Абразивная масса

 

АБРАЗИВНАЯ МАССА для изготовления шлифовального инструмента, содержащая абразив, органическое связующее, криолит, известь, известняк и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности инструмента, известь введена с содержанием гидратной воды 2-5 мас./о, а в качестве наполнителя масса содержит пирит, при этом ингредиенты массы взяты в следующем соотношении, мас.°/о: Абразив71,5-75,5 Органическое связующее 9,0-10,0 Криолит4,5-6,5 Известь с содержанием гидратной воды -2-5 мас.о/о2,0-2,5 Известняк2,5:-3,5 Пирит6,5-8.0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SUÄÄ 1134356

4 @ В 24 D 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕГЗЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3573165 25 -08 (22) 06.04.83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) А . Г. Морозова, А. А. Пыльнев, В. Г. Бамбуров, М. И. Брагина, В. П. Мамонтова и А. Магафуров (71) Уральский филиал Всесоюзного научноисследовательского института абразивов и шлифования (53) 621.922.079 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 933427, кл. В 24 D 3)20, 1981 (прототип). (54) (57) АБРАЗИВНАЯ МАССА для изготовления шлифовального инструмента, содержащая абразив, органическое связующее, криолит, известь, известняк и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности инструмента, известь введена с содержанием гидратной воды 2 — 5 мас.%, а в качестве наполнителя масса содержит пирит, при этом ингредиенты массы взяты в следующем соотношении, мас.%:

Абразив 71,5 — 75;5

Органическое связующее 9,0 — 10,0

Криолит 4,5 — 6,5

Известь с содержанием гидратной воды

-2 — 5 мас.% 2,0 — 2,5

Известняк 2,5.— 3,5

Пирит 6,5 — 8,0

1134356

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на органическом связующем, а именно к абразивным массам. которые могут быть использованы при изготовлении шлифовальных кругов для обдирочного шлифования.

Известна абразивная масса для изготовления шлифовального инструмента, включающая абразив, органическое связующее, криолит, наполнитель, термически обработанный известняк, в состав которого входит 10 известь и известняк (1).

Однако термически обработанный известняк, являющийся продуктом воздействия высоких температур на природные руды, не является стабильным по составу и свойствам, что влияет на его реакционную способность, особенно гри температурах формирования структуры круга (температурах полимеризации связующего) и приводит к нестабильности упрочняющего действия наполнителей. Вследствие этого .шлифовальные круги, изготовленные из этой массы, имеют низкую и нестабильную прочность.

Цель изобретения — повышение прочности шлифовальных кругов, изготовленных из предлагаемой массы.

Поставленная цель достигается тем, что в абразивной массе для изготовления шлифовального инструмента, содержащей абразив, органическое связующее, криолит, известь, известняк и наполнитель, в качестве последнего масса содержит пирит, а известь введена с содержанием гидратной воды

2 — 5 мас. /o, при этом ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас. /o.

Абразив 71,5 — 75,5

Органическая. связка 9 — 10

Криолит 4,5 — 6,5

Известь с содержанием гидратной воды

2 — 5 мас ю/ю 2,0 — 2,5

Известняк 2,5 — 3,5

Пирит 6,5 — 8,0

Органическая связка содержит, м ас. /<>. 4O фенолформальдегидную смолу (пульвербакелит) 91,6; фурфурол 4,2; антраценовое масло 4,2.

Известь с содержанием гидратной воды

2 — 5 мас. /<> представляет собой гидратированный оксид кальция, содержащий химически сорбированную воду и поверхностный слой гидрооксида кальция.

При изготовлении из предлагаемой массы шлифовальных кругов в результате десорбции химически адсорбированной воды в интервале температур 100 †2 С происходит химическое взаимодействие компонентов, приводящее к образованию CaFj. Скорость реакции в этом случае пропорциональна поверхности реагента, не вступившего в реакцию, и зависит от содержания в поверхностном слое химически адсорбированной и гидратной воды. Продукт реакции (СаР ) 2 образуется в виде покрытия на поверхности исходных компонентов, он статистически распределен в массе, имеет несформированную кристаллическую решетку, что приводит к дисперсионному упрочнению связки и лучшей адгезионной связи со связующим. Равномерное распределение CaF в составе абразивной массы приводит к стабилизации его упрочняющего действия. Пирит не участвует в низкотемпературном взаимодействии, но в его присутствии описанный процесс протекает более интенсивно, чем, например, в присутствии каменноугольного кокса (как в известном составе).

При температурах эксплуатации инструмента известь и известняк вступают во взаимодействие с пиритом и криолитом с образованием СаЕ ; СаЯО4,с — А1 0з;а — ге Оз что приводит к значительному связыванию летучих токсических фтористых и сернистых газов. Наряду с ослаблением связки в тонком слое синтез частиц в процессе шлифования той же химической природы, что и шлифовальный материал, способствует интенсификации процесса шлифования. В присутствии пирита возгонка А1Рз затруднена и процесс образования < — А1дОэ протекает наиболее полно. с(— Feq0@ имеет решетку изоморфную cx — А1 0, что также оказывает положительное влияние на параметры шлифования. Использование компонентов смеси в количественном соотношении менее указанного недостаточно для прохождения химических реакций при температурах формирования структуры круга (100 †2 С), а использование компонентов в смеси в количественном соотношении выше указанного приводит к уменьшению прочности, повышенному выделению токсичных летучих соединений и увеличению расхода круга в процессе эксплуатации.

Пример. В лабораторную лопастую мешалку подавался шлифовальный материал— смесь циркониевого и нормального электрокорунда и смачивался фурфуролом при перемешивании в течение 10 мин. Затем в мешалку последовательно засыпались при перемешивании в течение 5 мин пирит, гидратированная известь, известняк, криолит и порошкообразная фенолформальдегидная смола — пульвербакелит марки СФП вЂ” 0119А.

Компоненты перемешивались в течение

10 мин и смачивались антраценовым маслом при перемешивании еще в течение

10 мин.

Из полученной смеси при !65 +- 5 С, удельном давлении 350 +- 10 кг/см прессовались образцы абразивного инструмента

«бруски» и «столбики» по 10 шт. каждого состава с выдержкой под прессом в течение 10 мин, которые затем подвергались термической обработке в камерном бакелизаторе при 185 С в течение 20,5 ч.

Параллельно изготавливались образцы из известной массы. Для этого в лабора1134356 торную мешалку подавался шлифовальный материал — смесь нормального и циркониевого электрокорунда и смачивался фурфуролом при перемешивании в течение 10 мин.

Затем в мешалку последовательно засыпались при перемешивании в течение 5 мин криолит, каменноугольный кокс, термически обработанный известняк и порошкообразная фенолформальдегидная смола — пульвербакелит м арки СФП вЂ” 01199. Компоненты перемешивались в течение 10 мин и смачивались антраценовым маслом при перемешивании еще в течение 10 мин. Из полученной смеси при 165 - 5 С, удельном давлении 350 ++- 10 кг/см прессовались образцы абразивного инструмента «бруски» и «столбики» по 10 шт. с выдержкой под прессом в течение 10 мин, которые затем подвергались термической обработке в камерном бакелизаторе при 185 С в течение 20,5 ч.

Образцы «бруски» и «столбики» испытывались в лабораторных условиях на предел прочности при изгибе и предел прочности при сжатии. Выбранный комплекс механических испытаний наиболее адекватно описывает напряженное состояние круга в процессе эксплуатации по сравнению с пределом прочности при растяжении. Все опытные образцы изготавливались и испытывались в одинаковых условиях.

В табл. 1 приведены составы абразивных формовочных смесей, используемых для изготовления опытных образцов «брусков» и «столбиков», и сопоставительные данные их испытаний, а также примеры рецептур с содержанием гидратной воды в извести ниже и выше предельных значений предлагаемой абразивной массы смеси № 13 и 14).

Из данных приведенных в табл. 1 видно, что предел прочности при изгибе образцов, изготовленных из смесей № 1 — 12, выше предела прочности при изгибе образца из смеси № 15 (прототип), в 1,72 раза и выше образцов из смесей № 13 и 14.

Предел прочности при сжатии образцов, 10 изготовленных из смесей № 1 — 12, в 1,76 раза выше предела прочности при сжатии образцов из смеси № 15 (прототип) и выше образцов из смесей № 13 и 14.

В табл. 2 приведены результаты испытаний опытных шлифовальных кругов ПП200 X

Х 300 X 76 (коэффициент шлифования) для предлагаемого состава — смесь № 10 и по прототипу — смесь № 15.

Как видно из табл. 2 прочность инструмента из предлагаемой абразивной массы с содержанием гидратной воды 2 — 5 мас. /p возрастает в 1.45 — 1,82 раза по сравнению с прототипом, а коэффициент шлифования возрастает в 1,25 — 1,65 раза, режущая способность практически остается без изменения.

Шлифовальные круги из абразивной массы, содержащей каменноугольный кокс, целесообразно применять для обработки углеродистых сталей, а для обработки нержавеющих сталей более рациональны круги из

30 массы с содержанием пирита, так как обработка нержавеющих сталей наиболее эф фективна в присутствии агрессивной сернистой среды.

1134356

1

I "

С1 х

Ф I

Ф о о о

Г И!

ccl х сО

v X

1» а 0

v х х= о ох(.

Х Х 1» Х

Ю о

И\

Ю (! сч о а о м м м1 ((\ an о м (СЪ о сч о ф СЧ м м м о о

С! а

I о о

Э х х э о

Ф СЗ ао х

xxv

Э С» о о о м м

I х v

cC (C Э

V Р E >и Р

ca aca o 4a ca x уоохxx! о

I Ф

I E»

I

11

I x

1Ф

IX

1 (C

1 I

1 1 1

1 I

1 1

О

Ц о о

Р Я М о 4a о ххх со

1 1

\Г) 1 1

1 1

I I I

1 1

1, 1 х о

Й

Ф

Р

Э СС о х м сс

В В л о о an o

A 0 Ф со м л л

СЧ ! (1 л о л со

1 ж о о о

» 0 сч м со со

»

СЧ СЧ о - (1 о . о ю а

I

Ю о 1!

E

Э о

C( х

1 1 1

1 1

I I

1 1 и

Ф х х сС

И а

Э 44 й( о о (4 IA о

11

О с1

С 4 (Ч ((1

» (Ч

1 1

1 1 1

1 I 1 с 4 an л

СЧ СЧ о (4 м л

Сч СЧ

»

СЧ I

1 1

I 1 1

Ю и 1

° »

С 1 СЧ

СЧ

СЧ и х о

41 Х

E о

Ф х сч

1 1

1 1 1 о сС 1 х

° I 1

СЧ

1 1

1 I

1 1

I 1 I (.

I E» х

I Э х о

l 1 о о о

» »

Оа О.

Oa Ch о л о о о оо

» л

О О1 о о ю

Oa Ch Ц1 со о со со

» » » м м с"! .О

Л 1 1 Л

И х

an o

E о а х

9I р, 1 IE I а 1

Ф 1

t( о и

1

I

1

I

1 л о

A Ц Е

ca o v х х

С4 Э аХ

v4E о х

0l g

2 (4 CC Ф

Ф с6 С х If о K

»

° a (Ч о

О 1 С 4 !

Э-О

Ц

О1 (б

X Э

Ц ю ° о

Г о ау

an (! Еч Л О а an a < an О an СЧ

r ф О СО Л О Л СО О Î ф СО О а, и и (((с! а an an an an an (с4 м

С! М СО Ю а СО а. ь » л л » л » л

М М М СЧ СЧ С 4 С 4 М (h СЧ со о о o w --4.,ю (n o е л »

Л О 4 О и О Ю . Ь ((1 an ф сч со (с! о

» л » сч сч сч с an (ч т сч

Л Л r I Л Л (»a М 1 an aCa Л СО Ch O

1134356

Т аблица 2

Состав

430

424

425

432

420

423

422

425

Составитель Л. Сергеева

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 769 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Парфенова

Заказ 9853/2

Предлагаемый (смесь ¹- 10) при содержании гидратной воды, 7:

По прототипу (смесь ¹ 75) Коэффициент шлифования, r/r

Режущая способность, r/мин