Способ силовой скоростной абразивной обработки детали из материала

 

Использование: в области силовой скоростной абразивной обработки. Сущность: нагрев поверхности детали осуществляют обрабатывающим инструментом до температуры не ниже 0.4 температуры плавления обрабатываемого материала (Т па). Обработку ведут в химически активной среде, подаваемой в зону обработки. В качестве химически активной среды берут раствор пероксида водорода или лероксисольвата выбранного из К СО хЗН О ;К СО х2Н О х0.5Н О; Ма СО x1.5hf О ; 3 Na ЭТхЗН О ; Na НРО х15Н О ;NaHTO x2.5H О ; CO(NH2)2xH202; PbC03x3H202; . Содержание пероксида водорода или пероксида водорода в пероксисольвате в растворе 1.34 - 15,78 мас.%.

(19) ÊRÖ (11) (51) 5 В24В1 06

Комитет Российской Федерации по патентам н товарным знакам

IN ®gpss

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" ®.атонии -" 1ОТЕЦА

К ПАТЕНТУ (21) 5036587/08 (22) 08.0492 (46) 15.1093 Ьоп Ne 37-38

P1) Общество с ограниченной ответственностью

Астросолар" (72) )Миурпы ЗИО„Ильин М.К„ Конюшкина Н.И„

Отсечатн АГ. Филин СА; Ямпольский В.И. (УЗ) Общество с ограниченной ответственностью

Астро солар (И) СЙОСОБ СИЛОВОЙ СКОРОСТНОЙ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ ИЗ МАТЕРИАllA (57) Hc!loAb30BBHNe: в Области cNloBOH cKop0cTHOH эб ной обработки. Сущность: нагрев Il086pxности детали осуществляют обрабатывающим инструментом до температуры не ниже 0,4 температуры плавления обрабатываемого материала (Т. пл.). Обработку ведут в химически активной среде. подаваемой в зону обработки. В качестве химически активной среды берут раствор пероксида водорода или пероксисопьвата, выбранного из

К СОхЗН 0; К СО х2Н О х0.5Н 0;

Na C5 х1.5Н 0; Na ЫхЗН 0; йа НР6 х1Й 6; йаНРО х2.5Н 0; с4нн (.н,о, ; ьсо,xгн,о,; Вао «гй,о,. оо держание пероксида водорода или йероксида водорода в пероксисольвате в растворе 1,34 — 15,78 масЖ.

2000915

Изобретение относится к металлообработке, в частности силовой скоростной абразивной шлифовке и полировке оптических элементов, например концентратов гелиоустановок.

Известен способ силовой скоростной абразивной обработки, включающий обработку деталей химически активными при контактмоЩту юпвратуре веществами, молекулы,которых обладают большим химическМ сродством к кислороду и углероду, чем обрабатываемый металл, и вступают в экзо термическую реакцию с теплотой образования конечных продуктов по абсолютной величине не ниже 150 Дж/моль . К и нв выше 2100 Дж/моль K.

Однако известный способ, хотя и не приводит к мауглероживанию обрабатываемой поверхности в процессе шлифования, но также и не делает оптическую поверхность менее химически активной, восстанавливая ее до чистого металла (алюминия), что в свою очередь может привести к ее взаимодействию с органическими веществами в дальнейшем, например, при очистке, транспортировке, и т.n.. а также к коррозии под действием оксидов серы. азота, хлора и т,n., присутствующих в воздухе (атмосферная коррозия), и, как следствие к ухудшению эксплуатационных свойств элементов, в первую очередь. отражающей способности.

Обрабатываемый известным способом материал остается мягким и пластичным, что снижает качество обработки оптической поверхности при скоростной абразивной обработке, например кругом с алмазным абразивом иэ-эа налипания металла снижает ев производитегьность.

Цель изобретения — повышение производительности обработки при одмовременмом повы анемии механической прочности обрабатываемой поверхности. Это достигается тем, что в известном способе силовой скоростной абразивной обработки детали иэ материала, образующего защитное оксидмов покрытие, включающем нагрев поверхности детали трением обрабатывающим абразивным инструментом до контактной температуры и обработку детали в химически активной среде. в качестве химически активной среды в зону обработки подводят водный раствор пероксида (перекиси) водорода или.пероксисольвата, выбранного преимущественно из К2СО ЗН20, К2СОз 2H202 0.5HzO, йа2СОз 1,5H202 ° йж504 ЗН202. Ма2НР04 1 5Н202, йа2НР04 х х 2,5Н202, Со(МНгЬ Н202, йЬ2С02 ЗН202 °

Вл02 2Н202 при содержании пероксида водорода или пероксида водорода в пероксисольвате в растворе 1,34-15,78 мас.g, а нагрев поверхности осуществляют до температуры ме ниже 0.4 температуры плавления обрабатываемого материала (T«.).

Механизм предложенного способа силовой скоростной абразивной обработки представляет собой следующее. В зоне обработки происходит термическое разложение пероксисольватов или пероксида

10 водорода по одной иэ следующих реакций: о

К2СОз ЗН202 - KzCOg пН20+ (3-п)Н20+

+ 1.502;

15 о

К2СОз . 2Н202 0,5Н20 - К2СОз 0,5Н20 +

+ 02+ 2Н20;

20 to

RbzCOa 3HzO2 мЬ2СОз Н20 + 1.502 +

+2Н20: о

25 йа2СОз 1.5H202 - йв2СОз+ Н20+ 0,50z.

Выделяющийся в результате этих реакций кислород, взаимодействуя с обрабатываемым металлом, образует оксид металла, 30 например А120з, Т<02, SI02 и т.д., имеющий большую механическую прочность и хрупкость по сравнению с чистым металлом по реакциям

35 2AI+ 1,502 - А!20з: о

2AI+ Ва02 2Н202 - А!20з+ ВаО+ 2Н20.

Образующийся оксид, являясь химически болев стойким и инертным, чвм металл, препятствует взаимодействию металла с органическими соединениями в процессе дальнейшей технологической обработки

45 (очистки). хранении и т.fl.. повышает корро» зиомную стойкость оптической поверхности к воздействию неблагоприятных климатических факторов, что в совокупности позволяет сохранять длительное время высокую

50 отражающую способность элементов гелиоустановок в процессе эксплуатации. увелие чивает срок их службы.

При этом применяемый для обработки оптических элементов метод абразивной

55 обработки. например, кругом с алмазным абразивом позволяет в течение черезвычайно малых промежутков времени повышать температуру обрабатываемой поверхности в месте взаимодействия с резцом до такой кон а !ной гемперз1уры в приповерхностном слое. не нарушая физико-химические свойства основной объемной массы элгмента. при которой происходит разложение связанных в перексиде водорода или пероксисольвата компонентов до кислорода и взаимодействие последнего с чистым металлом с образованием оксида металла. При этом образование чистого металла происходит под действием алмазного абразива, удаляющего приповерхностный слой, содержащий наряду с оксидами металла также его соединения с серой, хлором, азотом и другими компонентами, образующимися при его обработке и хранении на воздухе, а образующийся при предложенной обработке оксид металла является равномерным по толщине, изоморфным по свойствам без дополнительных включений соединений металла с другими химическими элементами и, как следствие, обеспечивает эффективную защиту получающейся оптической поверхности от воздействия неблагоприятных климатических факторов, увеличивая срок службы элемента. Кратковременное повышение температуры в зоне обработки до высокой контактной температуры быстро снижается после удаления круга с абразивом, затрагивая только приповерхностный слой и не нарушая физико-химических свойств обьема металла.

Хрупкость образовавшихся на поверхности элементов оксидов несмотря на более высокую механическую прочность позволяет повысить производительность силовой скоростной абразивной обработки оптической поверхности по сравнению с пластичным, высокотекучим обрабатываемым металлом эа счет исключения воэможности налипания вязкого металла (например, алюминия) на абразив и круг. Такое налипание металла препятствует или исключает воэможность проведения скоростной обработки оптической поверхности с высокой точностью и качеством обработки и обеспечивает воэможность удаления материала с высокой точностью и качеством при обработке единицы площади оптической поверхности, покрытой оксидом, за меньшее времяпо сравнению с обработкой поверхности из пластичного металла, Причем пластичность и вязкость обрабатываемого металла резко возрастает при комнатной температуре абразивной обработки, близкой к температуре плавления обрабатываемого металла.

При использовании предложенного способа обработки значительно снижается его пожароопасность за счет использования в зоне контакта абразивного круга с пожароопасными чистыми металлами типа

5 I0

55 алк>миний, титан, используемыми для поддержания высоких температур, например, в термитных снарядах, теплоемких пероксида водорода и пероксисольватов, содержащих кислород в связанном состоянии, обеспечивающих исключение повышения температуры чистых металлов до критической (их воспламенения), что не достигается при использовании других химических соединений, как в прототипе, где отсутствуют соединения с высокой теплоемкостью типа водосодержащих, а присутствующие активные компоненты находятся в несвязанном состоянии, как химически активные вещества и газ, денатурат, масла и т.п.

Вышеизложенный механизм относится лишь к материалам, образующим защитное оксидное покрытие, у которых оксид имеет большую хрупкость. механическую прочность и химическую инертность по сравнению с чистым обрабатываемым металлом (не является пористым). а также, если оксид покрывает поверхность металла сплошным слоем, как, например, у алюминия. титана, молибдена и т,д., т.е, молекулярный объем оксида металла равен или больше молекулярного объема самого металла на величину, не превышающую в 2,5 раза молекулярн лй обьем металла, Таким образом при взаимодействии абразивного инструмента с обрабатываемой оптической поверхностью материала. образующего защитное оксидное покрытие, в присутствии водного раствора пероксида водорода или пероксисольвата происходит модификация обрабатываемой поверхности, приводящая к повышению ее механическои и химической стойкости, удлинению срока службы элемента, Способ силовой скоростной абразивной обработки детали и материала, образующего защитное оксидное покрытие. осуществляют следующим образом. Готовят 1.34-15,78 мас. водный раствор пероксида водорода или водный раствор пероксисольвата с содержанием пероксида водорода 1,34-15.78 мас. . Для этого взвешивают 1,34-15,78 г пероксида водорода и смешивают с 842,2986,6 г воды, Для соответствующего пероксисольвата производят пересчет содержания пероксида водорода в растворе с учетом молекулярного веса пероксисольвата. Нагример, водный раствор 1,5 — пероксисольвата карбоната натрия (йагСОз 1.5Н202) с содержанием в растворе 1.34-15,78 мас. ф пероксида водорода будет содержать (с учетом отношения молекулярного веса

1,5 — пероксисольвата карбоната натрия (156 у.е.) к весу пероксида водорода (51 у.е.) 1.34 — — — 15,78 — мас.$

156 156

51 51

200091 i йа2СОз . 1,5 Н202. Поэтому для приготовления водного раствора Гчэ2СОз 1,5Н202 смешивают 41.0-482.7 г йа2СОз 1.5Н202 с

51 7.3 — 959,0 г воды.

При шлифовании (полировании) алмаз- 5 ным инструментом (например. на станке

ПД-500М вращающейся металлической детали) в зону шлифования (полирования) посредством, например. сопла подается приготовленный водный раствор пероксида 10 водорода или пероксисольвэта при комнатной температуре между обрабатываемым материалом и абразивным инструментом нв ниже 0.4 Тл ., обрабатываемого материала.

В сопло растворы могут подаваться через 15 смеситель со специальным дозометрическим устройством с контролем количества раствора с помощью мономера давления и расходного вентиля.

Изобретение позволяет повысить про- 20 изводительность обработки не менее чем на (56) Авторское свидетельство СССР гк 952536. кл. 8 23 8 1/00, 19В2, пероксекальвата. аыбраммог@ иа ЦСОэ °

25 ЗН202, ЦСОэ ° 28202 ° 0.ВНЯЛО, йаэСОз °

1.5Н202. йа2804 ° ЗН202. Nag HP04 °

1.5Н202. NaHP04 ° 2Çéç(Ú. Со(14Н2)эН202

Всоэ - ЗНэоэ. 1Kb ° 2Нз02 при седаржамии пероксбЕ ° аоаерфда или пероксвае

30 водорода ° ° рэстэОрю

1.34 - 15.78 мес.g. e нагрев поверхностного слоя детали осуществляют до температуры ме ниже 0,4 температуры плавления обрабатываемого материала.

Составитель Е.Щеславская

Техрвд ММоргентал Корректор ЕЛапп

Редактор H.Федорова

Тираж Подписное

НПО " Поиск " Роспатента

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

Заказ 3102

Произеодсгвенно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, yn,t äðäðäää, 101

Формула изобретения

СПОСОБ СИЛОВОЙ СКОРОСТНОЙ АБРАЗИВНОЙ

ОБРАБОтки детАли из мАтеРиАлА, образую щего защитное оксидное покрытие, ° xNмически активной среде, подаваемой в зону обработки, hpH котором инструмент вводят в контакт с деталью иэ условия обеспечения посредством трения нагрева до требуемой температуры поверхностного слоя детали, отличающийся тем, что в качестве химически активной среды берут водный раствор пероксида водорода .или

10 при повышении механической прочности (прочности к истирамию) обрабатываемой поверхности нв менее чем в 2 раза.

Изобретение позволяет повысить производительмость ме менее чем на 10 эа счет отсутствия налипания металла на инструмент, механическую прочность оптической поверхности не менее чем ° 2 реза. а также длительное время сохранять высокую отражающую способность оптической поверхности в процессе эксплуатации.

Кроме того. изобретение позволяет эффективности защищать оптическую поверхность от воздействия меблагоприятмык климатических факторов и увеличить ресурс работы оптических элементов не менее чем в 3 раза.