Способ изготовления пористого абразивного инструмента

СО)ОЭ СОШ 1 СКИХ Сй 1)ИАЛИС) и 11),КИХ РГСГ 1 УРЛИК 5719 А 1 1 О) 1 14 51)5 РЕТЕН ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКО о темп ы, 1 таб Сента. м,что параерен, вания я следующ гОсудАРстВен)юе пА Гент нОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1371891. кл. В 24 О 3/14, 1986.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к производст абразивных инструментов для доводки м Изобретение относится к производствуабразивных инструментов, предназначенных для обработки материалов, обладающих повышенной пластичностью, напримерчистой меди,Цель изобретения - повышение режущей способности инструмента для обработки вязких материалов при невысокойсебестоимости изготовления инструмПоставленная цель достигается тесогласно оптимальному соотношениюметров его компонентов: абразивных зсвязки и пор, а также режимов прессои спекания абразивной массы, полученныйпредлагаемым способом инструме еет структуру зернистую, чечевицные открытые поры и микропоры,смачивается с водой, обладает самоваемостью и при эксплуатации не поется эасаливанию,Способ осуществляегсимобразом,тЕРИаЛОВ ПОВЫ)ЦЕНЧОИ ПЛаьтнч 1 ЭС И, НЭ- пример чистой меди. Сущность изобре 1 е ния; зерна фритты беруг рэвными 0.2 0,5 размера зерен абраэиоз, в массу дополнительно вводят графит, водный раствор пол ивинилового спирта (ПпО и в качестве пластификатора - гранулированный пара фин, при этом компоненты абразивной мэссы берут в следующем соотношении, мас % абразив 54-55; фритта 25-26: гранулированный парафин 11-12 графит 3 4; ПВС 5 - 6, Прессование осущесгяляют пр 11 лавлении 400-450 кг/см, а термоог)работ куд ературы спекания зерен фригПарафин дробят в порошок до остатка на сите 0,5-8-10;4. полученные гранулы парафина перемешивают с порошками фритты, графита и абразива, причем зернистость фритты подбирается таким образом, чтобы она составляла 0,2 - 0,5 размера зерна абразива. Полученную смесь пластифиоируют водным раствором поливинилового спирта (ПВС), Тщательно все перемешивают, протирают сквозь сито 1,5-2, затем пластифицированную смесь прессуют под давлением 400 - 450 кг/см и помещают в раэогре) ую до2200 С печь, после чего температуру нэ 1 рева в печи сразу переключают на температуру, равную твмпературе спекания зерен фри 1- ты, По достижении в рабочей камере печи данной температуры образцы выдерживают в течение 1 - 2 ч, после чего печь вь ключах)г и по истечении 3-4 ч иэвлека)от на воздухСущественным отличием предла)э .мого способа от известного является сгРдующее; использование предлагаемого с 1 С 1 элэшихты, наряду с режимами прессования итермообработки, позволяет получить высокопроизводительный инструмент для стабильной, качественной обработки вязкихматериалов, Тврмообработка производитсяв одной печи, причем не требуется окислительная среда и специальные печи с высокими температурами нагрева, чтоудешевляет получаемый инструмент.Г 1 р и и е р, Гарафин дробили в порошокдо остатка на сите 0.5 - 8 и перемешивалис порошком фритты зернистостью 10 мкм,мелкодисперсным порошком графита иэлектрокорундовым абразивом М 20. Полученную смесь пластифицировали воднымраствором ПВС в следующем соотношении,ма.%:Абразив 54Ф ритта 26Графит 3Гранулированный парафин 12ПВС 5Полученную смесь прессовали в прессформе с усилием 430 кг/см, Отпрессовангные образцы помещали в печь,предварительно разогретую до 200 С, после чего температуру нагрева переключалина 780 С, По достижении в рабочей камерепечи температуры 780 С образцы выдерживали в течение 1 - 2 ч, после чего печь выключали и по истечении 3-4 ч извлекали навоздух.Извлеченные из печи образцы имелицилиндричсскую форму диаметром 30 мм,толщина составляла 5 мм. Образцы наклеивались на подложку и полученный таким образом инструмент испытывался приобработке медных дисков серии, КЖТТ/Д.Инструмент устанавливался с эксцентриситетом по отношению к детали при скорости вращения шпиндедя инструмента 300об/мин, а детали - 40 об/мин. При равенстве площадей рабочей поверхности инструмента и обрабатываемого медного дискапри попутном шлифовании съем с деталисоставил 10 мкм/мин при шероховатостиобработанной поверхности Ва 0,32. В качестве СОЖ использовалась вода,Иэгогавливались образцы с различнымвесовым составом компонентов, Образцыподвергались испытаниям аналогично вышеописанным. Результаты испытаний представлены в таблице, мас,%,Существенность признаков, приведенных в таблице, беэ изменения для всех пятисоставов подтверждается следующим,.Водный раствор ПВС используется какпластификатор. В то же время при спеканииобразуются микропоры за счет испаренияводы, первоначально использующейся для 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 растворения ПВС. Если весовое содержание ПВС в шихте составит менее 5%, тосмесь пластифицируется неоднородно, извлеченные из пресс-формы образцы могутчастично осыпаться, при обжиге возможнытрещины и локальные коробления. Крометого, с уменьшением содержания в составешихты ПВС уменьшается количество микропор, тем самым нарушается смачиваемостьинструмента, что может привести к его засаливанию,В то же время при весовом соотношении содержания ПВС в составе шихты более6% заготовка становится вязкой, плохо пропрессовывается, при извлечении из прессформы теряет требуемую конфигурацию, Ктому же в результате плохой пропрессовкиотожженный инструмент становится менеепрочным. Поэтому оптимальное соотношение составит 5 - 6%,Относительно процентного содержаниягранул парафина, При содержании парафина в составе шихты более 12% происходитуменьшение прочности инструмента, Вовремя работы может происходить откалывание отдельных небольших кусочков, чтоприведет к ухудшению качества поверхности детали.При содержании гранул парафина менее 11% произойдет ухудшение пористости, что увеличит риск образования наклепачастиц меди на инструменте.Графит применяется с целью обеспечения сухой смазки и образования в зоне резания пленки, защищающей инструмент отналипания частиц меди. В составе шихтыболее 4% графита приводит к ослаблениюсвязки и повышенному износу инструмента,Введение менее 3% графита приводит к потере положительного эффекта от использования графита. Поэтому оптимальноесоотношение составляет 3-4%,Зернистость фритты подбирается такимобразом, чтобы слишком крупные зерна,участвуя в процессе резания,не повреждалиобрабатываемую поверхность, а слишкоммалые - уменьшают их обьем, в котороммогли бы разместиться частички ПВС и темсамым уменьшают микропористость, Зернистость фритты, составляющая 0,2 - 0,5 размера зерна абразива, позволяет создаватьмикропористую структуру, при которой абразивные зерна расположены равномернои каждое зерно абразива окружено несколькими зернами фритты, которые, кроме всего,выполняют тонкую подшлифовку.Усилие прессования выбирается из следующих соображений. При усилии менее400 кг/см образцы недостаточно пропресгсованы в результате слабого сцепленияПара- ПВС Износ инСостав ФритАбраГраПримечание фин фит та,та зив мкм/мин Засаливание инстру 3 26 12 1,5 54 мента отсутствует, обработанная поверхность в пределах Ра 0,322 30 50 12 5 0,7 появились уврвпииы Засаливание инструмента отсутствует, обработанная поверхность в пределах Яа 24 12 5 56 3,5 0,32 Засаливание инструмента отсутствует, обработанная поверхность е пределах Ва25 53 12 6 1,5 9,5 0,37 между частицами фритты и после обжига будет иметь место повышенный износ инструмента. Кроме того, при эксплуатации образцов, отнрессованных при усилии в 350 5 кг/см 2, наблюдалось отклонение от плоскостности инструментов в результате неравномерной пропрессовки в центре инструмента. 10При усилии прессования более 450 кг/см наблюдалось ухудшение свойств самозатачиваемости, Кроме того, вследствие повышенной пластичности гранул парафина форма пор в инструменте будет такова, 15 что это затруднит накапливание в них частиц шлама без влияния на качество обработанной поверхности,При эксплуатации образц 2 ов, отпрессованных при усилии 500 кг/см, наблюдался 20 наклеп частиц обрабатываемого материала на инструмент и, как следствие, - резкое ухудшение качества обрабатываемой поверхности. Исходя из требований по точности, самозатачиваемости и пористости 25 структуры инструмента, усилие прессования выбирается в пределах 400-450 кг/см . При прессовании менее 3 с образцы неравномерно пропрессовываются, а свыше 4 с - изменений не наблюдается, 30 Предлагаемый способ позволяет освоить производство дешевых и производительных инструментов для качественной обработки вязких материалов.Формула изобретения Способ изготовления пористого абразивного инструмента, при котором иэ абразивной массы, содержащей абразив, фритту и пластификатор, прессуют заготовку и подвергают ее термообработке, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения режущей способности инструмента, зерна фритты берут равными 0,2-0,5 размера зерен абразива, е массу дополнительно вводят графит, водный раствор поливинилового спирта (ПВС) и е качестве пластификатора - гранулированный парафин, при этом компоненты абразивной массы берут в следующем соотношении компонентов,мас;Абразив 54-55 Фрипа 25-26 Гранулированный парафин 11 12 Графит 3-4 ПВС 5-6 причем прессование осуществляют при дав лении 400 - 450 кг/см, а термообработку до2температуры спекания зерен фритты,На инструменте-наклеп частиц меди, на детали1825719 Продолжение таблицы Составитель Ю, ШапошниковТехред М. Моргентал Корректор Л. Филь Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2302 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5