Способ изготовления абразивного инструмента

 

Союз Советск их

Соцнвпистическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii 743855

Ф

/ г (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 33 8 еНО 26.04.78 (21) 2609457/25-08 ) т

" (Щн гд;. „.«

° ч5П.L:ffgjjfpI

В 24 Э 17/00

В 24 П 3/00 (5 с присоединением заявки ¹â€”

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.80 па делам изобретений и аткрытнй (53) УДК621.922..079(088.8) Н. Б. Урьев, В. П. Клименко, Ю. М. Ковальчук, Ю. В. Иваницкий и Г. И. Зимин (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии

АН СССР (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к технологии изготовления абразивных инструментов и может быть использовано в станкостроительной и инструментальной промышленности для изготовления абразивных инструментов с высокими прочностными и эксплуатационными свойствами.

Известен способ изготовления абразивного круга, включающий смешивание компонентов массы и последующее виброформование смеси с использованием вертикальной вибрации с заданной постоянной амплитудой (Ц. Согласно этому способу порошкообразный состав засыпают в разборную форму, смонтированную на вибрирующей опорной плите, и за счет вибрации

15 происходит фррмование и твердение круга, после чего готовое изделие отделяют от формы.

Недостатком указанного способа является образование структуры с хаотичным расположением зерен в обьеме инструмента, особенно в плоскостях, перпендикулярных направлению колебвний, что не поэволает получать инструмент с высокими эксплуатационными свойствами.

Бель изобретения — повышение прочностных и эксплуатационных свойств инструмента за счет создания однородной структуры с ориентированным расположением зерен.

Указанная цель достигается тем, что смешение компонентов проводят вначале с колебаниями в вертикальной плоскости и с последующим наложением колебаний в горизонтальной плоскости при одновременном уменьшении амплитуды колебаний в вертикальной плоскости, а формование смеси осуществляют при наложении вначале крутильных колебаний в горизонтальной плоскости с последующим наисикением «олебаний в вертикальной плоскости при одыовременном уменьшении амплитуды колебаний,в горизонтальной плоскости и поcmaeaaoM повышении давления формоваиия.

При этом операцию смешения целесообраз -но проводить в режиме виброкипения вназ 7438 чале с колебаниями в вертикальной плоскости с частотой 20-50 Гц и амплитудой .2-0,5 мм с последующим наложением колебаний в горизонтальной плоскости с частотой 30-100 Гц и амплитудой 3-0,5 мм цри одновременном уменьшении амплитуды колебаний в вертикальной плоскости до нуля к концу процесса смешения. Формование целесообразно проводить в режиме псевдоожижения вначале с крутильными колеба- 10 ,ниями в горизонтальной плоскости с частотой 50-150 Гц и амплитудой 3-0,1 мм с последующим наложением колебаний в вертикальной плоскости с частотой 50200 Гц и амплитудой 0,5-0, 1 мм при l5 одновременном плавном уменьшении амплитуды крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0 к концу процесса формования; давление формования постепенно увеличивается в пределах 0,02-20 кг/см 20

Способ осуществляется следующим образом.

Применение в процессе смешения вибрации с колебаниями в вертикальной плоскости с частотой 20-50 Гц и амплитудой 25

2-0,5 мм в режиме кипения требуется для,создания активного массобмена компонентов абразивной смеси и достижения равновероятного динамического состояния смеси во всем ее объеме. Это необходимо для получения высокой однородности распределения компонентов. Вибрация в горизонтальной плоскости с частотой 30100 Гц и амплитудой 3-0,5 мм в процессе смешения при одновременном вертикаль-55 ком вибрировании необходима для распределения связки по поверхности зерна и получения сплошного тонкослойного покрытия связки по зерну. Для исключения возможности отслоения связки от зерна постелен-40 но уменьшают до нуля вибрацию с колебаниями в вертикальной плоскости. Диапазон указанных выше параметров вибрации, обеспечивающих оптимальное динамическое состояние на разных стадиях процесса сме- 45 щения, определен экспериментально с учетом поля дисперсности наиболее распространенных видов абразивных смесей.

Применение в процессе формования*крутыльных колебаний в горизонтальной плос- 50 кости с частотой 50-150 Гц и амплитудой 3-0,1 мм в режиме псевдоожижения необходимо для создания ориентированного расположения зерен в условиях направленного периодического сдвигового деформи- 55 рования. Вибрация в вертикальной плоскости с частотой 50-200 lu и амплитудой

0,5-0,1 мм в процессе формования при

55 4. одновременном вибрировании с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости необходима для понижения объемной продольной вязкости смеси в результате разрушения структуры. Это необходимое условие для достижения высокой степени уплотнения при максимальной однородности структуры по высоте инструмента. После создания распределенного положения зерен дальнейшее воздействие вибрации с крутильными колебаниями в горизонталь ной плоскости не является необходимым и поэтому на завершающей стадии формования вибрацию с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости прекращают. Диапазон параметров вибрации при формовании определен, как и при смешении, экспериментально с учетом поля дисперсности наиболее распространенных видов абразивных смесей.

Ниже приводятся примеры осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Изготовление абразивного инструмента характеристики

63С125М13К10.

Зерно карбида кремния зеленого дисперсностью 1250 мкм в количестве 10 кг засыпают в камеру вибросмесителя и подвергают вибрации в вертикальной плоскости в режиме виброкипения с частотой 20 Гц и амплитудой 2 мм в течение 10 с. Затем зерно смачивают водой в количестве

0,25 кг. Через 30 с после увлажнения в вибросмеситель засыпают 0,2 кг сухого декстрина, а затем еще через 20 с в камеру засыпают 1,2 кг керамической связки К10. После этого одновременно с вибрацией в вертикальной плоскости смесь дополнительно подвергают вибрации в горизонтальной плоскости с частотой 30 Гц и амплитудой 3 мм. После совместного воздействия на смесь вертикальной и горизонтальной вибраций в течение 1 мин амплитуду колебаний в вертикальной плоскости уменьшают до 1 мм, а еще через 30 с— до 0,5 мм. Затем через 1 мин совместного воздействия вертикальной и горизонтальной вибрации амплитуду колебаний в вертикальной плоскости доводят до 0 и на этом заканчивают процесс смешения. Общее время смешения компонентов смеси при указанных параметрах вибрационного воздействия составляет 3,5 мин. Полученную смесь равномерно распределяют в прессформе и затем вместе с пресс-формой подвергают воздействию вибрации в режиме псевдоожижения c крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости с частотой 50 Гц и амплитудой 3 мм в течение

20 с. Верхним пуансоном создают давление на смесь равное 0,02 кг/см . После этого пресс-форму со смесью подвергают вибрации в вертикальной плОскости с частотой 50 Гц и амплитудой 0,5 мм при сохранении вибрации с крутильными колебаниями в горизонтальной плоскости. По истечении 10 с уменьшают амплитуду вибрации крутильных колебаний в горизонталь-10 ной плоскости до 1,5 мм еше через 10 с до 0,5 мм и еше через 10 с — до 0 и на этом заканчивают процесс формирования смеси. Общее время формования смеси при указанных параметрах вибрационно- 15 го воздействия составляет 50 с. Заформованную заготовку извлекают из пресс-форMbI и подвергают сушке, обжигу и механической обработке. В результате указанных операций получают абразивный инструмент 20 с однородной структурой и ориентированным расположением зерен.

Пример 2. Изготовление абразивного инструмента характеристики

63СМ20Т2 12К 10. 25

Исходные компоненты: зерно карбида кремния зеленого дисперсностью 20 мкм в количестве 10 кг, вода в количестве

0,3 кг, сухой декстрин в количестве

0,25 кг, керамическая связка К10 в ко- 30 личестве 3 кг. Процесс изготовления абразивного инструмента осуществляется в той же последовательности операций, что и в предыдущем примере.

Параметры вибрационных воздействий 35 при смешении в режиме виброкипения следующие: вертикальные колебания — частота 50 Гц и амплитуда 0,5 мм, горизонтальные колебания — частота 100 Гц и амплитуда 0,5 мм. В процессе смешения ам- 40 плитуду вертикальной вибрации изменяют в следующей последовательности: после

1 мин совместного воздействия вертикальной и горизонтальной вибраций амплитуду уменьшают до 0,3 мм, еще через 30 с — 45 до 0,1 мм и еше через 1 мин — до 0 и на этом заканчивают процесс смешения.

Полученную смесь равномерно распределяют в пресс-форме. и затем вместе с пресс-формой подвергают вибрации. Парамет 50 ры в ибрационных воздействий при формовании

3ф в режиме псевдоожижения следующие: кру тильных колебаний в горизонтальной плос кости — частота 150 Гц и амплитуда

0,1 мм, вертикальной вибрации — частота

200 Гц и амплитуда 0,1 мм. В процессе формования амплитуду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости и давле743855 6 ние формования изменяют в следующей последовательности: после 20 с воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости создают давление на смесь равное 1 кг/см, затем еше че2 рез 10 с после совместного воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости и вертикальных колебаний давление увеличивается до 10кг/см а еше через 10 с доводят давление до

15 кг/см с уменьшением амплитуды крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0,05 мм и еще через 10 с доводят давление до 20 кг/см и амплитуа ду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до нуля и на этом заканчивают процесс формования смеси. После этого заготовку подвергают сушке, обжигу и механической обработке.

Пример 3. Изготовление абразивного инструмента характеристики

63С25СМ 27К 1 О.

Исходные компоненты: зерно карбида кремния зеленого дисперсностью 250 мкм в количестве 10 кг, вода в количестве

0,27 кг, сухой декстрин в количестве

0,22 кг, керамическая связка К1О. в крличестве 1,8 кг. Процесс изготовления аб-. разивного инструмента осуществляется в той же последовательности операций, что и в примере 1. Параметры вибрационных воздействий при смешении в режиме виброкипения следующие: вертикальные колебания — частота 30 Гц и амплитуда 1 мм" . горизонтальные колебания — частота 50 Гц и амплитуда 1,5 мм. В процессе смешения амплитуду вертикальной вибрации изменяют в следующей последовательности: пос, ле 1 мин совместного воздействия вертикальной и горизонтальной вибраций уменьшают до 0,6 мм, еще через 30 с - ao

0;3 мм и еше через 1 мин — до 0 и на этом заканчивают процесс смешения. Полученную смесь равномерно распределяют в пресс-форме и затем вместе с пресс-формой подвергают вибрации. Параметры вибрационных воздействий при формовании в режиме псевдоожижения следующие: крутильные колебания в горизонтальной плоскости — частота 70 Гц и амплитуда 1 мм, вертикальные вибрации - частота 90 Гц и амплитуда 0,25 мм. В прс цессе формования амплитуду крутильных, колебаний в горизонтальной плоскости и давление формования изменяют в следующей последовательности: после 20 с воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости создают давле43855 8

Пример 4. Изготовление абразивного инструмента характеристики

63С25СМ 17 Б, Исходные компоненты: зерно карбида

5 кремния зеленого цисперсностью 250 мкм, пульвер бакелит в количестве 1 кг, жидкий бакелит в количестве 0,3 кг, криолит в количестве 0,2 кг, Процесс изготовления

10 абразивного инструмента осуществляют в той же последовательности операций и при тех же параметрах в процессах смешения и формования, что и в примере 3.

45 7

45,7 45,7

45,7

12

150

Давление прессования, кг/см 80

150

650 150

Oе 1 15 0 152 0 144

0,140

78 85

86,4 88,4

87,4

89,8

70

70

1. Способ изготовления абразивного инструмента, при котором смешивают компоненты массы и формуют ее с примене нием вибрационных воздействий, о т л ич аюши йся тем, что, сцельюповышения прочностных и эксплуатационных свойств инструмента, смешивание компонентов проводят вначале с колебаниями в вертикальной плоскости, а затем — в горизонтальной, с постепенным затуханием колебаний в вертикальной плоскости, а фор5 мование смеси проводят вначале с крутильными колебайиями в горизонтальной плоскости, а затем — с колебаниями в верти7 7 ние на смесь равное 0,05 кг/смЯ, затем

t еше через 10, с после совместного воздействия на смесь крутильных колебаний в горизонтальной плоскости и вертикальных колебаний давление увеличивают до 0,1 кг/смй с уменьшением амплитуды крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0,5 мм, а еше через 10 с доводят давление до 0,15 кг/смз и ам-. плитуду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0,2 мм и еше через

10 с доводят давление до 0,2 кг/смз и амплитуду крутильных колебаний в горизонтальной плоскости до 0 и на етом заканчивают процесс формования смеси, После этого заготовку подвергают сушке, обжигу и механической обработке.

Однородность смешивании, % ,Время смешивания, мин

Прочность сырых образцов на излом, кг/м 2

П рочность обожженных образцов HB p &3pblB КГ/см

Однородность структуры, %

Ориентация зерен в горизонтальной плоскости, град.

Формула изобретения

Показатели инструментов (изготовленных по примерам) приведены в таблице. кальной плоскости с постеленным затуханием крутильных колебаний и постепенном повышении давления формования.

2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, смешивание проводят в режиме виброкипения, при этом амплитуда колебаний в вертикальной плоскости составляет 0,5-2 MM при частоте колеба ний 20-50 Гц, а амплитуда колебаний вгориэонтальной плоскости составляет 0,53 мм при частоте 30-100 Гц.

3. Способ,по пп. 1» о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что формование проводят в режиме псевдоожижения, при этом амплитуда крутильных колебаний составляет 0,1-3 мм при частоте колебаний 50Составитель В. Воробьев Редактор А. Мотыль Техред О. Дегеза

Корректор В. Синицкая

Заказ 3751/3 Тираж 943 Подл исное

ЦНИИПИ Государственного «омитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 743855

150 Гц, à амплитуда колебаний в вертикальной плоскости — 0,1-0,5 мм при час.

tote 50-200 Гц и при повышении давления формования от 0,02-20 кгlсм?. Ж

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Акцептованная заявка Японии

50-13988, кл. В 24 Э 3/00, 1975.