Доводочная суспензия

 

Сущность изобретения: суспензия содержит карбид кремния 10 - 20 мас. % , гидроокись калия 0,25 - 0,5 мас. % , дигидрат тетраметафосфиновой кислоты (ДТМФК) 0,25 - 1,0 мас. % , метакрил 14 (сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты ММК/МК) 0,05 - 0,1 мас. % и воду остальное. В раствор ДТМФК в водном растворе KOH помещают ММК/МК и вводят карбид кремния. Характеристики металлической поверхности: R_a0,03-0,02 мкм (▿11-▿12) , плоскостность (□·10³)0,3-0,6 мм . 2 табл.

Изобретение относится к обработке поверхности металлов и может быть использовано при доводке стальных изделий.

Известна полировальная суспензия, содержащая карбид кремния, нитрит натрия и воду (1).

Недостатком этой системы являются низкое качество обработанной поверхности и невысокая скорость полировки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является полировальная суспензия, содержащая карбид кремния зернистостью 40-80 мкм, пензу, нитрит натрия, воду (2). Состав позволяет получить на сталях 45 ▿ 10 (шероховатость R_a = 0,16-0,2 мкм). Однако обработку указанного уровня и свыше на сталях ШХ-15 ст и 40 ХМФА получить невозможно.

В связи с этим возникла необходимость в разработке водной доводочной суспензии на основе карбида кремния, обеспечивающей уровень шероховатости ▿ 11, ▿ 12.

Цель изобретения - повышение качества поверхности за счет улучшения ее смачиваемости.

Поставленная цель достигается тем, что доводочная суспензия для механической обработки металлов содержит воду, карбид кремния, дигидрат тетраметафосфиновой кислоты (ДТМФК), гидроокись калия и сополимер металметакрилата и метакриловой кислоты (ММК/МК) со средневесовой мол. м. (M_w) 800 000 при следующем соотношении компонентов, мас. % : Карбид кремния 10-20 Дигидрат тетраме- тафосфиновой кис- лоты 0,25-1 Гидроокись ка- лия 0,25-0,5 Сополимер метал- метакрилата и метакриловой кис- лоты (80 000 - M_w) 0,05-0,1 Вода Остальное В 100 г 0,25-1% -ного раствора ДТМФК в 0,25-0,5% -ном водном растворе КОН помещают 0,05-1 г ММК/МК. После чего вводят 10-20 г карбида кремния.

Для приготовления растворов ДТМФК и сополимера ММК/МК применяются 0,25-0,5% -ные растворы КОН: в воде ни ДТМФК, ни сополимер ММК/МК нерастворимы. Отклонения в сторону содержания КОН (ниже 0,25 г в 100 г H₂O) приводят к ухудшению растворимости полимера и ДТМФК. Содержание КОН в системе выше 0,5% приводит к возрастанию вязкости доводочной суспензии, что нежелательно, т. к. существенно влияет на качество обрабатываемой поверхности.

Введение в 100 г 0,25-0,5% -ных растворов КОН 0,25-1 г ДТМФК и 0,05-0,1 г сополимера ММК/МК приводит к образованию калиевых солей, которые в доводочной суспензии выступают как смачиватель и противозадирочная добавка (калиевая соль ДТМФК) и антикоррозионная компонента (калиевая соль сополимера ММК/МК). При концентрациях в системе ДТМФК ниже 0,25% и выше 1% происходит ухудшение смачивания обрабатываемой поверхности, а следовательно, и снижение качества ее обработки. Содержание в суспензии сополимера ММК/МК ниже 0,05% и выше 0,1% приводит к коррозионному эффекту на поверхности стали.

Используемые продукты: карбид кремния марок: М 20, М 5
дигидрат тетраметафосфиновой кислоты
мол. м. = 324 Т. пл. = 320-330^оС.

Сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты (Метакрил-14), ТУ 6-01-1070-90
CH₂-- CH₂-- , где n = 7-8
m = 3-2 плотность - 1206 кг/м³ содержание метакриловой кислоты, мас. % 73-80 M_w - средневесовая мол. м. 800 000 Гидроокись калия, КОН - ч. д. а. Дистиллированная вода, ГОСТ 6709-72.

Доводочную суспензию испытывали для оценки абразивной способности и качества обработанной поверхности.

Испытания проводились на станке для доводки модели 3807:
Высота рабочей плоскос-
ти доводочного диска
от основания стан- ка, мм 1060
Давление правильного
кольца на доводочный диск, кг с/см² 0,1
Давление на доводоч- ный диск, кг с/см² 0,1-0,2
Усилие прижима дета- лей, кгс 0-100
Частота вращения до-
водочного дис- ка, об/мин 20-40
Частота вращения пра-
вильного коль- ца, об/мин 30-40
Радиальное перемеще-
ние правильных ко- лец, мм 20.

Качество обработанной поверхности (R_a) оценивалось с помощью профилометра ("talysuof-5-120").

Плоскостность ( ) определялась на стеклянных плоских пластинах для интерферометрических измерений (ТУ 3-3.2123-88).

Испытывали образцы сталей ШХ15ст (ГОСТ 801-78) и 40ХМФА-Ш (ГОСТ 4543-71).

Время обработки 10 мин.

Примеры приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены сравнительные данные по доводке поверхности сталей заявленным составом по сравнению с прототипом.

Описанный состав для доводки стальных поверхностей по сравнению с прототипом позволяет повысить качество обработки поверхности до уровня шероховатости ▿ 11, ▿ 12.

Суспензия может быть применена для обработки чугунов.

Формула изобретения

ДОВОДОЧНАЯ СУСПЕНЗИЯ для механической обработки поверхности металлов, содержащая карбид кремния и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, она дополнительно содержит гидроокись калия, дигидрат тетрагидрофосфиновой кислоты и сополимер метакрилата и метакриловой кислоты - метакрил-14 при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Карбид кремния 10 - 20
Гидроокись калия 0,25 - 0,5
Дигидрат тетраметафосфиновой кислоты 0,25 - 1,0
Метакрил-14 0,05 - 0,1
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2