Способ импрегнирования абразивного инструмента
Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на керамической связке для шлифования преимущественно жаропрочных сплавов с правкой методом накатывания и с применением водных СОЖ и касается способа пропитки готового инструмента. Целью изобретения является повышение кромкостойкости абразивного инструмента при щлифовании с применением водных СОЖ за счет повышения водостойкости связующего. Абразивный инструмент пропитывают водным раствором, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду. Затем инструмент подвергают термической обработке при температуре выше 180°С. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1602721
Р1) В 24 D 3/14, 3/34
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4323806/40-08 (22) 02. 11. 87 (46) 30. 10. 90. Бюл. N - 40 (72) Ю. В. Доронин, P, M, Муб ар акшин, В. П. Кирчанов и И. В. Гребенин (53) 621. 922. 079 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1313676, кл. В 24 D 3/34, 1986.
° (54) СПОСОБ ИМПРЕГНИРОВАНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА. (57) Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на керамической связке для шлифования преимущественно жаропрочных сплавов с
Изобретение относится к изготовлению абразивных инструментов на керамической связке для шлифования, преимущественно жаропрочных сплавов и незакаленных сталей с применением водных смазочно-охлаждающих жидкостей {СОЖ) и правкой методом накатывания.
Цель изобретения — повышение кромкостойкости абразивного .инструмента при профильном шлифовании с применением водных СОЖ.
Способ заключается в том, что або раэивный инструмент пропитывают составом, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду, затем инструмент термообрабатывают при
180-250 С,,при этом ингредиенты импрегнатора могут быть выбраны иэ следущего соотношения, мас.7.:
Иерманганат клелия 1-,3
Жидкое стекло 10-60
Вода- Остально е
2 правкой методом накатывания и с применением водных СОЖ и касается спо— соба пропитки готового инстр"мента.
Целью изобретения является повышение кромкостойкости абразивного инструмеНта при шлифовании с применением водных СОЖ за счет повышения водостойкости связующего. Абразивный инструмент пропитывают водным раствором, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду. Затем инструмент подвергают термической обработке при температуре выше 180"Ñ, 1 з.п.ф-лы, 3 табл.
После пропитки абразивного ин-. струмента предлагаемым составом его ( поры заполнены водным раствором силикатов и перманганатов калия и натрия, В ходу сушки и термообработки по мере удаления воды силикаты полимеризуются с образованием сначала линей- © ных, а затем пространственных струков о тур. При нагреве выше 160 С начинается процесс разложения перманганата калия, который может протекать с об- К) разованием манганата калия и оксида марганца. Одновременно возможно модифицирование силикатов манганатами (МпО ); Модифицирование повышает прочность пленки силиката. Таким об-, разом, в результате импрегнирования абразивного инструмента на керамичес- 3 кой связке по предлагаемому способу в его порах на поверхности зерен и связки образуется прочная пленка, представляющая собой калий-натриевый силикат высокой степени полимериза1602721 ции, модифицированный манганатами калия и натрия .и оксида марганца.
Пропитанный абразивный инструмент хорошо правится накатными фасонными роликами. Пленка импрегнатора прочно связана с керамической связкой и зер-нами инструмента, что обеспечивает его высокую кромкостойкость,Кроме .того, пленка импрегнатора обладает 1ð антифрикционными свойствами при высоких температурах, возникающих при шлифовании жаропрочных сплавов (типа ЖС-61(). Силикаты, являясь стеклами, при высоких температурах размяг-,11 чаются и снижают коэффициент трения скольжения. Манганаты и оксид марганца разлагаются при высоких температурах с образованием :атомарного кислорода (темпер атура разложения МпΠ— 20 о
535 С). Атомарный кислород окисляет жаропрочный сплав никелевую матрицу), налипающий на зерна абразивного инструмента, подавляет процесс адгезионного схватывания налипающего метал- 25 ла с обрабатываемым, Таким образом, пленка импрегнатора не только крепI ко удерживает зерна в абразивном инструменте, но и снижает трение между инструментом и обрабатываемой деталью. Все это обеспечивает высокую кромкостойкость инструмента при отсутствии его "засаливания" и высо ком качестве поверхности.
При уменьшении концентрации перманганата калия в составе для пропитки менее 1% резко снижается эффект от применения кислородсодержащего вещества, повышается вероятность засаливания инструмента и как 40 следствие вероятность появления прижогов и трещин, Увеличение концентрации перманганата калия свыше 3% нецелесообразно, так как его избыток выпадает в осадок, 45
При снижении концентрации жидкого стекла менее 10% пленка силикатов получается тонкой, непрочной,что не обеспечивает требуемую кромкостой кость абразивного инструмента при 5р шлифовании жаропрочных сплавов на черновых режимах.
Увеличение концентрации жидкого стекла свыше 60 приводит к ухудшению условий размещения стружки в порах инструмента и подвода СОЖ через поры. Это приводит к засаливанию инструмента, появлению трещин на обработанной поверхности. Кроме того, ввиду повышения вязкости состава, ухудшается пропитываемость абразивного инструмента, При температурах менее 180 С не происходит достаточной полимериэации силикатов, а также плохо разлагается перманганат калия, Это снижает водостойкость и, как следствие, кромкостойкость абразивного инструмента, Увеличение температуры вьппе
250 С нецелесообразно, ввиду отсутствия дополнительного эффекта и возрастания энергозатрат.
Шлифовальные круги ПП250х16х76
92А16НСТ16К5 использовались при шлифовании елочных замков лопаток трубны из жаропрочного сплава на никелевой основе ЖС-6К. Круги правились накатным фасонным роликом из стали У8А (HRC 60-64), Елочный профиль включает 1 радиус R 0,60,1 мм и 2 радиуса R 0,5-0,1 мм, Шлифование велось на плоскошлифовальном станке модели ЗЕ711В на следующих режимах: скорость круга
35 м/с, продольная подача 10-15 м/мин, глубина врезания 0,03-0,01 мм/дв,ход, Использовалась водная СОЖ: З -ная эмульсия "Укринол-1М", Использовались круги без пропитки и после импрегнирования по предлагаемому способу, а также по прототи î
Пример 1. В воде при комнатной температуре растворяли жидкое стекло и перманганат калия, Готовили раствор, содержащий, мас.%:
Перманганат калия 0,5
Жидкое стекло 7
Вода Остальное
Методом свободного капиллярного поднятия полученным раствором пропитывались круги, После пропитки круги сушились на воздухе 24 ч,затем термообрабатывались при 200 С.
Пример 2, Круги пропитывали раствором, содержащим,,мас, :
Перманганат калия 1,0
Жидкое стекло 10
Вода Остальное
Сушка и термообработка кругов по примеру I.
Пример 3. Круги пропитывали раствором, содержащим, мас. :
Перманганат калия 2,0
Жидкое стекло 30
Вода Остальное
5 160272
Сушка и термообработка кругов по при- . меру 1, Пример 4, Круги пропитывали раствором, содержащим, мас. .:
П,ерманганат калия 3,0
Жидкое стекло 60
Вода Остальное
Сушка и термообработка кругов по примеру 1. 10
Пример 5, Круги пропитывали раствором, содержащим,мас.%:
Перманганат калия 4,0
Жидкое стекло 70
Вода Остальное
Сушка и термообработка кругов по при-, меру 1.
Пример 6. Круги пропитывали раствором по примеру 3. Термообработка кругов при 1 60 С в течение 5 ч, 20
Пример 7. Круги пропитывали раствором по примеру 3. Термообработ.— ка при 180 С в течение 5 ч, Пример 8. Круги пропитывали раствором по примеру 3. Термообработка 25 при 250 С в течение 5 ч„
Пример 9„ Круги пропитывали раствором по примеру 3, Термообработка при 300 С в течение 5 ч, Пример IO. Круги пропитывали 30 по известному =пособу раствором, содержащим мас. .:
Перманган ат калия 2,0
Жидкое стекло 7
Вода
Пропитанные круги термообрабатывали при 120 С в течение 3 ч„
Эффективность импрегнирования оце-нивалась по кромкостойкости кругов (по количеству прошлифованных лопаток, 40 имеющих годную геометрию) и наличию трещин.
В табл. 1 приведены результаты испытаний, 45
Как видно из табл, 1, лучшие результаты обеспечивают круги, импрегнированные по примерам 2-4 и 7-9, Выход годных лопаток повышается в 3,57,5 раза по сравнению с известным спо- 50 собом импрегнирования, Кроме того, проводились испытания кругов, пропитанных по известному способу, при этом температуру термообработки меняли, 55
Круги ПП200х16х76 92А 16Н СТ! 6125 пропитывались водным раствором жидкого стекла (7%) и перманганата калия 2 сушились и затем термообрабатывались
1 6 при 140 С (по прототипу) и при более высоких температурах.
Испытания кругов велись на станке ЗЕ7118 с применением водной СОЖ:
3%-ная эмульсия "Укринол-1M". Шлифовались елочные замки лопаток из жаропрочного никелевого сплава ЖС-6К, имеющих радиус R 0,6-0,1 мм и 2 радиуса 0,5-0,1 мм, Режимы шлифования: скорость круга 35 м/с, скорость детали 10 †м/мин; глубина шлифования 0,03-0,01 мм/дв.ход. Правка кругов накатным роликом.
В табл. 2 приведены результаты испытанийй, Как видно из табл. 2, кромкостойкость возрастает с увеличением температуры термообработки, Однако ввиду недостаточной кромкостойкости кругов, пропитанных сос— тавами с малым содержанием жидкого стекла (до 10%) при шлифовании жардпрочных никелевых сплавов, были испытаны круги с повышенпым содержанием жидкого стекла (15%). Режимы шлифования приведены ранее.
В табл„З приведены результаты испытаний при температуре термообработки 200 С, Следовательно, при шлифовании жаропрочных сплавов на никелевой основе целесообразно колич".ñòâî жидкого стекла в составе импрегнатора увеличить до 15%, формула изобретения
1. Способ импрегнирования абразивного инструмента, при котором последний пропитывают составом, содержащим жидкое стекло, и ер ман ган ат калия. и воду, затем инструмент термообрабатывают, отличающийся тем что, с целью повышения кромкостойкос" ти инструмента при шлифовании с применением водных СОЖ, термообработку осуществляют при температуре выше
180 С, 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности шлифования жаропрочных сплавов на никелевой основе, ингредиенты пропиточного состава берут в следующем соотношении, мас. :
Пер ман ган ат калия 1-3
Жидкое стекло 15-60
Вода Ост ально е
1602721
Т а б л и ц а 1
Круг.92А16-H CT16. К5
Наличие трещин
Кромкостойкость, коли" чество лопаток
Непропитанный
1-2
Нет
Предлагаемы способ импрегнирования по примерам
Нет
9-10
Нет
12-14
18-20
Нет
Нет
19-21
Есть
Нет
8-10
15-17
15-1 7
Нет
Нет
Известный способ импрегнирования по примеру 10
Нет
2-3
Нет
Таблица2
Крошкостойкост ь, количество ло" п аток
Примечание
Наличие трещин
2-3
2-3
Нет Перманганат
Нет калия вымывается из круга
Жидкое стекло 7 120
140
2-4
5-6
Нет
Нет
180
Нет
Нет
Нет
Вода 91
Содержание компонентов пропиточного соства,Х
Перманганат . капия 2
Температура термообработки, С
300,6-8
9-11
9-11
Компоненты прон.
Из круга не
Вымывают ся
1602721
Таблица 3
Пропито чный состав ток
6-8
Нет
9-10
Нет
11-!2
Нет
1? -14
Нет! 8-20
Нет
19-21
Есть
Составитель Л. Сергеева
Редактор Т,Парфенова Техред М.Ходанич
Корректор С.Невкун
Заказ 3353 Тираж 607 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
Жидкое стекло 7%
Перманганат калия 2%
Жидкое стекло 10%
Перманганат калия 3%
Жидкое стекло 15Х
Перманганат калия 1%
Жидкое стекло 30%
Перманганат калия 2%
Жидкое стекло 60%
Перманганат калия ЗХ
Жидкое стекло 70%
Перманганат калия 4Х
Параметры при температуре термообработки 200 С
Кромкостой- Наличие трещин кость, количество лопа
