Способ импрегнирования абразивного инструмента

(19) И пра мен соб Цел ниемводоныйраст з ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБ Н А ВТОРСКОМУ СНИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР В 1313676, кл. В 24 Р 3/34, 1986.(54) СПОСОБ ИМПРЕГНИРОВАНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на керамической связке для шлифования преимущественно жаропрочных сплавов с Изобретение относится к изготовлению абразивных инструментов на керамической связке для шлифования,преимущественно жаропрочныхсплавов и незакаленных сталей с применением водных смазочно-охлаждающихжидкостей (СОЖ) и правкой методомнакатывания,Цель изобретения - повышение кромкостойкости абразивного .инструментапри профильном шлифовании с применением водных СОЖ.Способ заключается в том, что аб-,разивный инструмент пропитывают составом, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду, затеминструмент термообрабатывают при180-250 С при этом ингредиентыимпрегнатора могут быть выбраны иэследущцего соотношения, мас.Х:Иерманганат клелия 1-,3Жидкое стекло 10-60Вода- Остальное 51) В 24 В 3/14, 3/3 2кой методом накатывания и с принием водных СОЖ и касается спопропитки готового инстр"мента,ю изобретения является повышекромкостойкости абразивного инмеНта при шлифовании с применеводных СОЖ за счет повышениястойкости связующего. Абразивинструмент пропитывают воднымвором, содержащим перманганат кажидкое стекло и воду. Затем инумент подвергают термической обтке при температуре выше 180"С,п.ф-лы, 3 табл,После пропитки абразивного ин-.струмента предлагаемым соатавом его ( поры заполнены водным раствором силикатов и перманганатов калия и натрия, В ходу сушки и термообработки по меМщ 4 ре удаления воды силикаты полимеризуются с образованием сначала линей- фф ных, а затем пространственных струковотур. При нагреве выше 160 С начинает- Ю ся процесс разложения перманганатакалия, который может протекать с об- Ю разованием манганата калия и оксида марганца. Одновременно возможно модифицирование силикатов манганатами(МпО ); Модифицирование повышаетпрочность пленки силиката, Таким об-, разом, в результате импрегнирования абразивного инструмента на керамичес- ай кой связке по предлагаемому способу в его порах на поверхности зерен и связки образуется прочная пленка, представляющая собой калий-натриевый силикат высокой степени полимериза 1602721ции, модифицированный манганатамикалия и натрия .и оксида марганца.Пропитанный абразивный инструментхорошо правится накатными фасоннымироликами. Пленка импрегнатора прочносвязана с керамической связкой и зернами инструмента, что обеспечиваетего высокую кромкостойкость,Крометого, пленка импрегнатора обладает 10антифрикционными свойствами при высоких температурах, возникающихпришлифовании жаропрочных сплавов (типа ЖСК), Силикаты, являясь стеклами, при высоких температурах размяг-,11чаются и снижают коэффициент тренияскольжения. Манганаты и оксид марганца разлагаются при высоких температурах с образованием :атомарного кислорода (температура разложения МпО - 20ой535 С). Атомарный кислород окисляетжаропрочный сплав никелевую матрицу), налипающий на зерна абразивногоинструмента, подавляет процесс адгезионного схватывания налипающего металла с обрабатываемым, Таким образом,пленка импрегнатора не только креп 1ко удерживает зерна в абразивном инструменте, но и снижает трение междуинструментом и обрабатываемой деталью. Все это обеспечивает высокуюкромкостойкость инструмента при отсутствии его "засаливания." и высоко м каче ст ве по верхно сти.При уменьшении концентрации перманганата калия в составе для пропитки менее 1 Е резко снижается эффект от применения кислородсодержащего вещества, повышается вероятность засаливания инструмента и как 40следствие вероятность появления прижогов и трещин, Увеличение концентрации перманганата калия свыше ЗХнецелесообразно, так как его избытоквыпадает в осадок, 45При снижении концентрации жидкогостекла менее 10 Х пленка силикатовполучается тонкой, непрочной,чтоне обеспечивает требуемую кромкостойкость абразивного инструмента при 50шлифовании жаро прочных сплавов начерновых режимах.Увеличение концентрации жидкогостекла свыше 60 приводит к ухудшению условий Размещения стружки в порах инструмента и подвода СОЖ черезпоры. Это приводит к засаливанию инструмента, появлению трещин на обработанной поверхности. Кроме того,ввиду повышения вязкости состава,ухудшается пропитываемость абразивного инструмента,При температурах менее 180 Сне происходит достаточной полимеризации силикатов, а также плохо разлагается перманганат калия. Это снижает водостойкость и, как следствие,кромкостойкость абразивного инструмента, Увеличение температуры выше250 С нецелесообразно, ввиду отсутствия дополнительного эффекта и возрастания энергозатрат,Шлифовальные круги ПП 250 х 16 х 7692 А 16 НСТ 16 К 5 использовались пришлифовании елочных замков лопатоктрубны из жаропрочного сплава наникелевой основе ЖСК. Круги правились накатным фасонным роликом изстали У 8 А (НКС 60-64), Елочныйпрофиль включает 1 радиус В. 0,60,1 мм и 2 радиуса К 0,5-0,1 мм,Шлифование велось на плоскошлифовальном станке модели ЗЕ 711 В наследующих режимах: скорость круга35 м/с, продольная подача 10-15 м/мин,глубина врезания 0,03-0,01 мм/дв,ход,Использовалась водная СОЖ: 37-наяэмульсия "УкринолМ",Использовались круги без пропитки и после импрегнирования по предлагаемому способу, а также по прототипуоП р и м е р 1. В воде при комнатной температуре растворяли жидкое стекло и перманганат калия, Готовили раствор, содержащий, мас.Е:Перманганат калия 0,5Жидкое стекло 7Вода ОстальноеМетодом свободного капиллярного поднятия полученным раствором пропитывались круги, После пропитки круги сушились на воздухе 24 ч,затем термообрабатывались при 200 С.П р и м е р 2, Круги пропитывали раствором, содержащиммас,УфПерманганат калия 1,0 Жидкое стекло 10 Вода ОстальноеСушка и термообработка кругов по примеру 1.П р и м е р 3, Круги пропитывали раствором, содержащим, мас,:Перманганат калия 2,0Жидкое стекло 30Вода Остальное5 160272Сушка и термообработка кругов по примеру 1,П р и м е р 4, Круги пропитывалираствором, содержащим, мас, .:Перманганат калия 3,0Жидкое стекло 60Вода ОстальноеСушка и термообработка кругов попримеру 1. 10П р и м е р 5, Круги пропитывалираствором, содержащим,мас.%:Перманганат калия 4,0Жидкое стекло 70Вода Остальное 15Сушка и термообработка кругов по при-,меру 1.П р и м е р 6, Круги пропитывалираствором по примеру 3. Термообработка кругов при 160 С в течение 5 ч, 20П р и м е р 7, Круги пропитывалираствором по примеру 3. Термообработка при 180 С в течение 5 ч,П р и м е р 8. Круги пропитывалираствором по примеру 3, Термообработка 25при 250 ОС в течение 5 чП р и м е р 9 Круги пропитывалираствором по примеру 3. Термообработка при 300 С в течение 5 ч,П р и м е р О, Круги пропитывали 30по известному :пособу раствором, содержащим мас. :Перманганат калия 2,0Жидкое стекло 7Вода ОстальноеПропитанные круги термообрабатывалипри 120 С в течение 3 чЭффективность импрегнирования оценивалась по кромкостойкости кругов(по количеству прошлифованных лопаток, 40имеющих годную геометрию) и наличиютрещин,В табл, 1 приведены результаты испытаний,45Как видно из табл,1, лучшие результаты обеспечивают круги, импрегнированные по примерам 2-4 и 7-9, Выход годных лопаток повышается в 3,5- 7,5 раза по сравнению с известным спосо бом импрегнирования,Кроме того, проводились испытания кругов, пропитанных по известному способу, при этом температуру термообработки меняли, 55Круги ПП 200 х 16 х 76 92 А 16 Н СТ 6125 пропитывались водным раствором жидкого стекла (7%) и перманганата калия 2 сушились и затем термообрабатывались 16при 140 фС (по прототипу) и при болеевысоких температурах.Испытания кругов велись на станке ЗЕ 7118 с применением водной СОЖ:3%-ная эмульсия "УкринолМ", Шлифовались елочные замки лопаток из жаропрочного никелевого сплава ЖСК,имеющих радиус К 0,6-0,1 мм и 2 радиуса 0,5-0,1 мм, Режимы шлифования:скорость круга 35 м/с, скорость детали 10-15 м/мин, глубина шлифования 0,03-0,01 мм/дв.ход. Правка кругов накатным роликом.В табл. 2 приведены результаты испытанийКак видно из табл.2, кромкостойкость возрастает с увеличением температуры термообработки,Однако ввиду недостаточной кромкостойкости кругов, пропитанных сос -тавами с малым содержанием жидкогостекла (до 10%) при шлифовании жардпрочных никелевых сплавов, были испытаны круги с повышенным содержаниемжидкого стекла (15%), Режимы шлифования приведены ранее.В таблЗ приведены результаты испытаний при температуре термообработки 200 С,Следовательно, при шлифованиижаропрочных сплавов на никелевойоснове целесообразно количество жидкого стекла в составе импрегнатораувеличить до 15%,Формула изобретения 1. Способ импрегнирования абразивного инструмента, при котором последний пропитывают составом, содержащимжидкое стекло, перманганат калия,и воду, затем инструмент термообрабатывают, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью повышения кромкостойкос"ти инструмента при шлифовании с применением водных СОЖ, термообработкуосуществляют при температуре выше180 С,2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности шлифованияжаропрочных сплавов на никелевойоснове, ингредиенты пропиточногосостава берут в следующем соотношении, мас.%:Перманганат калия 1-3Жидкое стекло 15-60Вода Ост ально е1602721 Т а б л и ц а 1 Круг 92 А 16-Н СТ 16.К 5 Наличие трещин Кромкостойкость, коли"чество лопаток Непропитанный 1-2 Нет Предлагаемыспособ импрегнирования по примерам Нет 9-10 Нет Нет Нет 19-21 Есть Нет Нет Нет 9Известный способимпрегнированияпо примеру 10 Нет 2-3 Нет Таблица 2 Крошкостойкость, количество ло"иаток Примечание Наличиетрещин 2-3 2-3 Нет Перманганат Нет калия вымывается из круга Жидкое стекло 7 120 1402-4 5-6 Нет Нет 160 180 Нет Нет Нет Вода 91 Содержаниекомпонентовпропиточногосоства,Х Перманганат1602721 Таблица 3 Пропиточный состав ток 6-8 Нет 9-10 Нет 11-12 Нет 12-14 Нет 18-20 Нет 19-21 Есть Составитель Л.СергееваРедактор Т,Парфенова Техред М.Ходанич Корректор С.Невкун Заказ 3353 тираж 607 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Жидкое стекло 7%Перманганат калия 2% Жидкое стекло 10%Перманганат калия 3% Жидкое стекло 15%Перманганат калия 1% Жидкое стекло 30%Перманганат калия 2% Жидкое стекло 60%Перманганат калия 3% Жидкое стекло 70%Перманганат калия 4% Параметры при температуре термообработки 200 С Кромкостой- Наличие трещинкость, количество лопа