Абразивный материал и абразивная масса для изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение предназначено для изготовления кругов на керамических связках на заводах абразивной промышленности и в цехах заводов других отраслей промышленИзобретение относится к абразивному производству, в частности к производству абразивных материалов и инструментов на их основе, широко применяемых при металлообработке . Изобретение может быть использовано на заводах абразивной промышленности и в цехах заводов других отраслей промышленности, производящих аналогичные абразивные инструменты на керамической связке. ности, промззодящих аналогичные виды инструментов , и обеспечивает сочетание экологически чистых условий производства инструментов с высокими эксплуатационными показателями и стабильными свойствами . Сущность изобретения заключается в том, что абразивная масса, содержащая абразивный материал, керамическую связку, жидкое стекло и декстрин, в качестве абразивного материала содержит магниевокремниевотитанистый электрокорунд, который, с целью повышения качества шлифования , дополнительно содержит оксид магния в отношении к оксиду титана 0,1 - 0,6 при следующем.соотношении оксидов материала, мас.%: оксид кремния 0,30 - 1,20; оксид магния 0,06 - 0,45; оксид титана 0,60 - 0,90; оксид железа 0,01 - 0.15; оксид натрия 0,01 - 0,50; оксид алюминия остальное . Абразивная масса имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: абразивный материал 80,0 - 91,0; керамическая связка 5,0 - 14,5; жидкое стекло 2,5 - 5,0; декстрин 0,5 - 2,0. 2 с.п.ф-лы. 1 табл. Известны электрокорундовые абразивные материалы, выпускаемые промышленностью и имеющие следующий химический состав в зависимости от марки, мас.%: (Л С ел ч| со о о Оксид железа Оксид кремния Оксид натрия Оксид титана Оксид кальция Оксид алюминия 0.02 - 0,50 0,09-0.16 0,20 - 0,35 0-1,6 О - 0,85 Остальное

П9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 24 О 3/14, С 04 В 35/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

12114882244/08 ности, производящих амалотичнйе виды ин(22) 02.10.90.. струментов, и обеспечивает сочетание эко(46) 30.08.92. Бюл.%32 ...логически чистых условий производства (71) Научно-производственное объединение . инструментов с вйсокими эксплуатацианпо абразивам и Шлифованию:, ..::ными показателями и стабильными свойст(72) Ю.Ф.Юликова, P.Н.Глебова, C.M.Ôåäî- вами, Сущность изобретения заключается в това, M.Ã.Ýôðîñ, Л.И,Мишина, И.П.Василь- .. том, что абразивная масса, содержащая абев, Т.П.Никитина, В.В,Ларионова, : разивный материал, керамическую связку, В.П.Зинченко. А.Магафуров, В.П.Луканин жидкое стекло и декстрин,"в качестве абраи В.А.Писарев ":: . зивного материала содержит магниевок(56) ТУ 2-036-821-79 "Шлифовальный мат - .. ремниевотитайистый электрокорунд, риал хромотитанистый электрокорунд". который, с целью повышения качества шлиТехнологическийпроцесспроизводства фования, дополнительно содержит оксид абразивных инструментов на Ленинград- магния в отношении к окСиду титана 0,1— ском производственном объединении "Аб-. 0,6 при следующем. соотношении оксидов раэивный завод "Ильич" ° ИП материала, мас. : оксид кремния 0.30— . 1903035,01201,00007. . 1,20; оксид магния 0,06 — 0,45; оксид титана (54) АБРАЗИВНЫЙ МАТЕРИАЛ И АБРА- 0,60 — 0,90; оксиджелезаО;01-0,15;.оксид

ЗИВНАЯ MACCAДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯАБ- .натрия 0,01 — 0,50; оксид алюминия.остальРАЗИВ НОГО ИНСТРУМЕНТА ное. Абразивная масса имеет следующее со(57) Изобретение предназначено для изго-.: отношение компонейтов, мас. $: а товления кругов на керамических связках на " абразивный материал 80,0 — 91,0; керамичезаводах абразивной промышленности и в . ская связка 5,0 — 14,5; жидкое стекло 2,5— цехах заводов других отраслей промышлен- 5,0; декстрин 0,5 — 2,0. 2 с.п.ф-лы, 1 табл. а

Известны электрокорундовые абразивные материалй, выпускаемь)е промышленкостью и имеющие следующий химический состав в "àâèñèìîñòè от. марки, мас,7;:

Иэобретейие относится к абразивному производству, в частности к производству абразивных материалов и инструментов на их основе, широко применяемых при метал-лообработке, Изобретение может быть использовано на заводах абразивной промышленности и в цехах заводов других отраслей промыш-. ленности, производящих аналогичные абразивные инструменты на керамической связке.

Оксид железа

Оксид кремния

Оксид натрия

Оксид титана

Оксид кальция.

Оксид алюмйния

0,02 — 0,50

0,09 -0.16

0,20 — 0,35

Π— 1,6

0-0,85

Остальное

1757806

При этом абразивная масса имеет следующее соотношение компонентов, мас, :

Абразивный материал 79,0 — 89,0

Керамическая связка 6,5 — 16,4

Жидкое стекло 3,0 — 4,5

Декстрин 0,1 — 1,5

Абразивные инструменты, изготовленные из электрокорундовых материалов указанных химических составов и соотношения компонентов массы, не обладают на ряде операций обработки высокими эксплуатационными показателями — коэффициентом шлифования и требуемым качеством поверхности.

Наиболее близким rio технической сущности к предлагаемому изобретению является абразивный материал, имеющий следующий химический состав, мас. :

Оксид железа . 0,10 — 0,20

Оксид кремния 0,14 — 0,25

Оксид натрия 0,25 — 0,50

Оксид титана 0,70 — 2,00

Оксид хрома 0,20 — 1,50

Свободный хром 0,10 — 0,30

Оксид алюминия Остальное

Абразивная масса при этом состоит из абразивного материала, керамической связки„жидкого стекла и декстрина в том же соотношении, что и известная масса.

Абразивные инструменты, изготовленнйе из абразивной массы указанных составов (прототипа), обладают высокими эксплуатационными показателями и нашли широкое применение в промышленности.

Недостатком абразивного материала и абразивной массы на его основе является присутствие в составе оксида хрома, свободного металлического хрома и высокое содержание оксида титана. Оксид хрома присутствует в виде опасных для человека соединений хрома — хроматы и бихроматы натрия, для которых ПДК составляет 0,01 мг/м класс опасности 1, на организм человека эти вещества оказывают канцерогенное и аллергическое действие, Присутствие свободного металлического хрома вызывает прижоги на обрабатываемой поверхности, а содержание диоксида титана в широких пределах приводит к получению после обжига шлифовальных кругов различного цвета, от светло-розовых да голубовато- и темно-сиреневых, что отражается на стабильности свойств и товарного вида инструмента, Целью изобретения является создание абразивного материала и абразивной массы на его основе, обеспечивающих экологически чистые условия производства инструментов в сочетании с их высокими эксплуатационными показателями и стабильными свойствами, повышение качества шлифования.

Согласно предлагаемому изобретению это достигается тем, что абразивный мате5 риал имеет следующий химический состав, мас. :

Оксид кремния 0,3 — 1,2

Оксид магния 0,06 — 0,45

Оксид титана 0,60 — 0,90

10 Оксид железа 0,01 - 0,15

Оксид натрия 0,01 — 0,50

Оксид алюминия Остальное, при этом отношение оксидов магния и титана составляет 0,1 — 0,6.

15 Абразивная масса, содержащая материап указанного состава, имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

Абразивный материал— магниевокремниев- .

20 отитанистый электрокорунд 80.0 — 91,0

Керамическая связка 5.0 — 14,5

Жидкое стекло 2,5-5,0

Сухой декстрин 0,5 — 2,0

25 Абразивный материал дойолнительно содержит оксид магния и имеет повышенное содержание оксида кремния, что позволяет получить материал мелкокристаллического строения. Одновре30 менное содержание в зерне электрокорунда оксидов титана, магния и кремния обеспечивает высокие физико-механические свой ства абразивного инструмента и более высокие эксплуатационные показатели по

35 сравнению с инструментами из массы прототипа и на уровне показателей высокопроизводительных инструментов, изготовленных из абразивной массы на основе экологически вредного хромотитани40 стого электрокорунда. Абразивный материал и масса для изготовления инструментов при их производстве не содержит экологически вредного для здоровья человека оксида хрома и его соединений; масса

45 гарантирует отсутствие прижогов на обработанных изделиях.

Пределы оксидов выбраны экспериментально, При введении оксидов магния и крем50 ния выше указанных пределов падает абразивная способность зерна и, как следствие, работоспособность инструмента из абразивной массы, содержащей это зерно. При введении оксидов магния и кремния ниже

55 указанных пределов зерно теряет мелкокристаллическую структуру, нарушается процесс самозатачивания, и происходит засаливание инструмента при шлифовании, Несоблюдение интервалов отношения оксидов магния и титана в материале приво1757806 дит к нежелательным изменениям физикомеханических свойств инструментов: уменьшение отношения вызовет появление новой минеральной фазы — рутила и снизит прочность образцов, увеличение отноше- 5 ния приводит к раскристаллизации жидкой фазы при обжиге инструментов с образованием другой минеральной фазы шпинели, „ влияющей на прочность, твердость и стабильность этого показателя (отклонения от 10 . заданной твердости) инструмента, изготов- ленного из предлагаемой абразивной массы, Пределы содержания компонентов мас-, сы выбраны экспериментально для изготов- 15 ления образцов широкой гаммы характеристики.

При выходе за граничные пределы содержания компонентов абразивной массы инструмент не обеспечивает требования 20 эксплуатации: инструмент либо мягкий при малом количестве связки, либо твердый при большом количестве связки.

В лабораторных условиях по известному технологическому процессу готовят 25 смесь из глинозема и добавок — оксидов магния, кремния и титана, смесь расплавляют при температуре 2100 С, охлаждают, материал дробят, измельчают, рассеивают по номерам зернистости и готовят абразивную 30 массу. Для этого зерно увлажняют жидким стеклом и добавляют керамическую связку и декстрин и после обжига при температуре

1250 С определяют их физико-механические свойства — твердость и прочность на 35 изгиб. Примеры осуществления изобретения, физико-механические свойства образцов и эксплуатационные показатели инструмента представлены в; на примерах 1, 2 и 3 показаны химический со- 40 став абразивного материала и шихтовые составы абразивной массы предлагаемого состава, экологическая безопасность, стабильность свойств и коэффициенты шлифования инструмента.

Из таблицы следует, что предлагаемые составы абразивного материала и абразивной массы указанных составов (примеры 1, 2 и 3) позволяют обеспечить экологически чистые условия производства инструментов в сочетании с улучшением стабильности свойств инструментов (попадание в заданную твердость 83 — 85; ) и получением высоких эксплуатационных показателей на уровне показателей прототипа. Отсутствие в составе материала металлического хрома является гарантией бесприжогового шлифования, Формула изобретения

1. Абразивный материал, содержащий оксиды алюминия, кремния, железа, натрия и титана, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шлифования, материал дополнительно содержит оксид магния в отношении к оксиду титана 0,1—

0,6 при следующем соотношении оксидов, Мас, 7 :

Оксид кремния 0,3 — 1,2

Оксид магния 0,06 — 0,45

Оксид титана 0,60 — 0.90

Оксид натрия 0,01 — 0.50

Оксид железа 0,01 — 0,15

Оксид алюминия . Остальное.

2, Абразивная масса для изготовления

° абразивного инструмента, содержащая абразивный материал, керамическую связку, жидкое стекло и декстрйн, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества шлифования, в качестве абразивного материала масса содержит магниевокремниевотитанистый электрокорунд, при этом компоненты массы введены в следующем соотношении, масф:

Магниевокремниевоти-, танистый электрокорунд 80,0 — 91,0

Керамическая связка 5,0 — 14,5

Жидкое стекло 2,5 — 5,0

Декстрин 0,5 — 2,0

Ъ»! Ф.

Oi а х:

В и о

4р

ФЧ Z

О о о о е il

-"Ж Р

oaf

-ЪО С о

«а с а с

1 х«сл i

i !

Jfj

О!

ФЧ 1 л !

1 ! !

I

1 !

IA

6g

7С оа х е ф I х% ,Ф- Хо

ct

И ФФ

ОЪ

ФЧ

Р ко z

Ь Ф"Ъ 1

-леМ и

1 j-s("ÐÈЗи о х оо

i)) Ф Ъ

I- L х ОФ.Фс ог о

ИХОФЧ

Фча х

ФЧ х ъо м! хь

ИЯ х л

1

35) 4

11!.

D л.Ф

И

tO Фб

k) 3

Фа

I Ф

1 1

Щ Д т

Ю с

an

Ф» и о

О ФЧ

ФО И

* с о

CI с! И иъ

ЧФ

И ° CI о ъо"

Ф» о

М Ъ о

Ф со о

IA о о

* и in

an м И

an o

ФЧ ФФЧ

С!

ФЪ л ь о о

o t аъ о! о

ОЪ

ОЭ

И

О

ФЮ! » о

ОЪ о л

СО

Ч! о о

ФЧ О о л о ь

ФЧ

ФЧ

ФФ\

И аО

ОЪ

ФЧ CO ь со оъ л

О\ th л ъо

ОЪ ОЪ

an о и

О \О

° с о о

Cl м

CI о

И

an м ь

tA

ФЧ о а

О ФЧ

Ф о ь

IA о о о ь о о т

Ф ь

an « о м

IA о

CI о ь о аА О

3 л о

o o ъо л о а

CI

Ф °

CI

CI ъо о О а о о

О ФЧ о л

ФЧ с о о

ФЧ ь л

« а с о

И а

М О\

o o

ФЧ Ч Ф Ъ о о

И\ ФЧ л о.

Ч

Ф 1 оо

It, 3

L u!, „:(85 3о!

О С»

О о Фа

О î aa

v v cc

ФЧ М

a a э о

X а ь

1 ! o Ii х Ф х а т 1

Х 1 ОФ-ЕО

О аИо

I. e Э Ф -ФО СФХ

e h

О

1 о о оо хо с ООо е с !о!ei 1 .3 ! iI Ю1!!

1 1;,:.!

jsi$i1 !. u eihоаФо о

ai

1" !ГФ (e t auxx оg! . аси

Ф Е 1 Х 1 ео!Оа Ч ах! Ф Rui3 !

3 1,у

1 . Ю

j ! У

a s tata

I ? I ЪФ

З i Ф!1II

1 ЪФ 1 ЪФ ФО

1 ф 1

О 1

I e а I

1 g

t ф х с f1 ахвз

0L oМ

ta C! at O; Х

OI OOХ Ь е I!togo Dang

ФХ Ф!«О I Х Фс 1 « хи уоое

УР((Ф - Их! ! ! !

Ф

1

i ! ! !

I

1

1 !

I

1 !

t !

1

I

I ! !