Способ импрегнирования абразивного инструмента

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 производству и эксплуатации абразивного инструмента на керамической связке, а именно абразивных кругов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известны способы импрегнирования абразивного инструмента составами, содержащими органическое соединение и воду, с предварительной стадией обработки поверхности и пор инструмента растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ) и последующей длительной стадией сушки (Авт. св. СССР №1248779, Кл. B24D 3/34, 1986, Бюл. №29; Авт. св. СССР №1604590, Кл. B24D 3/34, 1990, Бюл. №41).

Признаки совпадающие - пропитка абразивного инструмента водным раствором в течение определенного времени, последующая стадия сушки.

Причины, препятствующие поставленной задаче, - операция пропитки раствором ПАВ в ацетоне не экологична из-за испарения растворителя; состав для импрегнирования содержит остаточный высокотоксичный мономер - стирол, а стадия сушки занимает много времени; снижение сроков хранения импрегнированных абразивных инструментов, так как органические компоненты, входящие в водный раствор для импрегнирования инструмента, способствуют развитию в поровом пространстве бактерий, разрушающих керамическую связку инструмента.

Известен способ импрегнирования абразивного инструмента (Авт. св. СССР №1726222, Кл. B24D 3/34, 1992, Бюл. №14), при котором применяемый импрегнатор акрилатного типа представляет собой линейный сополимер этилакрилата, метилметакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде.

Причины совпадающие - пропитка абразивного инструмента водным раствором, последующая сушка инструмента.

Причины, препятствующие поставленной задаче, - сложность состава импрегнатора; операция пропитки инструмента раствором ПАВ и последующая его сушка от воды требует большого времени; высокая стоимость сополимера этилакрилата, метилметакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакрилата в водной среде, причем указанные ПАВ пригодны только для корундового абразивного инструмента, что сужает области применения способа; снижение сроков хранения инструмента из-за появления в поровом пространстве бактерий, разрушающих керамическую связку.

За прототип принят известный способ импрегнирования абразивного инструмента (патент РФ №2284895, МПК B24D 3/34, БИПМ №28 (ч.I), 2006), при котором пропитку абразивного инструмента осуществляют органическим соединением, в качестве которого используют сополимер этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде, а пропитку абразивного инструмента ведут при комнатной температуре в течение 10-15 мин с предварительным вакуумированием, после чего абразивный инструмент помещают на 10-15 мин в емкость с водой при температуре 90-95°C для фиксации пропитывающего состава в его поровом пространстве и осуществляют конвективную сушку инструмента при его вращении со скоростью 0,3-0,5 с-1 при температуре 80-95°C в течение 10-12 ч.

Признаки совпадающие - пропитка абразивного инструмента водным раствором при комнатной температуре в течение 10-15 мин и конвективная сушка его при вращении инструмента со скоростью 0,3-0,5 с-1.

Признаки, препятствующие поставленной задаче, - сложный и дорогостоящий состав водного раствора из органических компонентов; необходимость предварительного вакуумирования; высокие температуры пропитки и сушки импрегнированного инструмента; длительная стадия сушки; снижение сроков хранения инструмента из-за появления в поровом пространстве бактерий, разрушающих керамическую связку.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение состава и снижение стоимости компонентов, входящих в водный состав для импрегнирования абразивных инструментов, уменьшение времени и температуры сушки, увеличение сроков хранения абразивных инструментов.

Технический результат достигается тем, что абразивный инструмент помещают в водный раствор, содержащий 20-25 г дийодида хрома на литр воды для фиксации дийодида хрома в его поровом пространстве при периодическом встряхивании емкости с раствором дийодида хрома и импрегнируемым инструментом, а конвективную сушку инструмента осуществляют в течение 1,5-2 часов при температуре 40-50°C.

Для достижения технического результата в предлагаемом способе импрегнирования абразивного инструмента, включающем пропитку последнего водным раствором при комнатной температуре в течение 10-15 минут и конвективную сушку его при вращении инструмента со скоростью 0,3-0,5 с-1, абразивный инструмент помещают в водный раствор, содержащий 20-25 г дийодида хрома на литр воды для фиксации дийодида хрома в его поровом пространстве при периодическом встряхивании емкости с раствором дийодида хрома и импрегнируемым инструментом, а конвективную сушку инструмента осуществляют в течение 1,5-2 часов при температуре 40-50°C.

Способ импрегнирования абразивного инструмента заключается в приготовлении в специальной емкости (например, баке) водного раствора, содержащего 20-25 г дийодида хрома на литр воды, окунания в него при комнатной температуре в течение 10-15 минут абразивного инструмента, периодического встряхивания емкости с водным раствором дийодида хрома и импрегнируемым абразивным инструментом для выхода пузырьков воздуха и последующей конвективной сушки импрегнированного инструмента с использованием вентилятора при вращении импрегнируемого инструмента с угловой скоростью 0,3-0,5 с-1 в течение 1,5-2 часов, которую осуществляют путем подачи от вентилятора воздуха, нагретого до температуры 40-50°C.

В процессе импрегнирования растворенный в воде диодид хрома легко проникает в поровое пространство абразивного инструмента за счет периодического встряхивания емкости с раствором дийодида хрома и импрегнируемым инструментом, обволакивает свободные поверхности абразивных зерен и, обладая высокой адгезионной способностью, прочно и надолго удерживается на них. С одной стороны, дийодид хрома, обладая высокими антисептическими свойствами, не позволяет бактериям появляться в поровом пространстве, увеличивая, тем самым, срок хранения абразивного инструмента. С другой стороны, в процессе шлифования при температуре в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью детали при температуре 550-650°C дийодид хрома разлагается с выделением йода, обладающего высокой химической активностью, который образует на обработанных поверхностях детали йодиды металла, обладающие низким коэффициентом трения и снижающие температуру шлифования в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью детали [см. Бутенко В.И., Гусакова Л.В. «Повышение эффективности шлифования поверхностей деталей машин». - Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2012. - 176 с.]. Таким образом импрегнирование абразивных инструментов на керамической связке водным раствором дийодида хрома позволяет увеличить срок хранения импрегнированных абразивных инструментов при одновременном повышении их стойкости и существенном снижении количества прижогов на обработанной поверхности детали. Кроме этого, стоимость расхода дийодида хрома на литр воды в 10-13 раз ниже стоимости органических компонентов, входящих в водный раствор для импрегнирования абразивных инструментов по прототипу (см. патент РФ №2284895, МПК B24D 3/34, БИПМ №28 (ч.I), 2006), а время сушки импрегнированного инструмента уменьшается в 6-8 раз при снижении в 2 раза температуры нагрева воздуха, подаваемого вентилятором, что на 70-80% снижает расходы на электроэнергию, связанные с импрегнированием абразивных инструментов.

Для определения оптимального состава водного раствора и оптимальных режимов импрегнирования абразивных инструментов, включая количество дийодида хрома в водном растворе m, продолжительность t и температуру T конвективной сушки, были выполнены специальные исследования, включающие шлифование образцов из стали 35ХГСА диаметром 30 мм и длиной 320 мм на круглошлифовальном станке мод. 3М151 и последующую оценку кругов по интенсивности изнашивания J, времени хранения импрегнированных абразивных кругов L, а также параметров качества получаемого поверхностного слоя обработанного образца по таким показателям, как число прижогов N на площади 3×104 мм2 и относительной площади поверхности S, подвергнутой прижогам. Исследования проводились с использованием кругов ГШ 320×60×127 мм из электрокорунда 14А зернистости 25 на керамической связке средней твердости СМ1. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости использовался 5%-ный водный раствор эмульсола Укринол-1. Были приняты следующие режимы шлифования образцов: скорость резания Vк=35 м/с, скорость вращения детали Vд=0,314 м/с, продольная подача Sпр=0,02 м/с, подача врезания Sвр=0,01 мм/дв.ход, число двойных ходов круга n=3.

В табл.1 приведены результаты выполненных исследований, полученные как средние значения по десяти последовательно выполненным экспериментам. Из анализа приведенных в табл.1 данных следует, что наилучшие результаты по интенсивности изнашивания J, срокам хранения импрегнированных шлифовальных кругов L, суммарным энергетическим и стоимостным затратам З, а также числу прижогов N и их относительной площади S на обработанной поверхности образцов достигаются при значениях m=20-25 г/литр, t=1,5-2 часа и T=40-50°C.

Таблица 1
Результаты исследования импрегнированных шлифовальных кругов при обработке стали 35ХГСА для установления оптимальных значений m и Т
m, г/л T, град C J, мг/час L, годы З, руб/круг N, шт. S, %
1. 15 20 3,3 2,0 12,8 18 35
2. 15 40 3,0 2,1 13,1 18 35
3. 15 50 2,8 2,2 13,2 17 30
4. 15 60 2,8 2,2 13,2 17 30
5. 20 20 2,9 2.2 13,0 16 25
6. 20 40 2,7 2,5 13,1 12 20
7. 20 50 2,5 2,8 13,3 10 15
8. 20 60 2,5 2,8 13,5 9 15
9. 25 20 2,5 2,8 13,4 12 20
9. 25 40 2,2 3,2 13,5 8 12
10. 25 60 2,2 3,3 13,6 8 13
11. 30 20 2,5 2,8 13,5 9 16
12. 30 40 2,2 3,2 13,8 8 12
13. 30 50 2,2 3,2 14,0 8 11
14. 30 60 2,2 3,2 14,2 7 12

Проведены сравнительные испытания шлифовальных кругов ПП 320×60×12714А25К1СМ1 35 м/с ГОСТ 2424-83, подвергнутых различным способам импрегнирования: по прототипу в соответствии с патентом РФ №2284895, МПК B24D 3/34 (БИПМ 328 (ч.I), 2006 г. и по предлагаемому способу импрегнирования абразивных инструментов. Шлифованию на указанных режимах резания подвергались образцы из сталей 35ХГСА, 20ХН2МА и сплава ХН62МВКЮ. Оценка эффективности способов импрегнирования шлифовальных кругов осуществлялась по интенсивности изнашивания J, сроку хранения кругов после импрегнирования L, числу прижогов на обработанной поверхности N и их относительной площади S. Результаты выполненных испытаний приведены в табл.2, из анализа которых следует, что при примерно одинаковых показателях по интенсивности изнашивания кругов J, числу прижогов на обработанной поверхности N и их относительной площади S предлагаемый способ импрегнирования абразивных инструментов позволяет: в 7-10 раз увеличить срок их хранения L, при этом средняя суммарная стоимость компонентов для импрегнировании абразивных инструментов снижается в 10-13 раз: с 32,5-48,0 руб/л по прототипу (патент РФ №2284895 МПК B24D 3734, БИПМ №28 (ч.I), 2006 г.) до 3,2-3,6 руб/л по предлагаемому способу при снижении в 2 раза температуры воздуха, подаваемого при сушке инструментов, и уменьшить в 6-8 раз время сушки, что на 70-80% снижает расходы электроэнергии, связанные с импрегнированием абразивных инструментов.

Таблица 2
Результаты сравнительных испытаний импрегнированных шлифовальных кругов по прототипу (патент РФ №2284895 МПК B24D 3/34, БИПМ №28 (ч.I), 2008 г.) и предлагаемому способу
Способ импрегнирования кругов
Обрабатываемый по прототипу предлагаемый способ
материал J, мг/час L, годы N, шт. S, % J, мг/час L, годы N, шт. S,%
Сталь 35ХГСА 2,5 0,5 9 11 2,6 4,0 10 12
Сталь 20ХН2МА 2,4 0,4 10 12 2,4 4,0 10 11
Сплав ХН62МВКЮ 3,5 0,5 12 20 3,4 3,5 12 18

Способ импрегнирования абразивного инструмента, включающий пропитку абразивного инструмента водным раствором при комнатной температуре в течение 10-15 минут и конвективную сушку абразивного инструмента при его вращении со скоростью 0,3-0,5 с-1, отличающийся тем, что пропитку абразивного инструмента осуществляют в водном растворе, содержащем 20-25 г дийодида хрома на литр воды, в емкости при ее периодическом встряхивании для фиксации дийодида хрома в поровом пространстве абразивного инструмента, а конвективную сушку абразивного инструмента осуществляют в течение 1,5-2 часов при температуре 40-50°C.



 

Похожие патенты:

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.
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.
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.
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.
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.

Изобретение относится к структурированному абразивному материалу с верхним слоем и может быть использовано, например, с вращающимся инструментом. .
Изобретение относится к структуре на основе стекловолокон, покрытой смоляной композицией, предназначенной для упрочнения абразивов в связке. .
Изобретение относится к производству абразивных инструментов из электрокорунда белого на керамической связке, предназначенных для обработки конструкционных сталей и сплавов.
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 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 производству абразивных инструментов из электрокорунда белого на керамических связках с номерами структуры 12-22. Абразивная масса для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента включает абразив, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки, мелкодисперсный порошкообразный оксид железа и наполнитель. Абразив состоит из смеси абразивных зерен двух различных зернистостей, при этом объемное содержание абразивных зерен с меньшей зернистостью с размерами в пределах 60-160 мкм составляет 5-100% от объемного содержания абразивных зерен с большей зернистостью, размер которых составляет 160-500 мкм. Наполнитель представляет собой смесь полых сферических частиц из легкоплавкого стекла и полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 85 до 560 мкм в количестве 25-100% объемного содержания абразива с наибольшей зернистостью. Обеспечивается однородная объемная твердость абразивного инструмента, его минимально возможная деформация, а также повышенная механическая прочность. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.

Изобретение относится к составам для пропитки абразивного инструмента на керамической связке, применяемым на операциях механической обработки деталей. Состав для пропитки абразивного инструмента на керамической связке содержит органическое вещество и воду. В качестве органического вещества состав содержит триэтаноламин и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: Триэтаноламин 42-70 Олеиновая кислота 8-13 Вода Остальное В результате обеспечивается повышение стойкости абразивного инструмента и удельной производительности обработки при низкой шероховатости шлифованной поверхности. 2 табл.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при производстве и эксплуатации абразивных кругов на керамической связке. Осуществляют пропитку инструмента водным раствором поверхностно-активных веществ (ПАВ) при комнатной температуре и конвективную сушку при вращении инструмента. Последний помещают в водный раствор ПАВ и подвергают воздействию ультразвуковых колебаний частотой 16-18 кГц и амплитудой 2-3 мм в течение 5-8 мин. Конвективную сушку инструмента осуществляют со скоростью 0,3-0,5 с-1 при температуре 80-95°C и в течение 2,5-3,0 ч при его непрерывном встряхивании. В результате уменьшается длительность пропитки абразивного инструмента и снижается продолжительность конвективной сушки при сохранении качества обрабатываемых поверхностей. 2 табл.
Изобретение может быть использовано для изготовления рабочих органов машин разного назначения, взаимодействующих с высокоабразивной средой. Способ включает термическое воздействие на высокопрочный металл, придание ему заданной формы, крепление образованного износоустойчивого элемента к рабочему органу оборудования. Образуют трубчатую полую металлическую оболочку, например, прямоугольного, эллиптического, круглого или треугольного сечения. Полость оболочки полностью заполняют смесью флюса и порошкообразного высокопрочного металла и подвергают ее высокотемпературному воздействию. Спекают смесь до образования монолитного тела и образования зоны диффузии шириной от 10 до 30% толщины трубчатой оболочки между боковой поверхностью тела сплава и внутренней боковой поверхностью трубчатой оболочки. Полученный износоустойчивый элемент закрепляют к рабочему органу оборудования с помощью газовой или электродуговой сварки, образуют опорную поверхность в виде зоны диффузии между поверхностью рабочего органа и внешней частью металлической оболочки. Воздействием абразивной среды на упомянутый элемент удаляют металлическую оболочку, которая находится вне зоны, образованной опорной поверхностью. Технический результат заключается в обеспечении возможности придания любой необходимой формы износоустойчивому элементу и высокого качества крепления к любой металлической поверхности рабочего органа.

Изобретение относится к износостойкому элементу, взаимодействующему с абразивной средой, и может быть использовано в машиностроении в разных областях промышленности, в частности, изобретение может быть использовано для изготовления рабочих органов машин разного назначения, взаимодействующих с абразивной средой. Упомянутый износостойкий элемент содержит износостойкое монолитное тело, выполненное из смеси кремнистого или марганцовистого флюса с порошком карбида бора, или карбида вольфрама, или карбида титана, подвергнутых термическому воздействию. Упомянутое тело расположено в полости металлической трубчатой оболочки, полость которой имеет круглое, или прямоугольное, или треугольное, или эллиптическое сечение. Упомянутый износостойкий элемент имеет зону диффузии, полученную за счет высокотемпературного воздействия и расположенную между упомянутыми телом и оболочкой. Ширина упомянутой зоны диффузии составляет от 10 до 30% толщины металлической трубчатой оболочки, а на внешней стороне металлической трубчатой оболочки выполнена опорная поверхность, обеспечивающая возможность присоединения износостойкого элемента посредством газовой или электрической сварки к металлической поверхности рабочего органа. Обеспечивается получение износостойкого элемента, обладающего высокой прочностью и возможностью продолжительного динамического взаимодействия с абразивной средой. 3 ил.
Наверх