Способ изготовления малогабаритного абразивного инструмента на керамической связке

 

Изобретение может быть использовано для производства шлифовальных головок из электрокорунда диаметром от 3 до 30 мм. Способ включает приготовление абразивной массы из абразивных зерен, керамического связующего, жидкого стекла и наполнителя, формовку из полученной массы абразивного инструмента, его обжиг путем нагрева до температуры (1250±10)^oС, выдержку 1,5 ч и охлаждение. Охлаждение в интервале температур (1250±10^oС)÷(850÷800^oС) ведут со скоростью, обеспечивающей получение аморфного состояния жидкого стекла связки. Изобретение позволяет повысить эксплуатационные свойства инструмента. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству абразивного инструмента на керамической связке, в частности к производству шлифовальных головок из электрокорунда на керамической связке диаметром от 3 мм до 30 мм.

Известен способ изготовления абразивного инструмента из электрокорунда на керамической связке, при котором абразивную массу помещают в форму, формуют и обжигают. Во избежание образования крупнокристаллического стекла связки охлаждение изделий в интервале температур (1250±10^oC)÷(850÷800^oC) ведут со скоростью 200^oС/ч, а в дальнейшем, для предотвращения брака - трещин и разрыва изделий, охлаждение ведут со скоростью не более 30-40^oС/ч (см. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / Под редакцией Ковальчука Ю.М. М.: Машиностроение, 1984. - С. 162-163).

Недостатком этого способа является длительность обжига. При этом охлаждение со скоростью 200^oС/ч в интервале температур (1250±10^oС)÷(850÷800^oС) не обеспечивает аморфного состояния стекла связки, являющегося оптимальным для эксплуатационных свойств инструмента.

Кроме этого, характеристики твердости по известному способу, ввиду малогабаритности инструмента, указывают на бумажных этикетках, которые вкладывают в упаковку, и в случае потери последних создается неудобство пользования инструментом без указания его твердости.

Заявляемое решение обеспечивает получение технического результата, выраженного в сокращении времени на обжиг и одновременном улучшении эксплуатационных свойств инструмента, в частности в повышении его стойкости.

Это достигается за счет приготовления абразивной массы из абразивных зерен, керамического связующего, жидкого стекла и наполнителя, формовки из полученной массы абразивного инструмента, его обжига путем нагрева до температуры 1250±10^oС, выдержки 1,5 ч и охлаждения, причем в интервале температур (1250±10^oС)÷(850÷800^oС) охлаждение ведут со скоростью, обеспечивающей получение аморфного состояния стекла связки.

Кроме этого, для маркировки характеристики твердости малогабаритного инструмента одного типоразмера, на стадии приготовления абразивной массы, в жидкое стекло вводят мелкодисперсные порошки окислов металлов, придающие инструменту окраску, соответствующую характеристике его твердости, причем в качестве мелкодисперсного порошка используют окись кобальта в количестве 0,5-1,5% от веса керамического связующего, окрашивающей инструмент в цвет от бледно-голубого до синего, что соответствует твердости в пределах С1-СТ3.

Конкретные скорости охлаждения для достижения технического результата зависят от ряда факторов: химического состава керамического связующего, формы, габаритов инструмента и прочих.

Заявляемое техническое решение иллюстрируется примером конкретного выполнения.

ПРИМЕР. В лабораторных условиях абразивную массу готовят из абразивных зерен белого электрокорунда марки 24А, зернистостью 25Н, керамического связующего марки К13, жидкого стекла, в которое вводят 1,5% окиси кобальта от веса керамического связующего, и наполнителя, в качестве последнего используют декстрин, затем формуют шлифовальные головки диаметром 4 мм и высотой 10 мм. Обжиг ведут при температуре 1250±10^oС с выдержкой 1,5 ч. Охлаждение от температуры выдержки (1250±10^oС) до 850÷800^oС осуществляют со скоростью 9500÷9000^oС/ч. Охлаждение от температуры 850÷800^oС до комнатной температуры (25^oС) осуществляют со скоростью 4000÷4500^oС/ч. В результате получаем инструмент синего цвета, соответствующего твердости СТ3, с аморфным состоянием стекла связки.

В таблице приведены характеристики образцов, технологические параметры по предлагаемому способу и способу-прототипу. Стойкость шлифголовок оценивали при затыловке плашек из стали 9ХС на станке МФ17ВМТ в цехе 71 Димитровградского автоагрегатного завода, а также на слесарной доводке оформляющих частей пресс-форм из стали 4Х5МФС твердости HRC 49-52 пневмошлифмашинками с n=50000 об/мин.

Как видно из таблицы, при изготовлении малогабаритного инструмента по предлагаемому способу обеспечивается повышение стойкости инструмента в 3 раза, при этом длительность его обжига сокращается на 15 ч.

Формула изобретения

1. Способ изготовления малогабаритного абразивного инструмента на керамической связке, включающий приготовление абразивной массы из абразивных зерен, керамического связующего, жидкого стекла и наполнителя, формовку из полученной массы абразивного инструмента, его обжиг путем нагрева до температуры (1250±10)^oС, выдержку 1,5 ч и охлаждение, отличающийся тем, что охлаждение в интервале температур (1250±10)^oС÷(850÷800^oС) ведут со скоростью, обеспечивающей получение аморфного состояния жидкого стекла связки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии приготовления абразивной массы в жидкое стекло вводят мелкодисперсные порошки окислов металлов, придающие инструменту окраску, соответствующую характеристике его твердости.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного порошка используют окись кобальта в количестве 0,5÷1,5% от веса связки, окрашивающий инструмент в цвет от бледно-голубого до синего, что соответствует твердости в пределах С1÷СТ3.

РИСУНКИ

Рисунок 1