Абразивная масса

 

«союзн

ИТЕ:..;., -, 1,„ библиот >, >,.;-.,,a

О П И С А Н И Е ц 534953

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова СоветокиВ

ГоциалистическиЯ

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.01.75 (21) 2099103/08 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 09.12.76 (51) М. Кл.- В 24D 3/34

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.922.079 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Т. Чалый, В. В, Рогов, В. В. Ефанова, A. Е. Шило, А. П. Денисенко, А. И. Гришаев и В. Л. Приходько

Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых материалов АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) АБРАЗИВНАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

И Н СТР УМЕН ТА

Изобретение относится к составам абразивных масс для изготовления абразивного инструмента, предназначенного для чистовой обработки материалов.

Известны абразивные массы, содержащие абразив, например алмаз, кубический нитрид бора или их смесь с вторым абразивом: карбидом кремния зеленым, окисью церия и другими, эпоксидную смолу, отвердитель, твердую смазку, наполнители, а также катализаторы.

Однако инструмент, изготовленный из этой массы, не обеспечивает высокой производительности. Кроме того, поверхность материалов, обработанная таким инструментом, имеет царапины.

Это объясняется большим значением модуля эластичности композиции, не обеспечивающей надлежащей жесткости и прочности закрепления образивных зерен.

Использование связующего, например эпоксидной смолы, в жидком состоянии ухудшает технологичность массы и ограничивает возможность изготовления широкого ассортимента инструмента, так как связующее полимеризуется при комнатной температуре, что вызывает преждевременное отверждение массы.

Цель изобретения — повышение производительности и качества финишной обработки материалов, улучшение технологии изготовления инструмента.

Это достигается тем, что в состав абразивной массы вводят эпоксидную смолу с молеку5 лярным весом от 1000 до 5000 совместно с коррозионно-активным веществом — наполнителем, реагирующим с поверхностью обрабатываемого материала, а также катализатор, например комплексное соединение трехфто10 ристого бора с амином или гидроокись алюминия.

При этом с целью улучшения технологии изготовления инструмента эпоксидная смола, отвердитель, коррозионно-активное вещество, 15 комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюминия берут в порошкообразном состоянии.

Введение высокомолекулярной смолы с молекулярным весом от 1000 до 5000 обуслав20 ливается ее высокой «смолоемкостью», адгезией к абразиву и наполнителю, стойкостью к коррозионному действию растворов солей и кислот, прочностью и устойчивостью к истиранию.

25 В качестве коррозионно-активных веществ применяют, например, сульфат железа, меди, алюминия, цинка, марганца, кадмия, аммония; хлорид алюминия, железа, никеля, марганца, магния, кальция, цинка, натрия, лития, 30 калия; нитрат меди, натрия, калия; сульфит

536953

4 марганца, натрия; фторид аммония, натрия; их эквимолекулярную смесь. Может быть применена энтандионовая и янтарная кислоты.

Эти вещества имеют высокую агрессивную способность в состоянии раствора или расплава по отношению к обрабатываемому материалу.

Трехфтористый бор с амином или гидроокись алюминия — это катализаторы, которые вводят в абразивную массу для существенного повышения отверждения массы в пресс-форме, ее физико-механических показателей, что повышает работоспособность инструмента.

Именно эти катализаторы сокращают время термической обработки в 3 — 6 раз.

Следует отметить, что проявление действия комплексного коррозионно-активного вещества при условии его содержания в массе от 3 до 1 5 об. % имеет место только в инструменте на основе высокомолекулярной эпоксидной смолы. Это объясняется тем, что эта смола отличается высокой «смолоемкостью», адгезией и стойкостью к действию коррозионных солей и кислот. При использовании других смол, не обладающих вышеуказанными свойствами, поставленная цель не достигается, а увеличение коррозионно-активного вещества в абразивной массе вызывает разрушение рабочего слоя инструмента.

В качестве твердой смазки применяют, например, дисульфид и диселенид вольфрама, фторпласт, дисульфид молибдена, гексагональный нитрид бора и другие известные смазки.

Используемый абразив — смесь алмаза или кубического нитрида бора с вторым абразивом, например окисью алюминия, тория, карбидом бора, кремния, циркония, двуокисью кремния, церия, нитридом кремния и др.

Компоненты абразивной массы взяты в следующем соотношении, об. %:

Абразив 6 — 65

Эпоксидная смола 15 — 60

Отвердитель 5 — 45

Катализатор 0,5 — 5

Твердая смазка 5 — 25

Коррозионно-активное вещество 3 — 15

При составлении оптимальной рецептуры абразивной массы для обработки конкретного материала учитывают фактор избирательности действия коррозионно-активного вещества. Например, для стали выбирают растворы нитратов слабых оснований, а при шлифовании стекла используют, например, этандиановую кислоту. сульфат железа и цинка, хлорид железа, меди и цинка.

Повышенная прочность и химическая активность абразивной массы существенно повышают режущие свойства инструмента — производительность и качество финишной обработки материалов.

Пример 1. Компоненты абразивной массы берут в следующем соотношении, об. %:

10,0

0,5

55

5,0

Абразив: синтетический алмаз

ACM 14/10 25,0 окись тория 16,5

5 Эпоксидная смола с молекулярным весом 3500 30,0

Отвердитель, например анилинофенолформ альдегидная смола

10 Катализатор, например комплекс трехфтористого бора с бензиламином

Твердая смазка, например дисульфид вольфрама 15,0

Коррозионно-активное вещество, например сульфат цинка 3,0

Технология изготовления абразивного инструмента включает следующие операции:

20 синтез высокомолекулярной эпоксидной смолы, дозирование компонентов по расчету, смешивание в барабане типа НИА-С14 по режиму: коэффициент заполнения — 0,3, скорость вращения барабана — 30 об/мин, время—

25 6 час; дозирование композиции на заданный типоразмер инструмента, загрузка в прессформу, прессование абразивного слоя по режиму: температура — 160 5 Ñ, давление—

300 -25 кг/см, выдержка — 30 — 50 мин, креп30 ление абразивного слоя к корпусу инструмента.

Синтез высокомолекулярной смолы осуществляют в емкости из нержавеющей стали, снабженной мешалкой, обогревателем и ох35 лаждающим устройством. Высокомолекулярную смолу получают в указанной емкости путем сплавления низкомолекулярной эпоксидной смолы с молекулярным весом 450—

600 и содержанием эпоксигрупп 14 — 21 с ди40 оксидифенилпропаном при температуре 170—

200 С в течение 1,5 — 2 час. Полученную смолу охлаждают и дробят до мелкодисперсного состояния.

Пример 2. Технология изготовления абра45 зивного инструмента аналогична примеру 1, а соотношение компонентов следующее, об. :

Синт. алмаз АСМ 14/10 25,0

Эпоксидная смола с молекулярным весом 1000 53,7

50 Отвердители, например: анилино-фенолформальдегидная смола 4,0 адипиновая кислота 7,0

Катализатор, например комплекс трехфтористого бора с бензиламином 2,3

Твердая смазка, например фторопласт

Коррозионно-активный компо60 нент, например хлорид железа 3,0

П р имер 3. Технология изготовления инструмента аналогична примеру 1 при следующем соотношении компонентов абразивной

65 массы, об. %:

536953

33,0

1,5

Составитель В. Каражас

Текред M. Семенов Корректор И. Позняковская

Редактор О. 1Оркова заказ 2693/15 Изд. No 1829 Тираж 1068 Подписное

Ц1-111ИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Абразив: кубический нитрид бора

КОС 40/28 25,0 питрид кремния 15,0

Эпоксидная смола с молекулярным весом 3500

Отвердитель, например анилинофенолформальдегидная смола 8,5

Катализатор, например фентиазин

Твердая смазка, например фторпласт 7,0

Коррозионно-активный компонент, например хлорид железа 3,0

В случае применения в качестве отвердителя коллоидного металла, например кадмия, последний смешивают с эпоксидной смолой по электролитическому методу, при этом применяют 5 -ный раствор полимера в толуоле.

Электролитом служит водный раствор формиата кадмия (25 г/л), а смешивание производят при плотности тока на катоде 14—

16 а/Дм в течение 30 мин. Полученную смесь термически обрабатывают при 110 С до получения твердого продукта. После измельчения смолу смешивают с остальными компонентами по технологии, аналогичной примеру 1.

Изготовленные суперфинишные бруски, например, при обработке желобов колец шарикоподшипников показывают повышение производительности обработки в 1,7 — 2,6 раза, чистоты поверхности на 1 — 2 класса; износ брусков уменьшается в среднем на 20 /о по сравнению с инструментом на известных абразивных массах. При доволочном шлифовании оптического стекла производительность повышается в 1,8 — 3 раза, класс чистоты на 1 — 2 класса, при этом отсутствуют царапины и риски. Кроме того, при изготовлении инструмента время термической обработки

5 снижается до 12 раз.

Формула изобретения

1. Абразивная масса для изготовления инструмента, включающая абразив, например

10 алмаз, кубический нитрид бора или их смесь с менее твердым абразивом, эпоксидную смолу, отвердитель, твердую смазку и наполнители, отлич а ющаяся тем, что, с целью повышения производительности и качества обра15 ботки деталей, в нее введена эпоксидная смола с молекулярным весом от 1000 до 5000 совместно с наполнителями коррозионно-активным веществом и комплексным соединением трехфтористого бора с амином или гидро20 окисью алюминия, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, об. /в.

Абразив 6 — 65

Эпоксидная смола 15 — 60

Отвердитель 5 — 45

Твердая смазка 5 — 25

Коррозионно-активное вещество 3 — 15

Комплексное соединение трехфтористого бора с амином

30 или гидроокись алюминия 0,5 — 5

2. Абразивная масса по п. 1, отличающаясяя тем, что, с целью улучшения технологии изготовления инструмента эпоксидная

35 смола, отвердитель, коррозионно-активное вещество и комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюминия взяты в порошкообразном состоянии.