Масса для изготовления абразивного инструмента

 

Изобретение относится к области изготовления абразивного инструмента, предназначенного для обработки металлических материалов. Абразивная масса содержит синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, вулканизирующую и ускорительную группы, химически активный пластификатор, наполнители и шлифовальный материал. В качестве химически активного пластификатора она содержит комбинированный пластификатор "Росойл-800". Приведены соотношения указанных компонентов. В результате при сохранении повышенной прочности абразивного инструмента появляется возможность регулирования его структурной твердости. 2 табл.

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента на вулканитовой связке и может быть использовано при производстве отрезных, шлифовальных и полировальных кругов, предназначенных для резки, шлифования и полирования металлических материалов.

Известна масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая высокомолекулярную и низкомолекулярную составляющую связующего, вулканизирующую и ускорительные группы, наполнители, шлифовальный материал (1). Низкомолекулярная составляющая связующего играет роль пластификатора.

Недостатком указанной массы является ограниченная область применения инструмента - полировальные круги. Возможность регулирования структурной твердости варьированием количества пластификатора отсутствует.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, вулканизирующую и ускорительные группы, антистаритель "Омск-1", наполнители, шлифовальный материал (2). Антистаритель "Омск-1" выполняет в указанной композиции также функцию мягчителя, т.е. пластификатора. Повышает пластические свойства и низкомолекулярный каучук.

Основными недостатками наиболее близкого решения является низкая прочность получаемого инструмента, а также трудность обеспечения необходимой стабильной структуры инструмента с заданным сочетанием твердости и прочности. Входящий в состав этой композиции антистаритель "Омск-1" химически инертен, он хорошо пластифицирует (размягчает) композицию, но снижает механическую прочность. С использованием химически инертного пластификатора обеспечение структурной твердости СМ (ГОСТ 21323-75) при сохранении необходимой прочности практически невозможно. В свою очередь жидкий низкомолекулярный бутадиеновый каучук является химически активным пластификатором. В процессе смешения компонентов низкомолекулярный каучук способствует их равномерному распределению в массе, а при вулканизации образование сопряженных взаимопроникающих полимерных сеток низкомолекулярного и высокомолекулярного каучука способствует упрочнению кругов. Недостатком известного решения является опасность не совмещенной, а индивидуальной вулканизации высокомолекулярного и низкомолекулярного каучука и, как следствие, нестабильности физико-механических свойств инструмента. Использованием низкомолекулярного каучука в качестве пластификатора как индивидуально, так и в сочетании с пластификатором "Омск-1" не достигается заданная структурная твердость кругов.

Задачей предлагаемого изобретения является возможность регулирования структурной твердости в заданном диапазоне при сохранении повышенной прочности.

Поставленная задача достигается тем, что масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, вулканизирующую и ускорительную группы, пластификатор, наполнители, шлифовальный материал, согласно изобретению она содержит химически активный комбинированный пластификатор ("Росойл-800") при следующем соотношении компонентов, мас, %: Синтетический твердый высокомолекулярный каучук - 8,3-9,5 Синтетический низкомолекулярный каучук - 0,01-1,7 Химически активный комбинированный пластификатор ("Росойл-800") - 0,3-1,5 Вулканизирующая и ускорительная группы - 0,37-4,2 Наполнители - 1,8-2,2 Шлифовальный материал - Остальное Химически активный комбинированный пластификатор ("Росойл-800") выпускает Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института. Его состав является "ноу-хау".

Предлагаемый пластификатор на стадии приготовления масс выполняет функции внутренней смазки, способствует равномерному распределению компонентов, расширяет температурно-временной интервал пластичности, уменьшает опасность подвулканизации. Кроме того, благодаря функциональным полярным присадкам предлагаемый пластификатор на стадии приготовления масс активизирует твердый высокомолекулярный каучук к последующему структурообразованию при вулканизации.

В процессе вулканизации предлагаемый пластификатор участвует в структурообразовании, "подшиваясь" к основной полимерной сетке, способствуя образованию единой сетчатой структуры, подавляет термоокислительные процессы. По сравнению с прототипом полимерная структура получается менее жесткой и более стабильной. Регулируя количество пластификатора в составе массы, можно понижать твердость инструмента, согласно заданной структуре и назначению, либо без снижения механической прочности, либо при упрочнении на 10-15%. Последнее позволяет повысить рабочую скорость кругов структуры СМ с 30 до 50 м/с. Дополнительным эффектом при использовании новых пластификаторов является снижение количества выделяющихся летучих в температурном интервале вулканизации в 2-3 раза. Связывание токсичных летучих в процессе вулканизации способствует уменьшению экологической напряженности при изготовлении абразивного инструмента.

Увеличение количества пластификатора "Росойл-800" выше указанного 1,5 мас. % приводит к излишней пластичности массы и снижению механической прочности кругов, уменьшение количества пластификатора менее 0,3 мас.% - к ухудшению технологичности процесса смещения, неоднородности распределения компонентов, нестабильности структуры и свойств.

В условиях ЗАО "Росси" г. Челябинска были изготовлены опытные образцы абразивного инструмента 300х3х32 из предполагаемой массы и аналогичные образцы из известной массы. Технология изготовления включала смешивание абразивной массы на валковом оборудовании, вальцевание, калибрование, формование, вулканизацию, механическую обработку. На кругах измерена твердость по ГОСТ 21323-75 на соответствие структурам СТ и СМ. Согласно методическим рекомендациям (3) образцы кругов испытаны на механическую прочность по разрывной скорости. При рабочей скорости 50 м/с разрывная должна быть ≥ 100 м/с. Результаты представлены в таблицах 1, 2.

При увеличении количества пластификатора ("Росойл-800") наблюдается переход от структур СТ к структурам СМ при увеличении механической прочности. Увеличение количества известного пластификатора не позволяет получать круги структурной твердости СМ.

Предлагаемую абразивную массу целесообразно использовать при производстве отрезных, шлифовальных и полировальных кругов на вулканитовой связке.

Источники информации 1. Патент РФ 2157750 "Масса для изготовления абразивного инструмента", М.Кл 7 В 24 D 3/22 от 20.10.2000 г.

2. Патент РФ 2070508 "Масса для изготовления абразивного отрезного круга", МКИ 6 В 24 D 3/22, от 20.12.96 г.

3. Методические рекомендации "Абразивные инструменты для скоростного шлифования и области их применения". Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности, Москва -1982 г.

Формула изобретения

Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, вулканизирующую и ускорительную группы, химически активный пластификатор, наполнители и шлифовальный материал, отличающаяся тем, что в качестве химически активного пластификатора она содержит комбинированный пластификатор "Росойл-800" при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Синтетический твердый высокомолекулярный каучук - 8,3 - 9,5
Синтетический низкомолекулярный каучук - 0,01 - 1,7
Комбинированный пластификатор "Росойл-800" - 0,3 - 1,5
Вулканизирующая и ускорительная группы - 0,37 - 4,2
Наполнители - 1,8 - 2,2
Шлифовальный материал - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2