамическую связку и временное связующее на основе полиформальдегидных смол, дополнительно содержит аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Абразив 20,5 — 48,0

Полиформальдегид 4.5 — 24,0

Аэросил 0,2 — 0,8

Стеклокерамическая связка на основе боросиликатного стекла Остальное

Введение в массу аэросила в указанном количестве в сочетании с химическим составом образующего связку боросиликатного стекла и присутствием в качестве временного связующего полиформальдегидных смол устраняет комкование. Частицы аэросила

1593935 размером 10 — 30 нм,несут отрицательный заряд, распределейный по поверхности в виде активных групп ЗЮН, При введении его в смесь компонентов массы вследствие электрической адгезии между частицами аэросила и образующими основу легкоплавких боросиликатных стекол алюмосиликатами и боратами, на поверхности их раздела образуется двойной электрический слой., Вследствие этого возникают электростатические силы притяжения между указанными частицами, образующими абразивную массу, . величина кагорых согласно электрической теории адгезии имеет порядок 40 кгс/см . Благодаря этому и очень малым размерам частицы аэросила легко внедряется в пространство между частицами смеси компонентов и вызывают их структурирование— упорядоченное распределение в обьеме, Этот аффект проявляется при введении ограниченного количества аэросила в формовочную смесь, содержащую указанные химические элементы. В этом случае аэросил в сочетании с компонентами стеклокерамической связки играет роль активного вещества — при перемещении разрушает агломераты (устраняет комкование), создает пространственный каркас равномерно распределенных и связанных между собою частиц смеси, затем предохраняет приготовленную смесь от слеживания и сохраняет ее технологические свойства.

В реальных условиях образованию двойного электрического слоя препятствует наличие влаги в виде жидкости либо ее паров между поверхностями раздела, что приводит к замыканию активных заряженных. групп. Присутствие в смеси полиформальдегидных смол, являющихся гидрофобными веществами, препятствует адсорбции воды из воздуха и обеспечивает работу активных групп на поверхности частиц аэросила.

В 1 r аэросила содержится около 3 10

17 частиц, на каждую из которых приходится около 2000 активных групп $ЮН, несущих отрицательный заряд и способных образовывать связи с микрочастицами смеси, Поэтому технический эффект достигается при небольших количествах аэросила, когда все его частицы взаимодействуют с частицами микропорошка смеси. В этом случае важную роль играет количество связей, обра. зованных аэросилом с частицами . микропорошка смеси. Добавка в формовочную смесь большего количества аэросила снижает эффект структурирования смеси за счет уменьшения числа связей вследствие погашения взаимодействия между частицами аэросила.

Следствием этого эффекта является снижение величины разброса твердости по обьему инструмента (бруска).

Приготовление массы и изготовление абразивного инструмента осуществляется следующим образом.

Изготавливают компоненты формовочной смеси в количествах, рассчитанных по указанным соотношениям. Компоненты за10 гружают в смеситель типа "пьяная бочка" и осуществляют перемешивание в течение 12 ч.

Полученную смесь извлекают, разделяют на навески, масса которых определяется требуемыми размерами брусков. После засып15 ки навесок в пресс-форму формовочную смесь прессуют с подогревом до 200 С и выдержкой 15 мин.

Сбрикетированные заготовки подвергают обжигу в электропечи при соблюдении ступенчатого графика нагрева и выдержки: при 350 С выдержка 2 ч; при 470 С вЂ” 4 ч; при

650 С вЂ” 2 ч и при 710ОC — 30 мин.

После охлаждения брусков с печью до комнатной температуры контролируют их

20 ющими степень и группу их твердости, а также зернистость алмазов.

Керамическая связка СК 1 имеет следу-. ющий состав, мас.%: стекло фритованное 35—

55; окись алюминия 30 — 64; нитрид бора

1 — t5, Керамическая связка СК 3 имеет следующий состав, мас.%: стекло фритованное 3042; цирконий 25 — 52; цинк 4 — 25, тальк 2—

20.

Керамическая связка СК 7 имеет следующий состав, мас.%: стекло фритованное 30—

50; окись хрома 30 — 65; полирит 5 — 20

В качестве одного из вариантов временного связующего используют сополимер

СФД и СТД (на основе формальдегида и триокса на).

Пример 1. Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве

45 и порядке: 205 г микропорошка ACM 28/20, смешанного с 8 г аэросила и 742 г связки СК

1, смешанной с 45 r полиформальдегида. В смесителе смесь перемешивают 12 ч, после чего развешивают на навески по 32,07 г, 50 которые засыпают в ячейки для брикетирования брусков типа АБС 1 109 8 20. Далее массу в пресс-форме прессуют поддавлением 30 МПа и выдерживают в течение 15 мин при 150 С. Сформированные брикеты в количестве 31 шт, переносят в электропечь, 55 где обжигают при укаэанном режиме. После охлаждения бруски контролируют на нали-чие трещин и отклонений от заданной геометрической формы и размеров, измеряют

25 твердость и приклеивают державки с нанесенными на них характеристиками, включа1593935

Составитель В.Коновалов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор А,Мотыль

Заказ 2800 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 величину и рассев твердости. Все бруски имеют твердость 65 — 76 ед., причем 17 брусков (52 общего количества) имели рассев твердости менее 5 ед., что соответствует группе А. Средний рассев твердости в партии составляет 7 ед.

Il р и м е р 2. Компоненты массы загружают в смвситель в следующем количестве;

420 г микропорошка АСМ 28/20. смешанного с 2 r аэросила, и 338 r связки СК 1, смешанной с 240 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят аналогично примеру 1.

Полученные бруски имеют твердость 67-76 ед„ из них 16 брусков (50 общего количества) с рассевом твердости по группе А. Средний рассев твердости по пар1 ии 8 ед.

Пример 3, Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве:

420 г микропорошка карбида кремния

63СМ28, смешанного с 2 г аэросила, и 338 г связки СК 7, смешанной с 240 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последукмцие операции производят аналогично примеру 1. Полученные бруски имеют твердость 61 — 78 ед., иэ них 12 брусков(40 общего количества) имеют рассев твердости по группе А . Средний рассев твердости по партии составляет 9 ед.

Пример 4. Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве:

420 г микропорошка АСМ 28/20 и 400 г связки СК 1. смешанной с 180 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят аналогично примеру 1.Полученные бруски имеют твердость 60-79 единиц, из них 5 брусков (15 общего количества) с рассевом твердости более 16 ед. и 6 брусков (20 общего количества) с рассевом по группе А. Средняя величина рассева твердости по группе

11 единиц.

Характеристики средней величины рассева твердости выхода бракованных брусков и с рассевом по группе А показывают, что в пределах состава композиции содер5 жащей, мас. абразив 20,5 — 48,0; аэросил

0,2 — 0,8; временное связующее 4,5 — 24,0; . стеклокерамическую связку — остальное, обеспечивается снижение рассева. твердости до 61 —. 78 ед. и полное исключение

10 выхода бракованных иэделий с рассевом твердости более 16 ед. При этом количество брусков с рассевом по группе А составляет в случае использования указанного состава

40 — 50 общего количества брусков в пар15 тии Выход содержания аэросила за установленные пределы увеличивает разброс твердости, что проявляется в снижении выхода брусков по группе А. Снижение производительности съема инструмента массы с

20 АСМ 28/20 (пример 1) обусловлено меньшим содержанием алмазного микропорошка.

Формула изобретения

25 Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив, стеклокерамическую связку на основе боросиликатного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, о т л и ч а ю30 щ а я с я тем, что, с целью повышения размерной стойкости инструмента путем снижения разброса твердости по его объему, масса дополнительно содержит аэросил, а в качестве временного связующего — no35 лиформальдегид, при следующем соотношении компонентов, мас. :

Абразив 20,5 — 48,0

Полиформальдегид 4,5 — 24,0

Азросил 0,2 — 0,8

40 Стеклокерамическая связка на основе боросиликатного стекла Остальное