Состав для пропитки абразивного инструмента

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9(191 (1 1)5 В 240 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретен ной обработкебез применения РОПИТКИ АБРАЗИВНОГО е относ аропроч СОЖ или я к абразив" . сплавовприменением 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к абразивной обработ ке жа роп роч ных спла вов,а именно к составам для пропиткиабразивного инструмента на керамической с вя з ке, работа юще го в режимесамозатачивания беэ СОЖ или с применением масляных СОЖ.Цель изобретения - повышение сТойкости абразивного инструмента пришлифовании жаропрочных сплавов врежиме самозатачивания,Предлагаемый состав для пропиткиабразивного инструмента содержит воду, буру, Фторид щелочного металла,окись хрома и гидрафосфат аммонияпри следующем соотношении компонентов, мас.Бура 10-2фторидщелочногометалла 1-3Окисьхрома 4-102масляных СОЖ. Целью изобретения является повышение стойкости абразивногоинструмента при шлифовании жаропрочных сплавов в режиме самозатациванияСостав содержит воду, буру, Фторидщелочного металла, окись хрома игидрофосфат аммония, например аммоФос, при следующем соотношении компонентов, мас.3: бура 10-20,фторидщелочного металла 1-3, окись хрома4-10, гидрофосфат аммония (моно- илидиаммонийфосфат или их смесь) 2-5,вода остальное. 4 табл,Гидрофосф;-т аммония 2-5Вода О стальноеВ качестве фторида щелочного металла может использоваться фтористый калий, натрий или литий,В качестве гидрофосфата аммония моно- или диаммонийфосфат или их смесь (90 моно- и 103. диаммонийфос Фата). При уменьшении содержания компонентов ниже описываемых значен не обеспечивается образования в достаточном количестве зкранируюцей пленки (из-за недостатка фосфатов аммония и окиси хрома), не происход достаточного для самозатацивания разупроцнения керамицеской связки (из-эа недостатка фторида щелочного металла), а также не обеспечивается достаточного поступления импрегнато ра в зону шлифования и к вновь вскрывшимся зернам (иэ"за недостатк легкоплавкой буры), При увеличениисодержания компонентов сверх .описываемых значений отсутствует дальнейший рост стойкости кругов, а излишнее количество Фторидов приводит кповышенному износу кругов.Пропиточный состав готовится растворением в горячей воде (70 - 90 С)требуемого количества буры, фторидащелочного металла и фосфата аммония,В приготовленный перенасыщенный раствор при постоянном перемешиваниивводится окись хрома,Презназначенные для пропитки круги очищаются от грязи и пыли и прокаливаются при температуре около150 С. Горячие круги помещаются в горячий пропиточный состав на 1/23/4 высоты. Пропитка осуществляетсяметодом свободного капиллярного поднятия при постоянном перемешиваниипропиточного состава. Круги выдержиЭваются в пропиточном составе 310 мин. После пропитки круги сушатсяна воздухе 30 - 60 мин, а затем впечи при температуре 85 - 95 ОС в течение 5 - 6 ч. После сушки круги готовы к работе,В высушенном абразивном инструменте на поверхности зерен и связки 30 имеется пленка импрегнатора, состоящая из легкоплавкой (бура) и туго- плавкой (фторид щелочного металла и окись хрома) фаз, а также фазы со средней температурой плавления (фос фат аммония), При шлифовании под действием высоких температур бурао плавится (температура плавления 75 С) и обеспечивает транспортирование более тугоплавких Фаз в зону обработки 40 и к вскрывающимся в результате самоэатачивания зернам, Попадая в зону шлифования, бура обеэвоживается (при 300 - 400 С) и кристаллизуется, в таком состоянии она выполняет роль твердой смазки (температура плавле" ния безводного тетрабората натрия 741 С), Диаммонийфосфат в зоне шлифования разлагается при 70 С, выделяя аммиак, и превращается в моноаммонийфосфат, При более высоких температурах моноаммонийфосфат дальше разлагается с выделением воды до пирофосфата аммония, а затем до метафосфата аммония, образующего стеклообраэный расплав при 280 С, Метафосфат аммония выступает в роли смазки, а продукты ео разложения, реагируя с налипшим на зерна металлом,образуют химические зкранирующиепленки Фосфатов и нитридов. Фосфатыимеют оцень низкий коэффициент трения ( 0,05), но нетеплостойки, нитриды теплостойки, но имеют высокийкоэффициент трения, Частицы окисихрома, имея достаточно высокуютвердость, внедряются в налипшийметалл и предотвращают схватываниекак при низких, так и при высокихтемпературах, Сочетание зкранирующихпленок, образующихся химическим путем"по месту" и механическим путем,исключает интенсивное схватывание.Пленки Фосфатов и боратов, имеющиенизкий коэффициент трения, предотвращают налипание металла на скользящиеи давящие зерна и связку.В процессе пропитки кругов происходит разупрочнение керамическойсвязки, В пропиточном растворе имеются ионы Фтора (продукт диссоциации фторидов) и водорода (продуктдиссоциации моно- и диаммонийфосфата), Эти ионы реагируют с окисьюкремния, составляющей основу керамической связки. В результате реакцииобразуется газообразный Фторид кремния и вода, Разупрочнение керамической связки способствует лучшему самозатачиванию абразивного инструмента,Таким образом, использование предлагаемого пропиточного состава обеспечивает устойчивую работу абразивного инструмента в режиме самозата-чивания, исключает интенсивное налипание металла на зерна. Это позволяет резко сократить число правок иповысить стойкость инструмента.фтористый калий, натрий и литийпри растворении в воде диссоциируютс образованием иона фтора. ПоэтомуОни являются эквивалентами,Моно- и диаммонийфосфат при растворении в воде диссоциируют с образованием ионов водорода, а при разложении в зоне шлифования образуютметафосфат аммония. При этом обеспечиваются близкие результаты, чтопозволяет признать их эквивалентами.При использовании в качестве Фторидов щелочного металла Фтористогонатрия или лития пропитанный абразивный инструмент негигроскопичен иможет эксплуатироваться в условияхповышенной влажности,П р и м е р 1. Нлифовались образцы иэ жаропрочного сплава ЭИ 7871576299 металла Окись хрома ГидрофосФат аммонияВода 40Испытания велись на следующем режиме: скорость круга 35 м/с, скорость детали 0,3 м/с, подача на врезаниеручная, припуск под обработку 2- 3 мм, Определялись расход кругов,а 2-5ОстальноеТабли ца 1 Пропиточный соста в Компоненты 1 .(известный) Содержание компонентов, мас. 3 10 1 2 4 83 12 5 615 2 3 7 73 БураФтористый калийРоданид аммонияИоноаммонийфосфатОкись хромаВода 255.8 15 47 20 3 5 1 О 62 50,51192,5 77 кругами, пропитанными известным и описываемым пропиточными составами. Шлифовальные круги характеристики 25 А.40-ПС 2.6,К 5.А пропитывались составами, приведенными в табл, 1.Испытания проводились без примейения СОЖ на следующем режиме: скорость круга 35 м/с, скорость стола 0,2 м/с, глубина шлифования 0,05 мм/ /дв.ход. Для исключения влияния твердости кругов их испытывали дваж= ды: до и после пропитки. Определялись отношения параметров шлифования пропитанным кругом к параметрам шлифования непропитанным кругом. В качестве параметров процесса были выбраны; режущая способность (мм /с), удельная работа шлифования (Дж/мм), коэффициент режущей способности (мм /Н с), коэффициент шлифования (мм металла/мм абразива) и стойкость круга (с). В табл. 2 сведены относительные параметры.Как видно из табл. 2, использование описываемого пропиточного состава обеспечивает по сравнению с известным повышение стойкости кругов в 17 - 2,3 раза и коэффициента режущей способности в 1,5 - 2,0 раза, а также уменьшение износа кругов в 1, 15 - 1,3 раза и удельной работы шлифования в 1,2 - 1,6 раза. Лучшие результаты показал состав 4П р и м е р 2. Шлифовались детали из жаропрочных сплавов ЭИ 787 и ЖС 6-У кругами характеристики 25 А.40" П.С 16 К 5 А, пропитанными составами,приведенными в табл, 3. частота правок и производительн.обработки. Результаты сведены втабл. 4.Как видно из табл. 4, использова 5ние предлагаемого пропиточного состава по сравнению с известным повышает производительность обработкив 1,1 - 1,25 раза, стойкость круговв 1,8 - 2,25 раза и снижает расходкругов в 1,3 - 1,55 раза,При использовании эквивалентов(Фтористых калия, натрия или лития,а также моно- или диаммонийфосфатаили аммофоса) обеспечиваются примерноодинаковые параметры шлифования:различия по расходу кругов не превышают 18 - 22 , по производительностиобработки - 14 - 1 б .20 При исключении из описываемогосостава окиси хрома эксплуатационныесвойства пропитанных кругов резкоснижаются.Формула и з о б р е т е н и яСостав дпя пропитки абразивногоинструмента на керамической связке,содержащий буру, фторид щелочногометалла, аммониевую соль и воду,о т л и ч а ю ц и й с я тем. что,с целью повышения стойкости инструмента при шлифовании жаропрочныхсплавов в режиме самозатачивания,состав дополнительно содержит окисьхрома, а в качестве аммониевой солигидрофосфат аммония при следующем35. соотношении ингредиентов, мас. :Бура 10-20Фторид ще- лочного1576299 Табли ца 2 Удельнаяработа Коэффи циент режущей способности Козффициентшлифования Режущаяспособность Стойкост ькруга Пропиточныйсостав Таблица 3 Пропиточный" состав Г Компоненты 7 8 9 10 11 1, 4 Содержание компонентов, мас. 203 125В 20 20 20 203 3 51062 51062 а51 О62 51062 10 62 10 62 77 1 Табли ца 4 Расход Пропиточныйсостав Производительность обработки дет./мин Частотаправок,шт./круг кругов,шт,-деталь Сплав ЖС 6-У Непропитанныйкруг 1 (известный) 4 8 0,4 О,5 0,58 0,55 0,63 0,105 О, 085 О, 060 О, 065 0,055 Сплав ЭИ Непропитанныйкруг491011 0,420,60,560,650,6 6-102"3222-3 0,08 0,05 0,055 0,045 0,05. Непропитанныйкруг1 (известный)23456Бурафтористый калий фтористый натрий фтористый литий Роданид аммония МоноаммонийфосфатДиаммонийфосфат Аммофос .Окись хрома Вода 1,0 1,1 1)1 1,15 1,15 1,05 1,05 1,0 0,65 0,55 0,45 0,4 0,4 0,7 1,0 1,5 2 3 2,6 3,0 3,1 1,3 8-122-322-3787 1,0 1,6 1,85 1 95 2,05 1)5 1,6 1,0 2,2 3,8, 5,1 5,15 1,7