Масса для изготовления абразивного инструмента
Владельцы патента RU 2416507:
Открытое акционерное общество Уральский научно-исследовательский институт абразивов и шлифования ОАО "УралНИИАШ" (RU)
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента, например полировальных кругов. Масса для их изготовления содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: синтетический твердый высокомолекулярный каучук - 85÷95, синтетический низкомолекулярный каучук с пределом термостойкости 125÷155°С и содержанием карбоксильных групп 4÷8 мас.% - 15÷5, ускорительную группу - каптакс - 5÷10, наполнитель - смесь окиси цинка и окиси магния в равных частях - 50÷70, шлифовальный материал - 500÷700. В результате повышается эластичность абразивного инструмента. 1 табл.
Изобретение относится к области абразивного производства, а именно к области изготовления абразивного полировального инструмента.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента для чистовой обработки поверхностей [1], содержащая связующее фенолформальдегидное порошкообразное, связующее фенолформальдегидное жидкое, вулканизирующую и ускорительную группы, наполнители, шлифовальный материал.
Недостатком данной массы является недостаточная высокая твердость получаемого инструмента, необходимость частой правки инструмента.
Наиболее близкой по существу и достигаемому эффекту к предлагаемой является масса для изготовления абразивного инструмента [2], содержащая синтетический твердый высокомолекулярный каучук 80-90 мас.ч.; синтетический низкомолекулярный каучук с пределом термостойкости 125-155°С и содержанием карбоксильных групп 4-8 мас.% 10-20 мас.ч.; вулканизирующую и ускорительную группы 41,3-52,2 мас.ч., наполнители 56-138 мас.ч.; шлифовальный материал 900-1000 мас.ч.; пластификатор-антистаритель 3-8 мас.ч. В качестве вулканизирующей группы масса содержит серу техническую, в качестве ускорительной группы - смесь каптакса и тиурама. В качестве наполнителя использован криолит технический искусственный, являющийся инертным компонентом. Эта масса по сравнению с указанным выше аналогом снижает твердость получаемого инструмента, но имеет недостаточную эластичность, что не позволяет обрабатывать сложные профили деталей.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эластичности абразивного инструмента.
Поставленная задача решается тем, что масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный с пределом термостойкости 125-155°С и содержанием карбоксильных групп 4-8 мас.%, ускорительную группу, наполнитель, шлифовальный материал, причем в качестве наполнителя она содержит смесь окиси цинка и окиси магния в равных частях, а в качестве ускорительной группы - каптакс, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| синтетический твердый высокомолекулярный | 85÷95 |
| каучук | |
| синтетический низкомолекулярный каучук с | |
| пределом термостойкости 125-155°С и | |
| содержанием карбоксильных групп 4-8 мас.% | 15÷5 |
| ускорительная группа | 5÷10 |
| наполнитель | 50÷70 |
| шлифовальный материал | 500÷700 |
То, что в качестве наполнителя использованы окислы металлов магния и цинка, позволяет при термообработке провести сшивку молекул каучука через карбоксильные группы, при этом ускорительная группа является инициатором начала проведения взаимодействия. Образуются гибкие прочные связи между каучуком и поверхностью макрочастиц окислов металлов. Полученная структура позволяет исключить вулканизующую группу в виде серы, тем самым повысить эластичность инструмента. К тому же полученная эластичная смесь имеет лучшую адгезию к поверхности шлифовального материала, что обеспечивает необходимую прочность инструменту.
Снижение содержания заявленного наполнителя ниже 50 мас.ч. и каптакса менее 5 мас.ч. не позволяет достичь требуемых прочностных характеристик инструмента. Увеличение содержания наполнителя более 70 мас.ч. и каптакса более 10 мас.ч. приводит к снижению пластичности и к трудности формообразования инструмента.
Заявляемую смесь готовят следующим образом.
Готовят смесь синтетического твердого высокомолекулярного и синтетического низкомолекулярного каучуков, добавляют каптакс, наполнитель: окись магния и окись цинка в равных частях и шлифовальный материал. Полученную смесь тщательно перемешивают в течение 10-15 минут.
Согласно предлагаемому решению на ЗАО «РОССИ» г.Челябинск была получена масса для изготовления полировальных кругов. Из данной массы были сформованы цилиндрические образцы диаметром 16 мм и толщиной 10 мм, на которых по ГОСТ 415-75 измеряли эластическое восстановление на пластометре. Затем из данной массы были сформированы кольцевые пластины с наружным диаметром 150 мм, толщиной 20 мм и внутренним отверстием 32 мм, проведена термообработка и механическая обработка. Полученным инструментом полировали стружечную канавку сверла при рабочей скорости 18 м/сек. Такую же канавку полировали инструментом, полученным из массы, изготовленной согласно наиболее близкому аналогу. Шероховатость поверхности измеряли на профилометре «Абрис-ПМ7». Данные испытаний сведены в таблицу.
| № | Содержание наполнителя, мас.ч. | Содержание каптакса, мас.ч. | Содержание вулкани-зующей группы, мас.ч. | Эластическое восстановление, мм | Шероховатость поверхности, Ra, мкм |
| 1 | 45 | 4 | - | 0,5 | 0,32 |
| 2 | 50 | 5 | - | 1,5 | 0,20 |
| 3 | 60 | 8 | - | 2,5 | 0,16 |
| 4 | 70 | 10 | - | 1,5 | 0,20 |
| 5 | 80 | 12 | - | 0,3 | 0,40 |
| 6 | 45 | 2 | 45 | 0,1 | 0,63 |
Как показали испытания, качество обработанной поверхности канавок сверл кругами, изготовленными из заявляемой массы и имеющими большую эластичность, выше и соответствует 9 классу шероховатости, а шероховатость поверхности, обработанная кругами, изготовленных из массы, соответствующей наиболее близкому аналогу, соответствует только 7 классу шероховатости.
Предлагаемая масса для изготовления абразивного инструмента найдет применение в абразивной промышленности для изготовления полировальных кругов.
Источники информации
1. Патент РФ № 2157750, Масса для изготовления абразивного инструмента, М.кл. B24D 3/22, от 20.10.2000.
2. Патент РФ № 2269408, Масса для изготовления абразивного инструмента, М.кл. B24D 3/22, от 10.10.2005.
Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук с пределом термостойкости 125÷155°С и содержанием карбоксильных групп 4÷8 мас.%, ускорительную группу, наполнитель, шлифовальный материал, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит смесь окиси цинка и окиси магния в равных частях, а в качестве ускорительной группы - каптакс при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| синтетический твердый высокомолекулярный | |
| каучук | 85÷95 |
| синтетический низкомолекулярный каучук с | |
| пределом термостойкости 125÷155°С и | |
| содержанием карбоксильных групп 4÷8 мас.% | 15÷5 |
| ускорительная группа | 5÷10 |
| наполнитель | 50÷70 |
| шлифовальный материал | 500÷700 |
