Абразивный материал и абразивная масса для изготовления абразивного инструмента

(5)5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕТСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН АВТО 1 2(211488224408 ности, производящих айалотичнйе виды ин- (22) 02.10.90 . струментов, и обеспечивает сочетание эко- (46) 30.08.92. Бюл.%32 логически чистых условий производства (71) Научно-производственное объединение . инструментов с высокими эксплуатационпо абразивам и Шлифованию: , :ными показателями и стабильными свойст- (72) Ю.Ф.Юликова, Р.Н.Глебова, С.М.Федо- вами, Сущность изобретения заключается в това, М.Г.Эфрос, Л,И,Мишина, И.П.Василь-том, что абразивная масса, содержащая абев, Т.П.Никитина, В.В,Ларионова, : разивный материал, керамическую связку, В.П.Зинченко, А.Магафуров; В,П.Луканин жидкое стекло и декстрин,в качестве абра- и В.А,Писарев" . зивйого материала содержит магниевок- (56) ТУ 2-036-821-79 "Шлифовальный мате-ремниевотитайистый электрокорунд, риал хромотитанистый электрокорунд", который, с целью повышейия качества шлиТехнологическийпроцесспроизводствафования, дополнительносодержит оксид абразивных инструментов на Ленинград- магния в отношении к окСиду титана 0,1 - ском производственном объединении "Аб,6 при следующем. соотношении оксидов раэивный завод "Ильич". ИП материала, мас, : оксид кремния 0.30 - . 1903035,01201,00007. . 1,20; оксид магния 0,06 - 0,45; аксид титана З (54) АБРАЗИВНЫЙ МАТЕРИАЛ И АБРА,60 - 0,90; оксид железа 0;01- 0,15; оксид ЗИВНАЯ МАССАДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯАБ- натрия 0,01 - 0,50; оксид алюминия.осталь- РАЗИВ НОГО ИНСТРУМЕНТА ное, Абразивная масса имеет следующее со- (57) Изобретение предназначено для изго : отношение компонейтов, мас.;6: а товления кругов на керамических связках на " абразивный материал 80,0 - 91,0; керамичезаводах абразивной промышленности и в . ская связка 5,0 - 14,5; жидкое стекло 2,5 - цехах заводов других отраслей промышлен,0; декстрин 0,5 - 2,0, 2 с.п.ф-лы, 1 табл, а окорундовые абразивскаемые промышленедующий химический от".марки, мас,0 Д:0,02 - 0,500,09 -0.16 0,20 - 0,35 О 16 Иэобретейие отно производству, в частн абразивных материало их основе, широко при лообработке,Изобретение може на заводах абразивно в цехах заводов други ленности, производящ зивные инструмент связке. сится к абразивному ости к производству в и инструментов на меняемых при металт быть использовано и промышленности их отраслей промыш-. их аналогичные абраы на керамической.Известны электр ные материалй, выпу костьюи имеющие сл состав в зависимости железа кремни натрия титана кальци алюмй Оксид Оксид Оксид Оксид Оксид Оксид 0- 0,85ОстальноПри этом абразивная масса имеет следующее соотношение компонентов, мас, О :Абразивный материал 79,0 - 89,0 Керамическая связка 6,5 - 16,4 Жидкое стекло 3,0 - 4,5 Декстрин 0,1 - 1,5 Абразивные инструменты, изготовленные из электрокорундовых материалов указанных химических составов и соотношения компонентовмассы, не обладают на ряде операций обработки высокими эксплуатационными показателями - коэффициентом шлифования и требуемым качеством поверхности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является абразивный материал, имеющий следующий химический состав, мас,о :Оксид железа . 0,10 - 0,20 Оксид кремния 0,14 - 0,25 Оксид натрия 0,25 - 0,50 Оксид титана 0,70 - 2,00 Оксид хрома 0,20 - 1,50 Свободный хром 0,10 - 0,30 Оксид алюминия Остальное Абразивная масса при этом состоит из абразивного материала, керамической связкижидкого стекла и декстрина в том же соотношении, что и известная масса.Абразивные инструменты, изготовленнйе из абразивной массы указанных составов прототипа), обладают высокими эксплуатационными показателями и нашли широкое применение в промышленности.Недостатком абразивного материала и абразивной массы на его основе является присутствие в составе оксида хрома, свободного металлического хрома и высокое содержание оксида титана,Оксид хрома присутствует в виде опасных для человека соединений хрома - хроматы и бихроматы натрия, для которых ПДК составляет 0,01 мг/мз класс опасности 1, на организм человека эти вещества оказывают канцерогенное и аллергическое действие, Присутствие свободного металлического хрома вызывает прижоги на обрабатываемой поверхности, а содержание диоксида титана в широких пределах приводит к получению после обжига шлифовальных кругов различного цвета, от светло-розовыхда голубовато- и темно-сиреневых, что отражается на стабильности свойств и товарного вида инструмента,Целью изобретения является создание абразивного материала и абразивной массы на его основе, обеспечивающих экологически чистые условия производства инструментов в сочетании с их высокими эксплуатационными показателями и стабильными свойствами, повышение качествашлифования.Согласно предлагаемому изобретениюэто достигается тем, что абразивный мате 5 риал имеет следующий химический состав,мас. :Оксид кремния 0,3 - 1,2Оксид магния 0,06 - 0,45Оксид титана 0,60 - 0,9010 Оксид железа 0,01 - 0,15Оксид натрия 0,01 - 0,50Оксид алюминия Остальное,при этом отношение оксидов магния и титана составляет 0,1 - 0,6.15 Абразивная масса, содержащая материал указанного состава, имеет следующее соотношение компонентов, мас,%;Абразивный материал -магниевокремниев 20 отитанистыйэлектрокорунд 80,0 - 91,0Керамическая связка 5,0 - 14,5Жидкое стекло 2,5 - 5,0Сухой декстрин 0,5 - 2,025 Абразивный материал дойолнительносодержит оксид магния и имеет повышенное содержаниеоксида кремния, что позволяет получить материалмелкокристаллического строения. Одновре 30 менное содержание в зерне электрокорундаоксидов титана, магния и кремния обеспечивает высокие физико-механические свой ства абразивного инструмента и болеевысокие эксплуатационные показатели по35 сравнению с инструментами из массы прототипа и на уровне показателей высокопроизводительных инструментов,изготовленных из абразивной массы на основе экологически вредного хромотитани 40 стого электрокорунда. Абразивныйматериал и масса для изготовления инструментов при их производстве не содержитэкологически вредного для здоровья человека оксида хрома и его соединений; масса45 гарантирует отсутствие прижогов на обработанных изделиях.Пределы оксидов выбраны экспериментально,При введении оксидов магния и крем 50 ния выше указанных пределов падает абразивная способность зерна и, как следствие,работоспособность инструмента из абразивной массы, содержащей это зерно. Привведении оксидов магния и кремния ниже55 указанных пределов зерно теряет мелкокристаллическую структуру, нарушаетсяпроцесс самозатачивания, и происходит засаливание инструмента при шлифовании,Несоблюдение интервалов отношенияоксидов магния и титана в материале приводит к нежелательным изменениям физикомеханических свойств инструментов:уменьшение отношения вызовет появлениеновой минеральной фазы - рутила и снизитпрочность образцов, увеличение отношения приводит к раскристаллизации жидкойфазы при обжиге инструментов с образованием другой минеральной фазы шпинели,влияющейна прочность, твердость й стабильность этого показателя (отклонения от 10. заданной твердости) инструмента, изготов-ленного из предлагаемой абразивной массы,Пределы содержания компонентов мас-,сы выбраны экспериментально для изготовления образцов широкой гаммыхарактеристики,При выходе за граничные пределы содержания компонентов абразивной массыинструмент не обеспечивает требования 20эксплуатации: инструмент либо мягкий прималом количестве связки, либо твердый прибольшом количестве связки.В лабораторных условиях по известному технологическому процессу готовят 25смесь из глинозема и добавок - оксидовмагния, кремния и титана, смесь расплавляют при температуре 2100 С, охлаждают, материал дробят, измельчают, рассеивают пономерам зернистости и готовят абразивную 30массу. Для этого зерно увлажняют жидкимстеклом и добавляют керамическую связкуи декстрин и после обжига при температуре1250 С определяют их физико-механические свойства - твердость и прочность на 35изгиб. Примеры осуществления изобретения, физико-механические свойства образцов и эксплуатационные показателиинструмента представлены в таблице; напримерах 1, 2 и 3 показаны химический состав абразивного материала и шихтовые составы абразивной массы предлагаемогосостава, экологическая безопасность, стабильность свойств и коэффициенты шлифования инструмента. Из таблицы следует, что предлагаемые составы абразивного материала и абразивной массы указанных составов (примеры 1, 2 и 3) позволяют обеспечить экологически чистые условия производства инструментов в сочетании с улучшением стабильности свойств инструментов (попадание в заданную твердость 83 - 85 ф) и получением высоких эксплуатационных показателей на уровне показателей прототипа. Отсутствие в составе материала металлического хрома является гарантией бесприжогового шлифования,Формула изобретения1. Абразивный материал, содержащийоксиды алюминия, кремния, железа, натрияи титана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества шлифования,материал дополнительно содержит оксидмагния в отношении к оксиду титана 0,1 -0,6 при следующем соотношении оксидов,мас. :Оксид кремния 0,3 - 1,2Оксид магния 0,06 - 0,45Оксид титана 0,60 - 0.90Оксид натрия 0,01 - 0,50Оксид железа 0,01 - 0,15Оксид алюминия . Остальное,2, Абразивная масса для изготовленияабразивного инструмента, содержащая абразивный материал, керамическую связку,жидкое стекло и декстрин",о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышениякачества шлифования, в качестве абразивного материала масса содержит магниевокремниевотитанистый электрокорунд, приэтом компоненты массы введены в следующем соотношении, масфМагниевокремниевоти-,танистыйэлектрокорунд 80,0 - 91,0Керамическая связка 5,0 - 14,5Жидкое стекло 2,5 - 5,0Декстрин 0,5 - 2,0Ч а13 х 1 О 1- . хсл цм хо с ь млсх ог оо чч ь - хЧх со