Способ изготовления высокоструктурного абразивного инструмента


 


Владельцы патента RU 2536575:

Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента. Производят дозирование всех компонентов для изготовления абразивной массы по определенным весовым соотношениям. Предварительно готовят смесь из полых сферических частиц алюмосиликата и частиц молотых фруктовых косточек и смесь из порошков керамической связки и декстрина. Загружают в емкость смесительной машины абразивное зерно и перемешивают в течение 1-2 мин. Загружают упомянутую смесь из полых сферических частиц алюмосиликата и частиц молотых фруктовых косточек и перемешивают вместе с абразивным зерном в течение 3-6 мин. Добавляют в приготавливаемую формовочную массу лигносульфонат и перемешивают 5-8 мин. Загружают подготовленную смесь из порошков керамической связки и декстрина и смешивают еще 4-6 мин. В результате обеспечивается однородность формовочной массы и улучшаются технические характеристики абразивного инструмента. 1 табл.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления абразивного инструмента. В производстве абразивного инструмента и, в том числе, шлифовальных кругов важной операцией их изготовления является порядок загрузки компонентов абразивной массы и последующего их смешивания. От принятой последовательности и режима смешивания компонентов формовочной массы зависят технические характеристики абразивного инструмента.

В практике промышленного изготовления абразивного инструмента нормальных структур с N№ 5…7, у которых содержание абразивного зерна составляет 48…52% объема инструмента, смесительная машина загружается одновременно всеми компонентами абразивной массы с последующим их перемешиванием. На заключительном этапе при необходимости дополнительно добавляются клеящие и увлажняющие добавки.

Указанный порядок загрузки и смешивания компонентов абразивной массы оправдан как по техническим соображениям, так и по соображениям экономичности изготовления инструмента из-за малого времени на приготовление абразивной массы. Технические соображения обусловлены тем, что состав абразивного инструмента на керамических связках со структурами 5…7 состоит всего из двух основных компонентов - абразивного зерна и керамической связки с добавлением клеящих и увлажняющих добавок для технологичности изготовления.

При смешивании двухкомпонентной абразивной массы, в которой керамической связки в два и более раз меньше, чем абразивного зерна, получить качественную массу достаточно просто.

Для изготовления абразивного инструмента на керамических связках с более высокими номерами структуры - от 10-12 и выше рекомендуются более сложные многокомпонентные составы абразивных масс.

Из уровня техники наиболее близким техническим решением по технической сути и достигаемому результату является способ для изготовления высокоструктурного инструмента, которой описан в патенте РФ №2152298, В2483/18, 2000 г., включающий подготовку посредством смешивания формовочной массы, содержащей абразивное зерно с размерами в пределах 60-420 мкм, наполнитель, представляющий собой предварительно подготовленную смесь из полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 80 до 560 мкм и частиц молотых фруктовых косточек размером в диапазоне 160-800 мкм, предварительно подготовленную смесь из мелкодисперсных порошков керамической связки и декстрина, а также жидкий лигносульфонат, дальнейшее смешивание полученной массы, ее загрузку в прессформу и формование с последующим обжигом.

При изготовлении абразивного инструмента известным способом необходимо обеспечить однородное смешивание четырех основных компонентов: зерна, например, из электрокорунда белого с плотностью 3,95 г/см3, керамической связки (2,5 г/см3), частиц выгорающего наполнителя в виде молотых фруктовых косточек (1,5 г/см3) и алюмосиликатных полых сферических частиц (0,4 г/см3) с разноплотностью исходных компонентов до 10 раз. При этом содержание более тяжелых абразивных зерен, которое для инструмента со структурами 10-12 и выше составляет менее 42% объема, в абразивной массе может быть существенно меньше, чем объемное содержание более легких компонентов - керамической связки, алюмосиликатных полых сферических частиц и частиц молотых фруктовых косточек. В этом случае обеспечить однородность смешивания многокомпонентной абразивной массы путем одновременной загрузки всех ее исходных компонентов не удается даже при большом времени перемешивания. Соответственно не удается обеспечить наилучшие эксплуатационные свойства для заданного состава абразивной массы.

Техническим задачей заявленного изобретения является повышение технических характеристик абразивного инструмента.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение однородности формовочной массы.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления высокоструктурного абразивного инструмента, включающем подготовку посредством смешивания формовочной массы, содержащей абразивное зерно с размерами в пределах 60-420 мкм, наполнитель, представляющий собой предварительно подготовленную смесь из полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 80 до 560 мкм и частиц молотых фруктовых косточек размером в диапазоне 160-800 мкм, предварительно подготовленную смесь из мелкодисперсных порошков керамической связки и декстрина, а также жидкий лигносульфонат, дальнейшее смешивание полученной массы, ее загрузку в прессформу и формование с последующим обжигом, согласно изобретению подготовка формовочной массы производится в следующем порядке и по режиму смешивания:

1. Абразивное зерно - 1-2 мин.

2. Предварительно подготовленная смесь в виде полых

сферических частиц из алюмосиликата и частиц молотых

фруктовых косточек - 3-6 мин.

3. Лигносульфонат - 5-8 мин.

4. Предварительно подготовленная смесь из порошков

керамической связки и декстрина - 4-6 мин.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

Предварительно производится дозирование всех компонентов для изготовления абразивной массы строго по определенным весовым соотношениям, в зависимости от рассчитанной рецептуры высокоструктурного абразивного инструмента. Также предварительно готовятся смесь в виде полых сферических частиц из алюмосиликата и частиц молотых фруктовых косточек и смесь из порошков керамической связки и декстрина. Смеси приготавливаются смешиванием компонентов вручную в заправочной емкости при небольшом количестве - до 2 кг - или в смесительной машине.

Последующий регламент приготовления формовочной массы включает этапы смешивания:

- загружается в емкость смесительной машины абразивное зерно и перемешивается в течение 1-2 мин в зависимости от его объема;

- загружается предварительно подготовленная смесь в виде полых сферических частиц из алюмосиликата и частиц молотых фруктовых косточек и перемешивается вместе с абразивным зерном в течение 3-6 мин;

- добавляется в приготавливаемую формовочную массу лигносульфонат и перемешивается 5-8 мин;

- загружается предварительно подготовленная смесь из порошков керамической связки и декстрина и смешивается еще 4-6 мин.

Для оценки оптимальности предложенного способа приготовления высокоструктурного абразивного инструмента на основе регламента смешивания формовочной массы были изготовлены специальные образцы для измерения объемной деформации, твердости и разрывной прочности после их обжига.

Образцы изготавливались по 5 вариантам с различным временным интервалом смешивания абразивной массы одного рецептурного состава на основе электрокорунда белого марки 25А зернистостью F80 на керамической связке марки К5С со структурой №16 на рассчитанную степень твердости Н с объемным содержанием компонентов:

Абразивное зерно 30
Керамическая связка 7,2
Алюмосиликатные микросферы 8
Фруктовые косточки 12
Лигносульфонат 4
Декстрин 6

Для определения объемной деформации после обжига и твердости использовались плашки с диаметром 80 мм и высотой 20 мм. Объемная деформация образцов устанавливалась по разнице объемов образца до и после обжига, а ее средняя величина определялась по изменению объемов у образцов каждого варианта. Твердость определялась по глубине лунки пескоструйным методом в соответствии с ГОСТ Р 52587-2006 по результатам 6 измерений на каждом варианте испытаний.

Механическую прочность на разрыв на образцах - восьмерках - определяли на разрывной машине УМ-500 согласно методике, описанной в книге (Любомудров В.Е., Васильев Н.Н. Абразивные инструменты и их изготовление. -М.-Л.: Машгиз. 1953.-352. С.135).

Варианты с различными временными интервалами смешивания абразивных масс и результаты испытаний образцов представлены в табл.1.

Таблица 1

п/п Режимы смешивания (мин) Объемная Твер- Механи-
Абра- Смесь Лигно- Смесь Дефор- дость ческая
зивное частиц сульфонат порошков мация, % по прочность
зерно Алюмосили- керамической глубине на
6-420 ката и связки и лунки, разрыв,
мкм фруктовых декстрина мм МПа
косточек
1 0,5 2,0 4,0 3,0 6,2 6,9 5,0
2 1,0 3,0 5,0 4,0 4,8 6,0 14,5
3 1,5 4,0 6,0 5,0 4,1 5,9 14,8
4 2,0 6,0 8,0 6,0 4,0 6,0 15,0
5 3,0 7,0 9,0 7,0 5,3 5,6 14,9

Сравнением полученных результатов установлено, что по предложенному регламенту смешивания образцы из абразивной массы, приготовленной с минимальным временем смешивания, не обеспечили заданную степень твердости Н (глубина лунки 5,8-6,7 мм). При этом их объемная деформация при обжиге была до 30% больше, а механическая прочность на разрыв до 3 раз была меньше, чем для образцов, изготовленных с заявленным временным интервалом смешивания абразивной массы.

Результаты испытаний образцов, изготовленных по 5 варианту смешивания абразивной массы, оказались чуть хуже, чем для образцов, изготовленных по вариантам с заявленным временным интервалом смешивания. Если принять во внимание, что время приготовления абразивной массы по 5 варианту составило от 20% до 2 раз больше, то его использование можно признать экономически и технически нецелесообразным.

Таким образом, заявленная совокупность признаков, изложенная в формуле изобретения, позволяет по сравнению с прототипом за счет обеспечения однородности формовочной массы улучшить технические характеристики абразивного инструмента.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности, не известной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для изготовления шлифовальных кругов;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки, известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Способ изготовления абразивного инструмента, включающий подготовку компонентов, их смешивание с получением формовочной массы, загрузку ее в прессформу и формование с последующим отжигом, отличающийся тем, что в качестве компонентов используют абразивное зерно с размерами 60-420 мкм, наполнитель в виде подготовленной смеси из полых сферических частиц алюмосиликата размером от 80 до 560 мкм и частиц молотых фруктовых косточек размером 160-800 мкм, подготовленную смесь мелкодисперсных порошков керамической связки и декстрина, а также жидкий лигносульфонат, при этом смешивание упомянутых компонентов формовочной массы осуществляют путем перемешивания абразивного зерна в течение 1-2 мин, добавления подготовленной смеси из полых сферических частиц алюмосиликата и частиц молотых фруктовых косточек и ее смешивания вместе с абразивным зерном в течение 3-6 мин, добавления лигносульфоната и смешивания в течение 5-8 мин, добавления подготовленной смеси из мелкодисперсных порошков керамической связки и декстрина и смешивания компонентов в течение 4-6 мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии производства абразивных инструментов из зерна электрокорунда белого на керамических связках. Способ включает дозированную загрузку и перемешивание сыпучих компонентов: абразивных зерен электрокорунда белого, керамической связки и наполнителя в виде алюмосиликатных полых сферических частиц размером 5-560 мкм в количестве 2-200% объема абразива, а также клеящих и увлажняющих добавок, и перемешивание до готовности.
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. Масса для изготовления абразивного инструмента включает абразив, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и наполнитель в виде полых сферических частиц из алюмосиликата.
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 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 производстве высокопористого абразивного инструмента, предназначенного для глубинного шлифования.

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

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента и на операциях шлифования поверхностей деталей.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при производстве высокопористого абразивного инструмента. .
Изобретение относится к технологии производства высокопористого абразивного инструмента на керамических связках. Способ включает приготовление формовочной массы, содержащей абразивные зерна электрокорунда или карбида кремния, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и смесь наполнителей в виде алюмосиликатных полых сферических частиц в количестве 2-200% от объемного содержания абразива и молотых фруктовых косточек в количестве 5-250% объемного содержания алюмосиликатного наполнителя, формование из нее сырца инструмента и высокотемпературный обжиг инструмента.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для получения кольцевых заготовок для тонких отрезных абразивных кругов на вулканитовой связке.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении алмазного инструмента на гальванической связке, преимущественно для обработки хрупких неметаллических материалов.
Изобретение относится к технологии производства абразивного инструмента на керамических связках. Способ включает приготовление формовочной массы, содержащей абразивные зерна электрокорунда или карбида кремния, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и наполнитель в виде алюмосиликатных полых сферических частиц в количестве 2-200% от объема абразива, формование из нее сырца инструмента и высокотемпературный обжиг инструмента.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве абразивных инструментов и паст для шлифовки и полировки изделий из твердых материалов и лакокрасочных покрытий.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных инструментов. Абразивное изделие содержит абразивное тело, имеющее абразивные зерна в связующем материале.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных кругов и других абразивных изделий с дискретной режущей поверхностью.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных изделий для шлифования деталей из различных материалов.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении инструментов для резания и шлифования строительных материалов. Абразивное изделие содержит основание и абразивную деталь, включающую три различные фазы, связанные одна с другой и включающие абразивные частицы, металлическую матрицу и пропитывающий материал.

Изобретение относится к абразивному изделию. Абразивный материал со связкой, выполненный в виде абразивного круга, содержит керамические фасонные абразивные частицы, удерживаемые связующим веществом.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении керамических формованных частиц для абразивных изделий. Упомянутая керамическая частица имеет четыре основные поверхности, соединенные шестью общими кромками. Каждая из четырех основных поверхностей соединена с тремя другими основными поверхностями, а шесть общих кромок имеют в основном одинаковую длину. Абразивная частица соответствует номинальным разрядам, принятым в абразивной промышленности. Раскрыты также способ получения абразивной частицы и абразивное изделие, состоящее из керамических формованных частиц, закрепленных на связующем элементе. В результате повышается эффективность обработки за счет высокой степени симметрии керамических абразивных частиц, снижающей вероятность их ориентации в абразивном изделии в определенном направлении. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл., 5 пр.
Наверх