Способ изготовления абразивного инструмента

) 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТ зготовлен еский про я. Приводится технологиесс изготовления инструнистостью от 3 до 14 мкм логического процесса для я одной партии брусков т 10 ч, а максимальная мента с зе Время техн изготовлен не превыша ставляе мператур 0-90 С. зготовлен ки ДИзготовленные и обеспечиваю оватость пове до Н = 0,06313). Бруски стоикостью по по техн ог при обраоси НАкм (класбладают ботке шеро = 0,04 мкм чистоты 12 повышенной сравнению с брусками аналона керамическойка осуществляетсвой стадии сформревают до темперскоростью 0,8вляют изотермиче70 мин, на второратуру до 95 - 10,25 - 1 С/мин,кладывают давлени выдерживают 30тьей стадии повь180 - 190 С со со0,77 С/мин и выд2 табл,в частности для о подшипников жидкос катных валков и др изобретения - повыш инструмента и сниж ние времени его ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Электростальский филиал Московкого института стали и сплавов иПроизводственное объединение "Злектростальтяжмаш"(56) Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента./Под ред, В.Н.Бакуля. М,: Машиностроение, 1975,с, 133,,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГОИНСТРУМЕНТА1(57) Изобретение оизготовления абразпредназначенных длциях хонингованияметаллообрабатываю тносится к областиивных брусков,я работы на операсуперфиниша нащих предприятиях,бработки втулоктного трения, произделий. Цельение стойкости гичного назначения связке. Термообработя в 3 стадии. На перованный брусок нагатуры 80 - 90 С со 1,4 С/мин и осущестскую выдержку 10 - й - повышают темпе С со скоростьюона этой .стадии приие 3,5 в . 8,1 кг/мин60 мин, на трешают температуру до коростью 0,47ерживают 60-120 минИзобретение относится к изготовлению абразивных брусков, предназ,наченных для работы на операциях хонингования и суперфиниша на метал)лообрабатывающих предприятиях, в частности для обработки втулок подшипников жидкостного трения, прокатных валков и др. изделий.Целью изобретения является повыше- ние стойкости инструмента и снижение времени его изготовления.Способ осуществляют следующим образом.Смешивают компоненты массы. Продолжительность смешивания компонентов 2-20 мин что обеспечивает равномерное перемешивание смеси и однородное распределение в структуре изделия материала зерна и связки. Смешивание в течение менее 2 мин не приводит к образованию однородной смеси. В структуре появляются отдельные конгломераты частиц связки и зерна. Эксплуатационные свойства таких брусков не соответствуют требованиям по стойкости. Увеличение времени смешивания свыше 20 мин не приводит к более равномерной структуре в получаемых изделиях, а увеличивает общую продолжительность технологического цикла изготовления инструмента, что повышает стоимость инструмента. Затем формуют инструмент и подвергают . его многоступенчатой термообработке по следующему режиму.оПри нагреве до 85 С, на котором осуЩествляется первая термическая выдержка, скорость нагрева 0,8о1,4 С/мин. При такой скорости нагре,ва обеспечивается равномерный прогрев всей массы инструмента. На участке перехода от 80-90 С скорость нагрева должна составлять от 0,25 до1 С/мин, что также обеспечивает равномерный прогрев смеси до температуоры 95-105 С, и последняя ступень нагрева до температуры отвержденияо(180-190 С) осуществляется со скоростью 0,47-0,77 С/мин. После каждого подъема температуры осуществляют изотермическую выдержку, На первой стадии предусмотрена изотермическая выдержка в течение 10-70 мин при 80-90 С. Такая выдерж,ка необходима. для выхода летучих соединений (например, паров воды) на :стадии жидкотекучести, Отсутствие выдержки приводит к отверждению из 30 35 40 45 50 55 5 1 О 5 20 25 делия с сохранением в нем пористой структуры. Нижний предел (80 С) лимитируется состоянием жидкотекучести и наиболее интенсивным вьщелением газообразных составляющих (продукты разложения фенолформальдегидныхо смол). Верхний предел (90 С) ограничивает интенсивное выделение (закипание) паров воды, При выдержке 10 мин, достигается полное удалениео газообразных продуктов при 90 С. Верхний временной предел изотермической выдержки 70 мин. При этом температура выдержки должна соответство-;овать 80 С. Таким образом, нижний предел по температуре для первой изотера о мической выдержки 80 С, верхний 90 С, нижний предел по временному интер- валу 10 мин, верхний 70 мин.оТемпературный интервал 95-105 С и изотермическая выдержка 30-60 мин при этой температуре выбирается исходя из условия жидкотекучести массы и отсутствия газовьщелений. Нижо нее значение по температуре (95 С) выбирается исходя из того, что газо- выделение заканчивается на первой изотермической выдержке в заявляемом временном интервале, Верхнее знаочение температуры (105 С) ограничивается тем, что повышение этого предела температуры приводит к появлению полимерных цепей и, как следствие, уменьшению жидкотекучести.Таким образом, нижний предел по температуре на второй изотермичесо о кой выдержке 95 С, верхний 105 С.Продолжительность выдержки лимитируется временем приложения подпрессовывающей нагрузки и остаточной диффузией газообразных составляющих, При времени выдержки 30 мин достигается практически полное удаление газообразной составляющей и получение менее пористой структуры. Однако такое время (30 мин) достаточно при проведении процесса при. 105 С, Уменьшениеотемпературы до 90 С приводит к увеличению временного интервала, При минимальном значении температуры (95 С) время выдержки составляет 60 мин. Таким образом, нижним пределом по времени является 30 мин, а верхним -60 мин. Для уменьшения пористости на этом этапе термической обработки прикладывается давление в пределах 3,5 8,1 кг/мм, Интервал давления выбранисходя из опытных данных. При зернистости инструмента М 14 (наибольшая зернистость) давление 3,5 г/мм 2, что соответствует нижнему заявляемому пределу. Уменьшение зернистости связано с уменьшением размера пор, что,в свою очередь, затрудняет диффузию газообразных соединений, Поэтому для получения беспористой структуры необходимо повысить давление подпрессов ки, При минимальной зернистости (МЗ) давление составляет 8,1 кг/мм . Дальнейшее повышение давления не приводит к повышению плотности изделия.Третья изотермическая выдержка 15 в интервале температур 180 - 190 С необходима для полного отвержденияОсмеси, 180 С является нижним пределом по температуре, при которой осуществляется полимеризация смолы, . 20 Верхний предел (190 С) выбирается исходя из того, что дальнейшее повышение температуры не сокращает временного интервала полимеризации, а приводит к дополнительным энергозатратам, что является экономически не выгодным.Временной интервал (80-120 мин) выбран опытным путем и зависит от массовой теплоемкости иэделий, При. 30 зернистости инструмента М 14 60 мин достаточно для полного отверждения.1Уменьшение зернистости приводит к уменьшению теплопроводности и снижению массовой теплоемкости, поэтому временной интервал увеличивается до 120 мин при зернистости МЗ. Дальнейшее увеличение изотермической выдержки приводит к перерасходу энергии без получения дополнительного упрочняющего эффекта.На третьей стадии термической обработки происходит полимеризация и получение заданных свойств изделия, Нижний предел до температуры 180 С, верхний 190 С, нижний предел по времени 60 мин, верхний 120 мин..П р и м е р опытного опробывания. способа на заявляемых пределах, а также при значениях выше и ниже указанных в описании. Изготавливают бруски для лредварительного и чистового суперфиниширования втулок ПЖТ на стенке "Шибаура" ВКМА (Япония). Втулки диаметром 55 1180 ..1800 мм изготовлены из стали ,55 Х и 50 ХН и закалены до твердости 56 НКС,Бруски изготавливают по технологии, соответствующей описанию. Продолжительность смешивания компонентов от 2 до 20 мин. Общее время технологического процесса 4,9-9,8 ч.о Скорость нагрева 0,25-1,4 С/мин.В соответствии с приведенным графиком термической обработки прикладывают удельное давление 3,5-8,5 кг/мм, Испытывают бруски, изготовленные при значениях перечисленных факторов менее нижнего, заявляемого предела (время смешивания 1,5 мин, время техпроцесса 4,5 ч, скорость нагрева 0,15 С/мин и давление 3,4 кг/мм 2), и значениях заявляемых факторов вьппе верхнего предела (время смешивания 21 мин, время техпроцесса 10 ч, скоОрость нагрева 1,45 С/мин и давлениекВ качестве сравнительных характеристик выбраны значения износа брусков (мм/мин) по сравнению с прототипом: брусками серийного производства на керамической связке и бруски на керамической связке японской фирмы "М 1 зцшо 1 сепща одзш 1 со".Данные испытания приведены в табл. 1.В табл, 2 приведены данные влияния режимов изготовления (температуры и времени выдержки) на износ абразивных брусков.При режимах изготовления выше и ниже заявляемых пределов износ брусков уступает базовому объекту.При изготовлении брусков в заявляемом интервале режимов зафиксированы значения износа ниже, чем у базового объекта, Снижение износа брусков в отдельных случаях уменьшилось в 3,5-8 раз.формула изобретенияСпособ изготовления абразивного инструмента на основе фенолоформальдегидных смол, включающий приготовление абразивной смеси, ее формование с последующей многоступенчатой термической обработкой формуемой абразивной смеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, снижения времени его изготовления, многоступенчатую термическую обработку осуществляют в следующей последовательности:5 1273239, Ь вначале сформованную заготовку инст- кую выдержку 30-60 мин, после чегоо румента нагревают до температуры нагревают до 180"190 С со скоростью 80"90 С со скоростью 0,8-1,4 С/мин 0,47-0,77 С/мин с изотермической выи осуществляют изотермическую выдерж- держкой 60-120 мин, при этом при доску 10-70 мин затем нагревают до тем-, 5 тижении температуры 95-105 С осущегопературы 95-105 С со скоростью 0,25- ствляют допрессовку при давлении оУ (1 С/мин и осуществляют изотермичес,5-8, 1 кг/мм 2 . Таблица 1 Рпартии Износ брусков,мм/мин Режим изготовления Маркировкабрусков Времятехпроцесса,ч Скоростьнагрева,С/мин Давление,кг/мм Время сме-шивания,мин 1 Прототип 30-600 20-30 1,33 2 Импортный инструмент 0,1 3,3 1,45 8,2 10,0 4,5 0,15 3,4 4,9 3,5 4,0 7,0 1,2 1,4 7,0 9 24 АМ 10 Б 2, 0 9,8 1,2 10 24 АМ 5 Б 10,0 11 24 АМЗБ 20,0 0,25 7,0 3,5 0,005 1,4 8 ф 1 0,005 0,002; 12 24 АИ 10 Б 2,0 4,9 1,2 6,0 Табляца 2,Эт мпе рат чес рабф 80 3 24 АМ 10 Б 1, 5 4 24 АМ 10 Б 21, О 5 24 АМ 10 Б 21,0 6 24 АМ 10 Б 2, О 7 24 АМ 10 Б 10, О 8 24 АМУБ 20,0 0,042 0,115 0,279 0,074 0,012 0,005 0,007 0,003,27 5 0,007 8 2 О 0 Составитель Н. БалашоваТехред,Л,Олейник Корректор О. ЛуговаяРедактор Э. Сли аказ 6375 12 сное Проектная, 4 иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Тираж 7ВНИИПИ Государств по делам изобрет 3035, Москва Ж,Рт енного коми ений и откр аушская наб Пота СССРийд. 4/5