Состав для пропитки абразивного инструмента

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов. Пропитку абразивного инструмента осуществляют составом, содержащим растворитель и органическое вещество. В качестве органического вещества он содержит 4,4-оксибис(бензолсульфонилгидразид), а в качестве растворителя - диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 4,4-оксибис(бензолсульфонилгидразид) 10-15, диметилсульфоксид - остальное. В результате повышается стойкость абразивного инструмента, улучшается качество обрабатываемой поверхности, появляется возможность применения абразивного инструмента, пропитанного данным составом, при шлифовании не только всухую, но и с СОЖ. 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 (Авт. св. СССР №1283069, кл. В24D 3/34, 1987, Бюл. №2; Авт. св. СССР №1710324, кл. В24D 3/34, 1992, Бюл. №5; Авт. св. СССР №865646, кл. В24D 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. В24D 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; повышение стойкости абразивного инструмента и шероховатости обрабатываемой поверхности не существенно.

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

Это достигается тем, что в составе для пропитки абразивного инструмента, содержащим растворитель и органическое вещество, при этом в качестве органического вещества при импрегнировании используют 4,4-оксибис(бензолсульфонилгидразид), а в качестве растворителя диметилсульфоксид, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 4,4-оксибис(бензолсульфонилгидразид) 10-15, диметилсульфоксид - остальное.

Применяемый 4,4-оксибис(бензолсульфонилгидразид) (OBSH) нетоксичен, не растворим в воде и в большинстве органических растворителей, что не исключает возможность применения его в качестве импрегнатора абразивного инструмента при шлифовании не только всухую, но и с СОЖ (Гришин Б.С. Материалы резиновой промышленности (информационно-аналитическая база данных): монография. Ч.2. / Б.С.Гришин; Федер. агентство по образованию, Казан. гос. технол. ун-т. - Казань: КГТУ, 2010. - С.356).

При контакте зерна с обрабатываемой поверхностью в зоне контакта развиваются высокие температуры. В результате воздействия этих температур (140-160°С) OBSH распадается с энергичным выделением газовой фазы. В зоне контакта в большом количестве создается активная газовая среда (азот и пары воды), которая интенсивно взаимодействуют со свежеобразованными ювенильными поверхностями с образованием нитридов металла, тем самым экранируя адгезионное взаимодействие между абразивным зерном и металлом. Образовавшиеся в результате реакции в зоне контакта нитриды металла облегчают процесс диспергирования, снижая нагрузку на зерно и, таким образом, увеличивая стойкость абразивного инструмента. Воздействие на процесс резания соединений нитрида железа основывается так же на эффекте высокотемпературной смазки. До температуры плавления (около 500°С) нитриды железа обладают высокой хрупкостью и твердостью относительно подложки. Далее по мере увеличения температуры в зоне резания нитриды железа оплавляются, создавая в контакте абразивного зерна с обрабатываемым металлом микрослой смазки, тем самым снижая адгезионное взаимодействие и оптимизируя фрикционные процессы.

В предлагаемом составе в результате разложения OBSH создается обильный поток газа, который проникает в зону контакта в условиях высоких давлений и температур. Помимо физической адсорбции и хемосорбции, железо в γ-модификации активно поглощает азот внутрь объемной фазы, следствием этого является его поверхностная 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.

Одним из продуктов реакции разложения OBSH является вещество, дифенилдисульфид, которое обладает высокими смазывающими свойствами вплоть до температуры разложения (>200°С) с образованием дифенилсульфида и свободной серы. Высвободившиеся сера вступает в взаимодействие с обрабатываемым металлом, образуя сульфиды металлов, которые, как известно, оказывают благоприятное воздействие на процесс шлифования. Сульфидные пленки дифенилсульфида, обволакивая стружку, способствуют снижению адгезионного взаимодействия с абразивными зернами, предотвращая тем самым засаливание круга.

Образовавшиеся в результате разложения OBSH пары воды, взаимодействуя с поверхностным кислородом, ослабевают его экранирующие влияние, тем самым создавая оптимальные условия для дальнейшего образования в зоне контакта нитридов и сульфидов металла.

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

Импрегнирование абразивного инструмента реализуется следующим образом. OBSH растворяют в диметилсульфоксиде в диапазоне 10-15% от массы растворителя при температуре растворителя 20-50°С. Выбор диметилсульфоксида в качестве растворителя OBSH обосновано максимальной степенью растворимости в нем относительно других растворителей. Процесс импрегнирования производился методом свободного капиллярного поднятия с последующей сушкой в печи при температуре 70-100°С в течение 10-12 часов.

После сушки количество OBSH в круге характеристики 25AF60I7V (25А25М27К5) составляет 3-4% от массы круга при концентрации раствора 10-15 мас.%.

Испытания пропитанных кругов проведены на станке 3Г71. Режимы шлифования: скорость круга 28 м/с, скорость стола 12 м/мин, глубина шлифования 0,02 мм/дв. ход. Шлифуемый материал - нержавеющая сталь 12Х18Н10Т. Шлифование выполняли без охлаждения и с охлаждением содовым раствором (0,3% кальцинированной соды). В аналогичных условиях были проведены испытания кругов, пропитанных известным составов.

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

Лучшие результаты получены при концентрации OBSH в растворе 10-15 мас.%. При концентрации в растворе менее 10 мас.% эффект от применения незначителен. Повышение концентрации OBSH в растворе, более 15 мас.% отрицательно влияет на процесс шлифования, т.к. ухудшает условия размещения стружки в порах круга.

Данные таблицы подтверждают эффективность использования раствора OBSH в качестве импрегнатора абразивного инструмента. Использование импрегнирующего состава, содержащего OBSH, позволило повысить качество обработанной поверхности на 20-30% по сравнению с кругами, пропитанными известным составом. Также шлифование инструментом, пропитанным раствором OBSH, приводит к повышению коэффициента шлифования в 1,4 раза по сравнению с известным составом, что в свою очередь положительно влияет на повышение производительности шлифования этим инструментом, увеличивая время работы шлифовального круга между правками.

Импрегнатор Содержание, мас.% Скорость стола, м/мин
12 12 (с охлаждением)
Шероховатость Ra, мкм Коэффициент шлифования Шероховатость Ra, мкм Коэффициент шлифования
Карбамид 7 3,8 2,5 4,2 2
Тиокарбамид 5
Вода 88
OBSH 5 3,2 3 2,8 2,5
Диметилсульфоксид 95
OBSH 10 2,8 3,4 2,5 3
Диметилсульфоксид 90
OBSH 15 2,9 3,5 2,6 3
Диметилсульфоксид 85
OBSH 20 3,3 3,3 3 2,9
Диметилсульфоксид 80

Еще более значимые результаты показывает сравнение прототипа и предлагаемого импрегнатора с применением в процессе шлифования охлаждения водным раствором соды. Вследствие вымывания известного состава потоком СОЖ его эффективность снижается. При этом качество обработанной поверхности с использованием в качестве импрегнатора раствора OBSH, при прочих равных условиях увеличилась на 40%, коэффициент шлифования в 1,5 раза.

Состав для пропитки абразивного инструмента, содержащий растворитель и органическое вещество, отличающийся тем, что в качестве органического вещества он содержит 4,4-оксибис (бензолсульфонилгидразид), а в качестве растворителя диметилсульфоксид при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

4,4-оксибис (бензолсульфонилгидразид) 10-15
диметилсульфоксид остальное


 

Похожие патенты:
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 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 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 инструментального производства и может быть использовано, в частности, при изготовлении алмазных инструментов. Масса для алмазного инструмента содержит алмаз, органическое связующее и углеродный наполнитель. Дополнительно она содержит хрупкий наполнитель. В качестве углеродного наполнителя она содержит углерод в виде графена с кристаллической решеткой при следующем соотношении компонентов, об.%: алмаз - 6,0-25,0; углерод в виде графена с кристаллической решеткой - 2,0-20,0; хрупкий наполнитель - 10,0-23,0; органическое связующее - остальное. В результате увеличивается износостойкость алмазного инструмента. 1 табл.

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

Наверх