Способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2790313:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента на керамической связке. Способ включает дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов, групповую сушку, термическую и механическую обработку. Групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов проводят в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц до достижения значения остаточной влажности 0,4-0,6%. Повышается качество изготовления абразивного инструмента на керамической связке за счет многократного сокращения времени сушки.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления абразивных инструментов на керамической связке, предназначенных для шлифования заготовок из различных металлов и сплавов. Данное изобретение распространяется на все типоразмеры абразивных инструментов, изготовленных из любых абразивных материалов.

Известен способ изготовления абразивных инструментов на керамической связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, стекла натриевого жидкого или раствора декстрина, керамической связки и наполнителей), формование абразивного инструмента, извлечение его из пресс-формы, сушку на воздухе, низкотемпературный нагрев и термическую обработку (обжиг) в печах с конвективным, инфракрасным или высокочастотным принципом нагрева, последующую механическую обработку и контроль качества (см. Любомудров В.Н. Абразивные инструменты и их изготовление. - Л.: Машгиз, 1953. - С. 205-212). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа низкотемпературного нагрева (сушки) абразивных инструментов на керамической связке, относится то, что указанная технология предусматривает достаточно длительный и весьма энергоемкий процесс сушки заготовок абразивных инструментов в печах, где теплоносителем является воздух, либо инфракрасное излучение или высокочастотное излучение. Сушка абразивных инструментов стандартным способом приводит к возникновению неравномерно распределенных внутренних напряжений, которые в дальнейшем могут привести к образованию трещин на изделиях.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ сушки кирпича сухого прессования (Диденко А.Н. СВЧ-энергетика - М.: Наука, 2000. с. 78 - 79), при котором заготовки кирпича, установленные на конвейер, проходят зону сушила, где генерируется СВЧ-излучение с частотой 915 МГц. После обработки СВЧ-излучением кирпич высушивается равномерно по объему и без деформаций. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного способа, относится то, что невозможно осуществить конвейерную сушку для абразивного инструмента на керамической связке, ввиду большого разнообразия его типоразмеров и характеристик.

Технический результат - уменьшение технологической себестоимости и повышение качества абразивного инструмента.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления абразивных инструментов на керамической связке, включающем дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов, сушку на воздухе, низкотемпературный нагрев, термическую и механическую обработку, особенность заключается в том, что осуществляют групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц до достижения значения остаточной влажности 0,4-0,6%.

Проведение всего цикла сушки в микроволновом поле СВЧ-камеры после извлечения полуфабрикатов абразивных инструментов из пресс-формы, позволяет уменьшить технологическую себестоимость и повысить качество изготовления абразивного инструмента на керамической связке за счет многократного сокращения времени сушки и энергозатрат, а также однородного распределения остаточной влажности в абразивном инструменте. Равномерно распределенные и небольшие внутренние напряжения приводят к значительному снижению брака в виде трещин абразивного инструмента. Кроме того, увеличение частоты электромагнитного СВЧ-поля на два порядка по сравнению с технологией обработки в высокочастотном поле позволяет, при необходимом уровне поглощаемой мощности, снизить до безопасной, с точки зрения возможности пробоя в обрабатываемом абразивном инструменте, величины напряженности электрического поля.

Заявляемое изобретение представляет собой способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке. Предлагаемый способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке включает дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, стекла натриевого жидкого или раствора декстрина, керамической связки и наполнителей), формование полуфабриката абразивного инструмента в пресс-форме, извлечение полуфабриката абразивного инструмента из пресс-формы, групповую сушку полуфабрикатов абразивного инструмента в микроволновом поле с частотой 2450 МГц СВЧ-камеры до достижения значения его остаточной влажности 0,4-0,6%, механическую обработку и контроль качества.

Об эффективности предлагаемого способа изготовления можно судить по следующему примеру.

На первом этапе выполнили дозирование компонентов формовочной смеси: электрокорунд белый 25А F80 - 85,2% (по массе), керамическая связка К20 - 9,7%, жидкое стекло - 4,4%, наполнители - 0,7% и их перемешивание в специальном смесителе. Формование полуфабрикатов производили на гидравлическом прессе в пресс-форме без нагрева. Затем осуществляли групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц. Продолжительность процесса сушки составила 160 минут. Влажность полуфабрикатов находилась в диапазоне 0,4-0,6%. Неравномерность нагрева группы полуфабрикатов в процессе сушки не превышала ±14%. Далее проводили полный цикл термообработки группы полуфабрикатов и их механическую обработку. На заключительной стадии в различных точках замеряли скорость прохождения акустической волны сквозь изготовленные образцы, которая характеризует твердость круга и прочность удержания связкой абразивных зерен. Полученные образцы не деформировались в процессе термообработки и на них отсутствовали следы трещин. Разброс значений скорости прохождения акустической волны сквозь образец не превышал 4%.

Способ изготовления абразивного инструмента на керамической связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов, сушку на воздухе, низкотемпературный нагрев, термическую и механическую обработку, отличающийся тем, что осуществляют групповую сушку полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц до достижения значения остаточной влажности 0,4-0,6%.

Изобретение относится к области производства изделий из порошковых материалов, а именно к изготовлению изделий методом горячего прессования преимущественно карбидной керамики, и может быть использовано в производстве абразивного инструмента, конструкционной керамики, бронекерамики. В способе осуществляют низкотемпературное формование с обеспечением равноплотности и равновысотности полуфабриката из однородного материала или отдельных полуфабрикатов изделий и их сегментов под заполнение всей площади формы для спекания, или слоя заготовки полуфабриката по размеру формы для спекания с его последующей резкой на полуфабрикаты отдельных изделий с использованием ответных после резки частей в качестве сегментов и укладкой их в форму для спекания в один или несколько слоев.

Масса для изготовления абразивного инструмента // 2672973

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании вязких труднообрабатываемых материалов. Масса включает абразив, глину, высокопрочный ферритный чугун, порошок серого чугуна, дийодид хрома и древесную муку с заданным размером частиц.

Способ изготовления мелкозернистого абразивного инструмента // 2630729

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента из шлифовальных порошков и микропорошков, используемого для резьбо- и зубошлифования. Способ включает подготовку компонентов, их смешивание с получением формовочной массы, загрузку ее в пресс-форму и формование с последующим высокотемпературным обжигом.

Абразивные частицы, способ получения абразивных частиц и абразивные изделия // 2621085

Изобретение относится к формованной керамической абразивной частице. Формованная керамическая абразивная частица содержит первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность.

Склеенное абразивное изделие // 2600464

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении склеенного абразивного изделия, состоящего из оформленных абразивных частиц и связующего вещества. Каждая из упомянутых абразивных частиц имеет переднюю сторону и заднюю сторону и выполнена толщиной t между ними.

Абразивное изделие с покрытием с вращательно ориентированными профилированными керамическими абразивными частицами и способ его изготовления // 2569437

Изобретение относится к области металлургии, а именно к абразивному изделию, и может быть использовано для доводки, чистовой обработки или шлифования различных материалов. Абразивное изделие с покрытием включает множество профилированных керамических абразивных частиц, каждая из которых обладает поверхностной характеристикой; множество профилированных керамических абразивных частиц, присоединенных к гибкой основе при помощи производственного слоя, включающего смоляной адгезив, формирующий абразивный слой; где каждая из профилированных абразивных частиц, прикрепленных к гибкой основе, определяет заданную вращательную ориентацию по аппликате, соответствующей поверхностной характеристике, и где заданная вращательная ориентация по аппликате по крайней мере для 50% профилированных керамических абразивных частиц, прикрепленных к гибкой основе, является заданной вращательной ориентацией по аппликате и не является произвольной.

Агломерированное абразивное зерно, содержащее включенные полые микросферы // 2566791

Изобретение относится к агломерированному абразивному зерну и способу его изготовления. Агломерированное абразивное зерно с открытой пористостью от 5 до 40% по объему содержит множество отдельных абразивных зерен, выбранных из группы, состоящей из корунда, электрокорунда, спеченного корунда, оксида алюминия, циркония, карбида кремния, карбида бора, кубического нитрида бора, алмаза и их смесей, которые включены в матрицу связующего.

Способ изготовления изделий из алмазосодержащих композиционных материалов // 2566351

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, широко используемым для изготовления алмазного инструмента: резцов, выглаживателей, опор, фильер и т.д. Технический результат - упрощение способа изготовления изделий из алмазосодержащих композиционных материалов при сохранении их функциональных свойств.

Способ изготовления изделий из алмазно-металлического композиционного материала // 2554963

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, используемым в различных областях электроники в качестве теплоотводов. Технический результат - повышение эффективности работы изделий в качестве теплоотводов при упрощении технологии их изготовления.

Способ изготовления высокопористого абразивного инструмента // 2527052

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.