Способ получения абразивного материала

 

Использование: при изготовлении абразивного материала, применяемого для подготовки поверхности перед нанесением на него покрытия в гальванопластике, при пайке и сварке. Сущность: при изготовлении абразивного материала на основе древесного угля берут бруски сосновой древесины с вертикальным расположением годичных колец относительно большего основания торца бруска. Бруски предварительно высушены до постоянной массы при температуре 20 - 105^oС. Затем их карбонизуют без доступа воздуха, повышая температуру со скоростью 20^oС в час до 600 - 700^oС, после чего охлаждают без доступа воздуха до температуры 20 - 50^oС. 1 табл.

Изобретение относится к абразивным материалам, используемым для подготовки поверхности перед нанесением на него покрытия в гальванопластике, а также при пайке и сварке. Способ получения материала относится к термической переработке древесины и может быть использован в лесохимической промышленности.

Широко известно использование для ручной механической очистки поверхности наждачной бумаги (шкурки). Однако использование ее, например, в гальванопластике имеет существенный недостаток: материал быстро теряет свою эффективность "забиваясь" частицами полимера. Цель данного изобретения создание более эффективного абразивного материала для чистки поверхности, пригодного для использования в гальванопластике.

Для достижения этой цели в качестве абразивного материала предлагается использовать карбонизат древесины древесный уголь, отвечающий определенным требованиям и полученный в определенных условиях. Материал должен быть в виде брусков, сохраняющих макроструктуру и форму исходной древесины, и не иметь дефектов. Абразивной поверхностью в брусках являются торцы. Второе отличие материала заключается в том, что годовые кольца в торце бруска карбонизата должны располагаться вертикально к его большему основанию. Для получения высококачественного абразивного материала используют сосновую древесину. Это третьей отличие материала. Ниже в таблице дана характеристика различных образцов древесного карбонизата, полученного, как описано в примерах, и результаты их испытания в гальванопластике, подтверждающие отличительные признаки заявляемого материала.

Получить этот материал можно путем карбонизации древесины при постепенном ее нагреве без доступа воздуха до температуры 600-700^оС. Однако промышленные способы получения древесного угля в этом случае не применимы, так как уголь в процессе получения настолько деформируется, что не может быть использован в гальванопластике и других областях в качестве абразивного материала для чистки поверхности.

Наиболее близок к заявляемому способу карбонизации древесины способ по патенту Польши N 140187, 1984. Согласно этому патенту бруски древесины размером 150 х 90 х 40 мм или 180 х 100 х 50 мм влажностью 6-10% подвергают процессу деструкции, нагревая до 200^оС. Затем из термообработанных брусков выбирают те, которые не имеют дефектов, и подвергают их дальнейшей карбонизации в коксовой засыпке, нагревая до температуры 1000-1200^оС и выдерживая при этой температуре 48-72 ч. Недостаток этого способа заключается в том, что после первой стадии термообработки древесины производится отбраковка части брусков, имеющих дефект (трещин, коробления и др), и выход карбонизата от объема взятой древесины снижается. Кроме того проведение процесса карбонизации в две стадии усложняет способ.

По предлагаемому способу бруски сосновой древесины, в которых годовые кольца в торцах бруска располагаются перпендикулярно большему основанию, сначала сушат на воздухе до воздушно-сухого состояния, а затем в сушильном шкафу при 105^оС до постоянной массы. Абсолютно сухую древесину подвергают карбонизации без доступа воздуха в коксовой засыпке путем повышения температуры со скоростью 20^оС в час до температуры 600-700^оС. Карбонизат охлаждают без доступа воздуха до температуры 20-50^оС и используют в качестве абразивного материала для очистки поверхности.

П р и м е р 1 (основной).

Брусок сосновой древесины длиной 120 мм, шириной 132 мм и толщиной 56 мм, имеющий годовые кольца перпендикулярно стороне, длиною 132 мм, выдерживают при комнатных условиях в течение 7 дней. Затем брусок, имеющий влажность 12% помещают в сушильный шкаф с температурой 105^оС и выдерживают при этой температуре до постоянной массы.

Абсолютно сухой брусок массой 380 г помещают в реторту с наружным обогревом, засыпают мелким коксом и повышают температуру в реторте со скоростью 20^оС в час. По достижении температуры 600^оС обогрев реторты прекращают и охлаждают ее до температуры 30^оС. Получают древесный карбонизат, сохранивший форму бруска и макроструктуру исходной древесины без трещин и других дефектов длиной 95, шириной 100, толщиной 37 мм и массой 105 г. Выход карбонизата 27,6% Содержание нелетучего углерода в карбонизате составляет 94% золы 0,8% Образец карбонизата испытан с положительным результатом на Московском заводе "Микромашина" в условиях действующего производства.

П р и м е р 2 (для сравнения).

Брусок сосновой древесины (размером, как в примере 1) выдерживают при комнатных условиях в течение 7 дней. Затем брусок, имеющий влажность 12% помещают в сушильный шкаф с температурой 105^оС и выдерживают при этой температуре до влажности 3% Брусок массой 392 г помещают в реторту, заполняют мелким коксом и ведут процесс как в примере 1. Полученный древесный карбонизат массой 105 г сохраняет форму бруска и макроструктуру древесины, но имеет трещины.

Содержание нелетучего углерода в карбонизате составляет 94% зольность 0,8% Испытания образца карбонизата в тех же условиях, что в примере 1, дали отрицательные результат.

П р и м е р 3 (для сравнения).

Брусок сосновой древесины (размером как в примере 1) с влажностью 12% и массой 435 г помещают в реторту, заполняют мелким коксом и ведут процесс как в примере 1. Полученный карбонизат массой 100 г не сохраняет форму бруска и имеет значительные дефекты: коробление, трещины, вздутия и наросты.

Получение углеродного абразивного материала для нужд производств, оснащенных автоматическим линиями для производства деталей из никеля методом гальванопластики (например, завод "Микромашина", г. Москва), расширит ассортимент углеродных функциональных материалов на основе возобновляемого сырья древесины и улучшит экономику лесохимических предприятий.

Использование предлагаемого углеродного абразивного материала обеспечивает следующие преимущества: эффективное применение материала в гальванопластике, которая является единственно возможным методом массового производства перфорированных изделий из никеля с отверстиями в форме многогранников и сеток электробритв, отличающихся высокой твердостью и эластичностью, отверстия которых имеют закругленные кромки для обеспечения попадания волос и режущие кромки для обеспечения срезания волос подвижным ножом; возможность отказаться от специальной наждачной бумаги, закупаемой за валюту у зарубежных фирм; сам материал является экологически чистым, а удаление израсходованной его части при чистке поверхности с помощью воды не только не загрязняет сточную воду, а способствует ее очистке, так как материал обладает сорбционной активностью на уровне активного древесного угля марки ДАК.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АБРАЗИВНОГО МАТЕРИАЛА на основе древесного угля, при котором бруски древесины карбонизуют в консовой засыпке при медленном повышении температуры, отличающийся тем, что берут бруски сосновой древесины с вертикальным расположением годичных колец относительно большего основания торца бруска, предварительно высушенные до постоянной массы при 20 - 105^oС, а карбонизацию ведут без доступа воздуха со скоростью повышения температуры 20 град./ч до достижения 600 - 700^oС, при этом производят охлаждение без доступа воздуха до 20 - 50^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2