Материал для магнитно-абразивной обработки

(51)5 В 24 О 3/34 ТЕН ЗОБР У СВИДЕТЕЛ К АВТОРС Д. ЕфреГ. Б,Доудецкая .М.Кожу ьство СССР34, 1977. МАГНИТНО-АБРА готовление материаазивной обработки ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИ(71) Физико-техничи Белорусский инсского хозяйства(54) МАТЕРИАЛ ДЛЯЗИВНОЙ ОБРАБОТКИф 7) Использование: излов для магнитно-абр МЗЗеский институт АН БССР титут механизации сельИзобретение относится к чистовой обработке, а именно к материалам для магнитно-абразивной обработки цветныхметаллов и сплавов,Целью изобретения является повышение производительности при обработкецветных. металлов и сплавовза счет составляющих и оптимального соотношения компонентов материала,Материал для магнитно-абразивной обработки выполняют в виде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую изсплава следующего состава, мас. ;Углерод 0,2 - 1,5Кремний 0,15- 0,5Ванадий 2 - 10Железо Остальноеи абразивную составляющую из оксидовванадия, причем гранулы содержат составляющие в следующих количествах,мас. : цветных металлов и сплавов. Сущность изобретения: материал выполняют ввиде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую из сплава на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас. : углерод 0,2 - 1,5; кремний 0,15 - 0,50; ванадий 2 - 10; железо остальное, На поверхности гранул формируют пленку оксидов - абразивную составляющую. Содержание составляющих в гранулах, мас: абразивная составляющая 5 - 15; ферромагнитная составляющая 85 - 95. Материал получают распылением струи расплава водой или воздухом, 1 табл. Абразивная составляющая 5 - 15Ферромагнитнаясоставляющая 85 - 95 Ванадий в сплаве образует твердый раствор и придает ему повышенную твердость. В сплаве с достаточно высоким содержанием углерода образуются карбиды ванадия, которые выполняют роль абразивной составляющей в случае скола оксидов с поверхности гранулы, Кремний является элементом, облегчающим технологию выплавки и распыления сплава, он способствует сфероидизации диспергированных капель перед затвердеванием, что приводит к образованию округлых гранул, наиболее эффективных при магнитно-абразивном полировании. В результате контакта с окисляющей средой на поверхности гранул образуется толстая пленка оксидов. Химический метод не позволяет определить в пленке оксидов долю оксидов ванадия и оксидов железа, Термодинамический ана 175961610 20 30 35 40 45 55 85 - 95 лиз позволяет утверждать, что процентноесодержание оксидов ванадия, по крайнеймере на порядок превышает содержание оксидов железа.Нижний предел содержания ванадия всплаве определяется тем, что при содержании ванадия менее 2 О пленка оксидов наповерхности частиц состоит не только изоксидов ванадия, но и из оксидов железа,что снижает абразивные свойства порошка,.При содержании ванадия выше 10технология выплавки сплава существенно усложняется из-за образования большогоколичества шлака на поверхности металла впечи. Кроме того, повышение содержанияванадия в сплаве значительно его удорожает,Физико-химические расчеты и экспериментальные измерения показывают, чтоконцентрация ванадия в расплаве 2 - 10мас.о соответствует присутствию в полученном материале абразивной составляю. щей.в количестве 5 - 15 О от массы гранул,что является достаточным для обеспечениявысоких абразивных свойств.Материал изготавливают следующимобразом.Сплав железо-кремний-углерод-ванадий получают сплавлением шихтовых материалов в индукцион.ной печи. Передвыпуском из печи расплав имеет температуру 1550 - 1650"С в зависимости от содержания углерода. Жидкий металл переливают впромежуточное устройство с донным отверстием, сечение которого определяет расходметалла во время распыления, Струя расплава диаметром 5,5 - 8 мм диспергируетсяводой или воздухом, капельки расплава быстроохлаждаются и затвердевают, при этомна поверхности частиц образуется пленкаоксидов. Охлаждение образовавшихся гранул происходит в воде. Развитая поверхность гранул способствует образованиюпленки оксидов.П р и м е р. В индукционной печи ИСТ 0,16 выплавили сплавы на железной основе,которые имели следующее содержание элементов, о; 0,95 углерода; 0,38 кремния; 1,90- 10,12 ванадия. Содержание других примесей не контролировали, Температура расплава в печи перед выпуском составляла1620 С, Струю металла подвергали распылению водой, давление которой в Форсункесоставляло 90 атм, Распыленный порошок собирали в приемнике с водой. Через 2 ч по окончании распыления порошок подвергали сушке в электрической нагревательной печи с неконтролируемой атмосферой, Порошок был насыпан на поддон слоем 30 - 50 мм, Температура в сушильной печи составляла 130 С.По окончании сушки порошок был рассеян на фракции; +400; -400+ 160; -160 мкм. Порошок фракций -400+160 мкм был опробован для магнитно-абразивной обработки образцов цветных металлов. Испытание описываемого магнитно-абразивного материала и материала, выбранного за прототип, проводили на лабораторной установке ЭЦс оппозитным расположением полюсов относительно вращающегося и осциллирующего образца, Условия эксперимента: частота вращения заготовки 630 об/мин, сила тока катушекнамагничивания 2 А, рабочий зазор 2 мм,зернистость порошка 160/400, размеры образцов: наружный диаметр 20 мм, длина 30 мм, В качестве СОЖ использовали ЗОД-ный раствор ПАВ в воде типа СИНМА, подаваемый в зону обработки капельным методом. Время обработки 60 с,Контроль абразивных свойств порошков осуществляли весовым методом путем взвешивания образцов до и после обработки. Эксперимент повторяли трижды на партиях образцов в 20 шт. Среднее значение съема металла приведено в таблице Измерение шероховатости обработанных поверхностей на профилометре-профилографе модели 252 показало, что как прототип, так и описываемый материал обеспечивают примерно равную чистоту поверхности в пределах 0,1 0,05 мкм Как видно из таблицы, по абразивнымсвойствам, выражающимся в сьеме металла в единицу времени, предлагаемый магнитно-абразивный материал превосходит известный. Формула изобретения Материал для магнитно-абразивной обработки, выполненный в виде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую из сплава на основе железа, включающего углерод и кремний, и абразивную составляющую, включающую оксиды, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения производительности при обработке цветных металлов и сплавов, сплав дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас. :углерод - 0.2 - 1,5; кремний - 0,15 - 0,50; ванадий - 2 - 10; железо - остальное, а гранулы содержат составляющие в следующих количествах, мас,;:абразивная составляющая - 5 - 15; ферромагнитнаясоставляющая -- дюраломиний Д 160,1440,132 0,202 0,267 0,326 0,334 Обрабатываемый материал Материал. прототип Нецелесообразно из" за,усложнения выплавки ираспыления Составитель И.МалхазоваТехред М. Моргентал Корректор Н.Тупица Редактор Заказ 3143 Тираж 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 8 Описываемый материал9101112 1,90 2,10 7,52 Э)96 10,12 1,90 2,10 7,52 9,96 10,12 4,86 5,06 10,40 14,84 15,22 4) 86 5,06 10)40 14,84 15)22 0,220 0,374 0,801 0)964 0,970 .