Масса для изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к области изготовления абразивного инструмента для шлифования и полирования изделий из мрамора, гранита, керамики и стекла. Масса содержит абразив, связующее, полые частицы и клеящую добавку в виде водной эмульсии сополимера эфиров акриловой и метакриловой кислот. В качестве полых частиц возможно использование полых абразивных микросфер окиси алюминия. Изобретение позволяет снизить вес готового инструмента, повысить прочность, износостойкость и абразивную способность инструмента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области изготовления абразивного инструмента для шлифования и полирования изделий из мрамора, гранита, керамики, стекла.

Известна масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив, связующее и клеящую добавку (а.с. N 1088920, МПК⁶ В 24 D 3/34). Недостатком данной массы является сравнительно невысокая стойкость к износу, недостаточная механическая прочность и невозможность исключить засаливание при тонком полировании.

Известна абразивная масса, содержащая абразив, наполнитель, органическое связующее и порообразователь, в качестве которого используют хлористый калий (а.с. N 686863, МПК⁶ В 24 D 3/14). Недостатком указанной массы является плохая измельчаемость хлористого калия, что ограничивает возможность равномерно распределить этот порообразователь в объеме абразивной массы, а следовательно снижает износостойкость и прочность абразивного инструмента.

Известна абразивная масса, содержащая и абразивные зерна разных размеров и механической прочности и связующее, что позволяет повысить производительность абразивного инструмента (а.с. N SU 831600, В 24 D 3/00,1979). Указанное техническое решение является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения и взято в качестве прототипа.

Основным недостатком данного технического решения является сравнительно трудоемкий процесс подбора зерен малой зернистости, удовлетворяющих требованию σ_max< 5σ_min, и их связывание в агрегаты (гранулирование) до размеров зерен крупной зернистости. Однако данное техническое решение, позволяющее увеличить производительность абразивного инструмента, не исключает недостатков, присущих подобным системам: - сравнительно низкую износостойкость и механическую прочность, особенно ударную; - невозможность полностью исключить засаливание инструмента; - сравнительно большой вес инструмента.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение веса изготавливаемого инструмента, обеспечение высокой прочности закрепления абразивного зерна, повышение механической прочности, износостойкости и абразивной способности, обеспечение регулируемой пористости.

Данный результат достигается тем, что в состав абразивной массы, содержащей абразив и связующее, дополнительно вводят порошок, представляющий собой полые частицы (например, полые абразивные микросферы окиси алюминия), которые выполняют одновременно функцию формирователя пор, наполнителя и дополнительного эффективного абразива, а в качестве клеящей добавки вводят водную эмульсию сополимера эфиров акриловой и метакриловой кислот при следующем соотношении компонентов (маc. %): Абразив - 10-55 Полые частицы - 5-30 Водная эмульсия сополимера эфиров акриловой и метакриловой кислот - 4-10 Связующее - Остальное Введение в состав абразивной массы полых частиц с регулируемой величиной диаметра обеспечивает при работе абразивных элементов в процессе разрушения полых частиц образование в инструменте открытых пор необходимых размеров, что препятствует засаливанию инструмента и способствует образованию дополнительных абразивных поверхностей.

Кроме того, за счет формирования высокопористой структуры существенно снижается вес инструмента.

Примеры изготовления абразивной массы, формирования элемента "Верона" и результаты испытаний изготовленных абразивных инструментов показаны в таблице. Результаты получены как среднее значение из трех измерений.

Введение в инструмент полых частиц менее 5% по весу не обеспечивает требуемой чистоты поверхности обрабатываемого материала, а применение в количествах более 30% снижает механические характеристики инструмента и его износостойкость.

Введение в состав абразивной массы водной эмульсии сополимера акриловой и метакриловой кислот в предлагаемом соотношении позволяет надежно связать отдельные зерна абразива и тем самым обеспечить повышение механической прочности инструмента.

Растворенная клеящая добавка после испарения растворителя равномерно покрывает и связывает все абразивные зерна и зерна связующего в виде тонкой пространственной пленки.

Изготовление инструмента осуществляют известными способами по следующей схеме. Водную эмульсию сополимеров акриловой и метакриловой кислот вводят в водную смесь абразив - связующее (например, на магнезитовой основе) и перемешивают. Затем добавляют порошок полых частиц требуемого зернового состава и вновь перемешивают до образования однородной пастообразной массы, после чего смесь разливают в формы и выдерживают до полного затвердевания.

Заливку форм осуществляют хорошо перемешанной массой тонкой струей по боковой стенке формы, чтобы исключить образование воздушных полостей.

Все операции необходимо проводить с максимальной оперативностью, не допуская комкования, расслоения и загустения массы.

Испытания прочности на сжатие проводились по стандартной методике на машине Р-5.

Оценка износостойкости осуществлялась испытанием стандартных абразивных элементов "Верона" на станке PM3GIA8, в качестве СОЖ использовалась вода.

Испытания показали, что абразивная масса, в состав которой введены полые абразивные частицы, а также упрочняющая добавка, позволяет увеличивать механическую прочность и износостойкость абразивного инструмента, а также исключить засаливание рабочей поверхности инструмента при обработке изделий из камня и существенно снизить вес изготавливаемого инструмента.

Формула изобретения

1. Масса для изготовления абразивного инструмента для обработки изделий из мрамора, гранита, керамики, стекла, содержащая абразив и связующее, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полые частицы, а в качестве клеящей добавки - водную эмульсию сополимера эфиров акриловой и метакриловой кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Абразив - 10 - 55
Полые частицы - 5 - 30
Водная эмульсия сополимеров эфиров акриловой и метакриловой кислот - 4 - 10
Связующее - Остальное
2. Масса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полых частиц используют полые абразивные микросферы окиси алюминия.

РИСУНКИ

Рисунок 1