Способ получения шлифовального материала

(72) Авторы изобретения ыльнев, В. С, Ярков, С. Н. Филипп Т. Ивашинников и А. В. ОстрогорЗаявите Уральский филиал Всесоюзного научно-иссл института збразивов и шлифования 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛИФО ГО ИАТЕРИА Извест ального сходной их у, обра ым друг ованндру и к им др выступа ледую ш обов яия тру Изобретение относится к порошков металлургии и может найти применени в производстве шлифовальных материа соб получения шлифо-.5 ала путем плавления слива расплава в форю пластинами с обращену полусферическими исталлизации его с блением 1 3 Известен также способ получения шлифовального материала на основе окиси алюминия и двуокиси циркония, ког 15 да расплав исходного материала сливают в форму, заполненную охлаждающими телами, причем в качестве охлаж-. дающих тел используют литые стальные ары, с последующей его кристаллизацией, с отделением охлаждающих тел и дроблением 2.Недостатком указанных спос в- ляется необходимость проведен доемкой операции - отделения закристаллизовавшегося материала от инертных по отношению к нему охлаждающих тел,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения шлифовального материала мелкокристаллической структуры на основеА-окиси алюминия или смеси д.-окисиалюминия и двуокиси циркония путемплавки исходного материала, сливарасплава в форму, кристаллизацииего в контакте с охлаждающими телаеРми,однородными по составу к расплаву, при весовом соотношении расплава и охлаждающих тел, равном 0,352,0, последующего измельчения закристаллизованного расплава и классифици",рования .его. В качестве охлаждающихтел иепользуются продукт плавки исходного материала в виде кусков размером6,3 - 609,6 мм, причем вводят их вформу перед сливом в нее расплава 3"1,3 93172Данный способ обеспечивает получение мелкокристаллицеского, однородного по химическому и фазовому соста- . ву шлифовального материала с размером кристаллов менее 100 мкм у материала, состоящего из с 1.-окиси алюминия, и в пределах 10-50 мкм у мате - риала, состоящего из 3,-окиси алюминия и двуокиси циркония.Существенным недостатком известно- в го способа является получение материала с недостаточно высокими для условий высокоскоростного силового шлифования. механическими свойствами, цто обусловлено неоднородностью микроструктуры и физических свойств материала по объему, вызванной тем, что использование в качестве охлаждающих тел кусков разных размеров приводит к разным условиям кристаллизации расплава, а следовательно, к получению отлицающихся по микроструктуре и Физическим свойствам.эон, Кроме того, значительная трудоемкость и большие энергетические затраты на получение материала обусловлены использованием в качестве охлаждающих тел кусков материала, полученного путем плавки исходного материала, слива расплава в форму, кристаллизации его и последующего дробления до кусков указанных выше размеров. Цель изобретения - повышение прочности и снижение хрупкости шлифовального материала.Поставленная цель достигается тем,. что в способе получения шлифовального материала на основе д -окиси алюминия, включающем плавку исходного40 материала, слив расплава в форму, кристаллизацию его в контакте с охлаждающими телами, однородными по составу к расплаву, при весовом соотношении расплава и охлаждающих тел, равном 0,7 - 1,Я:1, последующее иэмельчение и классификацию, в качестве охлаждающих тел используют тела в виде гранул размером, на 25-30 превышающим размер зерна шлифовального материала.Выбор размера гранул охлаждающих тел обусловлен учетом величины объемной усадки их при спекании в среде расплава, а весовое соотношение рас.плава и гранул - требуемым для спекания гранул количеством тепловой энергии, выделяемой расплавом при кристаллизации, которое при соотно 0 фшении менее 0,7 является недостаточным для спекания гранул, а при соотношении, большем 1,5 - избытоцным,приводящим к расплавлению гранул врасплаве,Использование в качестве охлаждающих тел равномерно распределенных по объему расплава, однородных посоставу и размерам и спекающихся в егосреде гранул приводит к равномернойкристаллизации расплава по объему иполучению материала, имеющего болеемелкокристаллицескую по сравнению сизвестным структуру и обладающего однородностью микроструктуры и повышенными механическими свойствами. Кроме того, продукт кристаллизации легче иэмельчается вследствие возникшихпри спекании гранул в результате ихусадки микронапряжений на границах . гранул в местах их контакта с расплавом,П р и м е р 1. Плавленив исходной шихты для получения шлифовального материала осуществляют в рудовосстановительной печи. Полученный при этом расплав содержит,вес.Ф: окись алюминия 71; двуокись циркония 25; двуокись титана с добавлением двуокиси кремния и окиси железа 2,5. Изготовление гранул заключается в смешивании исходных компонентов в шаровой мельнице в жидкой среде, процеживании полученной суспензии через вибросито и обезвоживании в фильтрпрессе, после чего обеэвоженная масса подвергается проминке-вакуумированию и последующему экструдированию на гидропрессах через фильеры определенного диаметра, соответсвующие требуемому размеру гранул. Полученную в видефшнуров массу подвергают сушке и нарезке на отдельные цилиндрические гранулы длиной 2-5 мм. Исходными компонентами при получении гранул являются высокоглиноземистая пыль СПТУ-76. с размером частиц менее 5 мкм, бенэонитовая глина ГОСТ 7032-75 с размером частиц менее 10 мкм и легирующая комплексная добавка в виде двуокиси циркония ГОСТ 9808-75 с размером частиц менее 20 мкм. Получаемые в результате гранулы имеют следующий состав, вес.Ф: окись алюминия 72; двуокись цмркония 7; двуокись титана 1,5; двуокись кремния 6; окись железа 0,25 окись калия и натрия 2. Размер гранул на 291 превышает размер зерен готового шлифоСвойства Способ полученияшлифовального материала Размер зереншлифовального материала Хрупкость,Ф раэрушенных зерен Прочность нараэдавливание,неразрушенных зерен П редла гаемый 2-30 62 1-30 12,5 68 1-30 12,7 1-30 11,0 Известный 10-50 1формула изобретения честве охлаждающих тел используюттела в виде гранул размером, на 25 Способ получения шлифовального ма превышающим размер зерен шлифо 45териала на основеА-окиси алюминия, вального материала.включающий плавку материала, сливрасплава в форму, кристаллизацию его Источники информации,в контакте с охлаждающими телами, принятые во внимание при экспертизеоднородными по составу к расплаву,при весовом соотношении расплава и 1 Патент США ф 3977132,охлаждающих тел, равном 0,7-1,5):1, кл 51-309 А, опублик. 1974,последующее измельчение и классифи- ; . 2 Патент США3891408,кацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, кл. 51-295, опублик, 1975.что, с целью повышения прочности и 3 Патент ФРГ Н 1918759,снижения хрупкости материала, в ка- фф кл. 80 Ь 11/40, опублик. 1968.8 НИИПИ Заказ 3658/30 Тираж 640 Подписноеффилиал ППП "Патент", г.,ужгород, ул, Проектная,5 . 931720 6 вального материала. Потери при прока- . П р и,м е р 4. То же, что и в приливании гранул составляют 11,25 вес. . мере 1,но материал гранул содерРасплав и гранулы в весовом соотно- жит, вес.3: окись алюминия 74; двушении 1,5:1 подают в форму. Кристал- окись циркония 7; двуокись титана лизация производится одновременно со 5 2; двуокись кремния 5; окись железа спеканием гранул. Закристаллизоваиную 0,25 окись калия и натрия 1,75, По- массу затем подвергают дроблению и терн при прокаливании состаапяют 10 классифицированию. вес.3. Размер гранул на 303 превы.П р и и е р 2. То же, что в при- шает заданный размер зерна готового мере 1, но весовое соотношение расп влифовального материала при весовом лава и гранул составляет 0,7:1. . :Оотношении расплава и гранул 1:1.П р и м е р 3. То же, что в примере 1, но материал гранул содержит, В таблице приведены свойства шливес. о: окись алюминия 71; двуокись , фовальных материалов, полученных циркония 7; двуокись титана 1,5 15 предлагаемым и известным способами. двуокись кремния 6;,окись железа0,25; окись калия и натрия 2,5. По- Положительный эффект от использотери при прокаливании гранул состав- вания изобретения достигается за :;, ляют 11,75 вес.В, Размер гранул на счет повышения прочности и снижения 254 превышает размер зерна готового 20 хрупкости материала, а также снижешлифовального материала при весовом ния трудоемкости его получения и соотношении расплава и гранул 1:1. . себестоимости.