Масса для изготовления абразивного инструмента

(19) (11) 93935 1)5 В 24 О 3/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНТОРСОУ :И ЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт сверхтвердых материалов АНУССР, Киевский технологический институтлегкой промышленности, Всесоюзное производственное обьединение по природными искусственным алмазам и алмазному инструменту и Полтавский завод искусственных алмазов"и алмазного инструмента(56) Бруски алмазные суперфинишные14.2640;0000; 01000.00123-АН УССР. Типовой технологический процесс. Киев, 1980,с. 130. Изобретение относится к производству абразивного инструмента, в чаотности алмазного, например доводочных и суперфинишных инструментов, и может быть использовано в инструментальной промышленности для доводочных и суперфинишных операций при изготовлении высокоточных деталей, например подшипников качения, применяемых в прецизионных узлах машин и механизмов, измерительных приборах и т,п., где необходимо использовать абразивные инструменты с определенным строго выдержанным значением твердости,Целью изобретения является повышение размерной стойкости инструмента,Это достигается путем снижения разброса твердости инструмента из-за исключения комкования в процессе приготовления. формовочной массы.(54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, Изобретение позволяет повысить точность геометрии обрабатываемой поверхности путем снижения разброса твердости инструмента. Исключение комкования в процессе изготовления массы достигается путем введения в массу, содержащую абразив, стеклокерамическую связку на основе боросиликатного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, дополнительно аэросил, а в качестве временного связующего - полиформальдегид, при следующем соотношении компонентов, мас,0,: абразив 20,5 - 48; полиформальдегид 4,5 - 24; эросил 0,2 - 0,8; стеклокерамическая смазка на основе боросиликатного стекла - остальное,Для снижения разброса твердости инструмента масса, содержащая абразив на основе микропорошка СТМ, стеклокерамическую связку и временное связующее на основе полиформальдегидных смол, дополнительно содержит аэросил при следующем соотношении компонентов, мас.,ь:Абразив 20,5 - 48,0 Полиформальдегид 4,5 - 24,0 Аэросил 0,2 - 0,8 Стеклокерамическаясвязка на основе боросиликатного стекла Остальное Введение в массу аэросила в указанном количестве в сочетании с химическим составом образующего связку боросиликатного стекла и присутствием в качестве временного связующего полиформальдегидных смол устраняет комкование. Частицы аэросиларазмером 10 - 30 нм несут отрицательный заряд, распределейный по поверхности в виде активных групп ЗОН, При введении его в смесь компонентов массы вследствие электрической адгезии между частицами аэросила и образующими основу легкоплавких боросиликатных стекол алюмосиликатами и боратами, на поверхности их раздела образуется двойной электрический слой. , Вследствие этого возникают электростатические силы притяжения между указанными частицами, образующими абразивную массу, .величина кагорых согласно электрическойтеории адгезии имеет порядок 40 кгс/см. Благодаря этому и очень малым размерам частицы аэросила легко внедряется в пространство между частицами смеси компонентов и вызывают их структурирование - упорядоченное распределение в обьеме,Этот аффект проявляется при введении ограниченного количества аэросила в формовочную смесь, содержащую указанные химические элементы. В этом случае аэросил в сочетании с компонентами стеклокерамической связки играет роль активного вещества - при перемещении разрушает агломераты (устраняет комкование), создает пространственный каркас равномерно распределенных и связанных между собою частиц смеси, затем предохраняет приготовленную смесь от слеживания и сохраняет ее технологические свойства.В реальных условиях образованию двойного электрического слоя препятствует наличие влаги в виде жидкости либо ее паров между поверхностями раздела, что приводит к замыканию активных заряженных, групп. Присутствие в смеси полиформальдегидных смол, являющихся гидрофобными веществами, препятствует адсорбции воды из воздуха и обеспечивает работу активных групп на поверхности частиц аэросила,В 1 г аэросила содержится около 3 1017 частиц, на каждую из которых приходится около 2000 активных групп ЯЮН, несущих отрицательный заряд испособных образовывать связи с микрочастицами смеси, Поэтому технический эффект достигается при небольших количествах аэросила, когда все его частицы взаимодействуют с частицами микропорошка смеси. В этом случае важную роль играет количество связей, обра. зованных аэросилом с частицами . микропорошка смеси. Добавка в формовочную смесь большего количества аэросила снижает эффект структурирования смеси за счет уменьшения числа связей вследствие погашения взаимодействия между частицами аэросила, Следствием этого эффекта являетсяснижение величины разброса твердости по обьему инструмента (бруска). Приготовление массы и изготовление абразивного инструмента осуществляется следующим образом,Изготавливают компоненты формовочной смеси в количествах, рассчитанных по указанным соотношениям, Компоненты загружают в смеситель типа "пьяная бочка" и осуществляют перемешивание в течение 12 ч. 10 Полученную смесь извлекают, разделяют на навески, масса которых определяется требуемыми размерами брусков. После засып 15 ки навесок в пресс-форму формовочную смесь прессуют с подогревом до 200 С и выдержкой 15 мин.Сбрикетированные заготовки подвергают обжигу в электропечи при соблюдении ступенчатого графика нагрева и выдержки: при 350 Свыдержка 2 ч;при 470 С - 4 ч;при 650 С - 2 ч и при 710 С - 30 мин.После охлаждения брусков с печью до комнатной температуры контролируют их 20 ющими степень и группу их твердости, атакже зернистость алмазов,Керамическая связка СК 1 имеет. следу-. ющий состав, мас. Оь: стекло фритованное 35 - 55; окись алюминия 30 - 64; нитрид бора 30 1 - 15,Керамическая связка СК 3 имеет следующий состав, мас.%: стекло фритованное 30- 42; цирконий 25 - 52; цинк 4 - 25, тальк 2 -35 20.Керамическая связка СК 7 имеет следующий состав, мас,;6: стекло фритованное 30 -50; окись хрома 30 - 65; полирит 5 - 20 В качестве одного из вариантов временного связующего используют сополимер СФД и СТД ( на основе формальдегида и триоксана). П р и м е р 1, Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве 45 и порядке: 205 г микропорошка АСМ 28/20, смешанного с 8 г аэросила и 742 г связки СК 1, смешанной с 45 г полиформальдегида. В смесителе смесь перемешивают 12 ч, после 50 чего развешивают на навески по 32,07 г,которые засыпают в ячейки для брикетирования брусков типа АБС 1 10 Оф 8 ф 20. Далее массу в пресс-форме прессуют поддавлением 30 МПа и выдерживают в течение 15 мин при 150 С. Сформированные брикеты в количестве 31 шт, переносят в электропечь,55 где обжигают при укаэанном режиме, После охлаждения бруски контролируют на нали. чие трещин и отклонений от заданной геометрической формы и размеров, измеряют 25 твердость и приклеивают державки с нанесенными на них характеристиками, включа1593935 Составитель В.КоноваловТехред М.Моргентал Корректор И.Муска Редактор А,Мотыль Заказ 2800 Тираж 613 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 величину и рассев твердости. Все бруски имеют твердость 65 - 76 ед., причем 17 брусков (52 общего количества) имели рассев твердости менее 5 ед., что соответствует группе А. Средний рассев твердости в партии составляет 7 ед.П р и м е р 2. Компоненты массы загружают в смвситель в следующем количестве;420 г микропорошка АСМ 28/20. смешанного с 2 г аэросила, и 338 г связки СК 1, смешанной с 240 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят аналогично примеру 1. Полученные бруски имеюттвердость 67-76 ед из них 16 брусков (50 общего количества) с рассевом твердости по группе А. Средний рассев твердости по пар 1 ии 8 ед.П р и м е р 3, Компоненты массы загружают в смеситель в следующем количестве: 420 г микропорошка карбида кремния 63 СМ 28, смешанного с 2 г аэросила, и 338 г связки СК 7, смешанной с 240 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последукнцие операции производят аналогично примеру 1. Полученные бруски имеют твердость 61- 78 ед., иэ них 12 брусков(40 общего количества) имеют рассев твердости по группе А. Средний рассев твердости по партии составляет 9 ед.П р и м е р 4. Компоненты массызагружают в смеситель в следующем количестве: 420 г микропорошка АСМ 28/20 и 400 г связки СК 1. смешанной с 180 г полиформальдегида. Смесь загружают в смеситель и последующие операции производят аналогично примеру 1.Полученные бруски имеют твердость 60-79 единиц, из них 5 брусков (15% общего количества) с рассевом твердости более 16 ед. и 6 брусков 20% общего количества) с рассевом по группе А. Средняя величина рассева твердости по группе 11 единиц. Характеристики средней величины рассева твердости выхода бракованных брусков и с рассевом по группе А показывают, что в пределах состава композиции содер жащей, мас. абразив 20,5 - 48,0; аэросил0,2 - 0,8; временное связующее 4,5 - 24,0; . стеклокерамическую связку - остальное, обеспечивается снижение рассева. твердости до 61 в . 78 ед, и полное исключение 10 выхода бракованных иэделий с рассевомтвердости более 16 ед. При этом количество брусков с рассевом по группе А составляет в случае использования указанного состава 40 - 50 общего количества брусков в пар тии Выход содержания аэросила за установленные пределы увеличивает разброс твердости, что проявляется в снижении выхода брусков по группе А. Снижение производительности съема инструмента массы с 20 АСМ 28/20 (пример 1) обусловлено меньшим содержанием алмазного микропорошка. Формула изобретения 25 Масса для изготовления абразивногоинструмента, содержащая абразив, стекло- керамическую связку на основе боросиликатного стекла и временное связующее на основе формальдегидных смол, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышенияразмерной стойкости инструмента путем снижения разброса твердости по его объему, масса дополнительно содержит аэросил, а в качестве временного связующего - по лиформальдегид, при следующем соотношении компонентов, мас. 7 ь:Абразив 20,5 - 48,0 Полиформальдегид 4,5 - 24,0 Азросил 0,2 - 0,8 40 Стеклокерамическаясвязка на основе боросиликатного стекла Остальное