Состав для пропитки абразивного инструмента

Использование: в области абразивной обработки при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов. Сущность: состав содержит в масс.%: азодикарбонамид 5-7, диметилформамид - остальное. Технический результат - повышение стойкости абразивного инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности, увеличение производительности шлифования. 1 табл.

 

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов.

Известны составы для пропитки абразивного инструмента, содержащие растворенные органические соединения с последующей стадией сушки без дополнительной термообработки (Авт. св. СССР №1283069, кл. B24D 3/34, 1987, Бюл. №2; Авт. св. СССР №1710324, кл. B24D 3/34, 1992, Бюл. №5; Авт. св. СССР №865646, кл. B24D 3/34, 1977, Бюл. №35).

Однако известные составы для пропитки абразивного инструмента имеют следующие недостатки: ограниченная область применения; повышение стойкости абразивного инструмента и качество обработанной поверхности незначительны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является состав для пропитки абразивного инструмента по Авт. св. СССР №1710324, кл. B24D 3/34, 1992, Бюл. №5.

Импрегнатор, применяемый в данном составе, водный раствор карбамида и тиокарбамида. Данный импрегнатор имеет ряд значительных недостатков, таких как: ограниченная область применения, только при операциях шлифования без использования смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) вследствие высокой степени растворимости карбамида и тиокарбамида в воде и других органических растворителях; количество химически активных веществ непосредственно в зоне контакта абразивного зерна и металла незначительно; повышение стойкости абразивного инструмента и шероховатости обрабатываемой поверхности несущественно.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении стойкости абразивного инструмента, улучшении качества обрабатываемой поверхности и в возможности применения абразивного инструмента, пропитанного данным составом, при шлифовании с СОЖ.

Это достигается тем, что в составе для пропитки абразивного инструмента, содержащем растворитель и органическое вещество, при этом в качестве органического вещества при импрегнировании используют газообразователь - азодикарбонамид, а в качестве растворителя - диметилформамид при следующем соотношении ингредиентов, масс.%: азодикарбонамид 5-7, диметилформамид остальное.

Азодикарбонамид нетоксичен, практически не растворим в воде и большинстве органических растворителей, что не исключает возможность применения его в качестве импрегнатора абразивного инструмента при шлифовании не только всухую, но и с СОЖ.

При контакте зерна с обрабатываемой поверхностью в зоне контакта развиваются высокие температуры. В результате воздействия этих температур (190-210°С) азодикарбонамид распадается с энергичным выделением газовой фазы. В зоне контакта в большом количестве создается активная газовая среда из различных элементов (азот, углекислый газ, оксид углерода, аммиак), которые интенсивно взаимодействуют со свежеобразованными ювенильными поверхностями с образованием карбонилов и нитридов металла, тем самым экранируя адгезионное взаимодействие между абразивным зерном и металлом. При этом карбонилы обладают хорошей смазывающей способностью в области низких температур (200-250°С), тогда как нитриды являются эффективными высокотемпературными смазками.

В предлагаемом составе в результате разложения азодикарбонамида создается обильный поток газов, которые проникают в зону контакта в условиях высоких давлений и температур. Помимо физической адсорбции и хемосорбции, металл поглощает газы внутрь объемной фазы, следствием этого является его приповерхностная неоднородность, образуются микроучастки металла с растворенной газовой составляющей. Все эти процессы влияют на динамику резания, что приводит к уменьшению силы диспергирования металла и снижению нагрузки на зерно, тем самым увеличивая стойкость абразивного инструмента.

Комбинация воздействий продуктов разложения азодикарбонамида в зоне контакта увеличивает стойкость абразивного инструмента. Шероховатость обработанной поверхности благодаря повышенной стойкости абразивного инструмента, положительной динамике резания и наличию высокотемпературных смазочных пленок уменьшается.

Известно применение азодикарбонамида в качестве компонента смазки для абразивной обработки металлов (Авт. св. СССР №1532374, кл. С10М 133/28, 1989, Бюл. №48; Авт. св. СССР №1726499, кл. С10М 125/22, 1992, Бюл. №14). Однако действие его в составе сводится к отводу тепла из зоны резания, что несущественно при экзотермическом характере разложении азодикарбонамида. Кроме того, эффективность его применения ограничивается вследствие экранирующего воздействия на металл других компонентов смазки, что затрудняет образование нитридов металла - высокотемпературных смазок. Образование в зоне контакта высокотемпературных смазок играет определяющую роль в процессе шлифования, т.к. мгновенная температура в зоне резания может достигать значений более 1000°С. Импрегнирование в отличие от твердых смазок позволяет равномерно распределить активный компонент по всему объему инструмента, что обеспечивает наилучшую результативность его действия. Одновременно с этим достаточно полно и равномерно пропитанный абразивный инструмент будет иметь постоянные характеристики процесса шлифования, что скажется и на улучшении качества поверхности шлифуемого изделия.

Азодикарбонамид - малорастворимое вещество и по существу растворяется только в диметилформамиде и диметилсульфооксиде. Выбор диметилформамида в качестве растворителя обоснован наименьшим временем, затрачиваемым на сушку абразивного инструмента после пропитки.

Импрегнирование абразивного инструмента реализуется следующим образом.

Азодикарбонамид растворяют в диметилфордамиде в диапазоне 5-7% от массы растворителя при температуре растворителя 40-50°С.

Процесс импрегнирования производился методом свободного капиллярного поднятия с последующей сушкой при температуре окружающей среды без дополнительной термообработки в течение 20-30 часов в хорошо проветриваемом помещении или с процессом сушки в печи при температуре 80-100°С в течение 2-3 часов.

После сушки количество азодикарбонамида в круге характеристики 25AF60K7V (25А25СМ27К5) составляет 1,5-2% от массы круга при концентрации раствора 5-7 масс.%.

Испытания пропитанных кругов проведены на станке 3Г71. Режимы шлифования: скорость круга 28 м/с, скорость стола 3-6 м/мин, глубина шлифования 0,02 мм/дв. ход. Шлифуемый материал - быстрорежущая сталь Р6М5. Шлифование выполняли без охлаждения и с охлаждением содовым раствором (0,3% кальцинированной соды). В аналогичных условиях были проведены испытания кругов, пропитанных составом-прототипом.

Эффективность работы абразивного инструмента оценивают коэффициентом шлифования и шероховатостью обработанной поверхности. Экспериментальные данные представлены в таблице.

Лучшие результаты получены при концентрации азодикарбонамида в растворе 7 масс.%. При концентрации азодикарбонамида в растворе менее 5 масс.% эффект от применения незначителен. Повышение концентрации азодикарбонамида в растворе более 7 масс.% невозможно из-за максимальной степени его растворимости в диметилформамиде.

Данные таблицы подтверждают эффективность использования раствора азодикарбонамида в качестве импрегнатора абразивного инструмента. Использование импрегнирующего состава, содержащего азодикарбонамид, позволило повысить качество обработанной поверхности на 20-30% по сравнению с кругами, пропитанными импрегнирующим составом-прототипом. Также шлифование инструментом, пропитанным раствором азодикарбонамида, приводит к повышению коэффициента шлифования в 1,5 раза по сравнению с составом-прототипом, что, в свою очередь, приводит к увеличению производительности шлифования этим инструментом.

Импрегнатор Содержание, масс.% Скорость стола, м/мин
3 6 6 (с охлаждением)
Шерохова
тость Ra, мкм
Коэффи
циент шлифова
ния
Шероховатость Ra, мкм Коэффициент шлифования Шерохова
тость Ra, мкм
Коэффициент шлифования
Карбамид 7 0,9 8 0,7 12 0,8 10
Тиокарбамид 5
Вода 88
Азодикарбонамид 5 0,75 10 0,6 14 0,5 15
Диметилформамид 95
Азодикарбонамид 7 0,7 12 0,5 17 0,4 18
Диметилформамид 93

Еще более значимые результаты показывает сравнение прототипа и предлагаемого импрегнатора с применением в процессе шлифования охлаждения водным раствором соды. Вследствие вымывания состава-прототипа потоком СОЖ его эффективность резко снижается. При этом качество обработанной поверхности с использованием в качестве импрегнатора раствора азодикарбонамида при прочих равных условиях повысилось в 2 раза, коэффициент шлифования - в 1,8 раз.

Состав для пропитки абразивного инструмента, содержащий растворитель и органическое вещество, отличающийся тем, что в качестве органического вещества он содержит газообразователь - азодикарбонамид, а в качестве растворителя - диметилформамид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

азодикарбонамид 5-7
диметилформамид остальное


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при производстве высокопористого абразивного инструмента, предназначенного для глубинного шлифования.
Изобретение относится к инструментам для шлифования. .

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов для выполнения операций круглого внутреннего и наружного шлифования с врезной подачей.

Изобретение относится к производству полировальных инструментов на тканевой основе и, в частности, к композициям для изготовления полировальных инструментов и может быть использовано для полирования поверхности различных изделий, выполненных из стали и различных сплавов, например для полирования столовых приборов, изделий художественных промыслов, ювелирных изделий, а также для обработки нитей и тканей с приданием им высоких физико-химических свойств.
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении крупного и высокопористого абразивного инструмента. .
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных инструментов. .

Изобретение относится к способам получения сверхтвердых поликристаллических материалов на основе плотных модификаций углерода и может быть использовано для изготовления различных деталей и режущего инструмента для обработки различного рода износостойких материалов, в частности кремнийсодержащих алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных изделий и при шлифовании различных материалов. .

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении пористых абразивных инструментов. .

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов. .
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов
Изобретение относится к производству абразивных инструментов из электрокорунда белого на керамической связке, предназначенных для обработки конструкционных сталей и сплавов
Изобретение относится к структуре на основе стекловолокон, покрытой смоляной композицией, предназначенной для упрочнения абразивов в связке

Изобретение относится к структурированному абразивному материалу с верхним слоем и может быть использовано, например, с вращающимся инструментом
Изобретение относится к производству абразивных инструментов на керамических связках с высокими номерами структуры. Абразивная масса включает смесь абразивных зерен c различной зернистостью, размеры которых составляют 60-160 мкм и 160-420 мкм, при этом объемное содержание абразивных зерен с меньшей зернистостью составляет 5-100 % от объемного содержания абразивных зерен с большей зернистостью. Наполнитель представляет собой смесь полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 85 до 560 мкм в количестве 5-100 об.% абразива с большей зернистостью. В процессе затвердевания расплавленной керамической связки при обжиге абразивного инструмента повышенное количество твердых тугоплавких зерен способствует однородной по объему инструмента кристаллизации связки с образованием более коротких мостиков связки между абразивными зернами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.
Изобретение относится к производству абразивных инструментов на керамических связках с высокими номерами структуры. Абразивная масса содержит абразив в виде смеси зерен трех групп: первая группа - зерна размером в пределах 160-420 мкм, вторая - зерна размером в пределах 120-159 мкм, а третья - зерна размером в пределах 90-119 мкм. При этом суммарное объемное содержание первых двух групп соответствует объемному содержанию абразива для заданного номера структуры абразивного инструмента, а объемное содержание зерен третьей группы составляет 5-15% от объемного содержания зерен первой группы. Наполнитель представляет собой смесь частиц фруктовых косточек с размерами в диапазоне 250-800 мкм в количестве 5-15% от объема абразивной массы. Изобретение позволяет снизить объемную деформацию при высокотемпературном спекании инструмента. Использование более мелкой зернистости по размерам зерен с одинаковой плотностью с рабочими абразивными зернами обеспечивает более однородное перемешивание абразивной массы с формированием ее более однородной объемной структуры. Повышается также количество твердых центров кристаллизации расплавленной керамической связки при ее остывании с образованием прочной химической связи «зерно-связка». 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.
Изобретение относится к области абразивной обработки, в частности к составам для пропитки абразивного инструмента и может быть использовано в процессе изготовления и эксплуатации абразивных изделий, применяемых для шлифования различных сталей и сплавов. Состав содержит водный раствор сульфата аммония, бромид аммония и поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: сульфат аммония 6-9, бромид аммония 3-4, поливиниловый спирт 3-5, вода остальное. Изобретение позволяет увеличить стойкость абразивного инструмента и повысить качество обрабатываемой поверхности, а также снизить засаливание рабочей поверхности, расширить области возможного применения и снизить концентрации вредных веществ в рабочей зоне. 1 табл.
Изобретение относится к составам полировального инструмента со связанным абразивом для финишной обработки неметаллических материалов, таких как оптическое стекло, кристаллические материалы, лейкосапфир, карбид кремния, природные и искусственные камни и т.п. Состав полировального инструмента содержит, мас.ч.: каучук, выбранный из бутадиен-нитрильного, или смесей бутадиен-нитрильного и бутадиен-стирольного, бутадиен-нитрильного и полиуретанового, бутадиен-нитрильного и натурального каучуков - 100, органический пероксид - 0,5-15,0; полировальный порошок - 300-800, неорганическую или органическую соль щелочного металла, выбранную из хлорида или бромида калия, или калия фталевокислого - 10-50. В качестве временного пластификатора используются олигоэфиракрилаты. Технический результат - высокие показатели износостойкости, производительности и стабильности процесса полирования, а также получение обрабатываемых поверхностей с высокой геометрической точностью. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 16 пр.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов. Состав для пропитки абразивного инструмента содержит в качестве органического вещества газообразователь - гексахлорпараксилол (1,4-бис-трихлорметилбензол), а в качестве растворителя - толуол при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: гексахлорпараксилол 36-38, толуол - остальное. В результате увеличивается стойкость абразивного инструмента и улучшается качество обрабатываемой поверхности. 1 табл.
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при производстве и эксплуатации абразивного инструмента на керамической связке. Осуществляют пропитку абразивного инструмента в емкости с водным раствором, содержащим 20-25 г дийодида хрома на литр воды, с обеспечением фиксации дийодида хрома в поровом пространстве инструмента при периодическом встряхивании емкости. Проводят конвективную сушку инструмента в течение 1,5-2 часов при температуре 40-50°C. В результате увеличивается срок хранения абразивного инструмента. 2 табл.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов

Наверх