Способ изготовления абразивного инструмента на бакелитовой связке

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА НА БАКЕЛИТОВОЙ СВЯЗКЕ, при котором смесь абразивных зерен, связки и наполнителя формуют в пресс-форме с одновременным нагревом микроволновьи источником электри .ческого поля до отверждения связки, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа, за счет возможности изготовления изделий больших размеров и высокопористой структуры , нагрев осуществляют до температуры 300-320 с, а скорость нагрева выбирают равной 1(Ю-150 град/мин. , 2. Способ по П.1, отличаю-: щ и и с я тем, что, частоту электрического поля выбирают равной 1240 МГц, ана;пряжённость 1-2 кВ/см.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ ЛИК

r19I O I) 4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2f) 3686906/25-08 (22) 04.01.84 (46) 15.06.85. Бюл. Ф 22 (72) В.В.Райт, Л.Е.Пулин, Б.И. Парадиз, В.А.Борисов и З.Я.Довгаль (7 1) Уральский Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (53) 621.422 ° 079(088.8) (56) Бакуль В.Н. Основы проектирования и технология изготовления абра- зивного и алмазного инструмента. М., Машиностроение, 1975, с. 132-133.

Патент Франции Ф 1114528, кл. В 24 d, 1956.

Патент ФРГ У 833604, кл. 67 с 1, 1952.

Авторское свидетельство СССР

9 948646, кл. В 24 D 3/26, 1981..

Заявка ФРГ II 3147902, кл. В 24 9 3/28, 1983. (54) (52) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА НА БАКЕЛИТОВОЙ

СВЯЗКЕ, при котором смесь абразивных зерен, связки и наполнителя формуют в пресс-форме с одновременным нагревом микроволновым источником электрического поля до отверждения связки, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа, за счет возможности изготовления изделий больших размеров и высокопористой структуры, нагрев осуществляют до температуры 300-320 С, а скорость нагрева выбирают равной 100-150 град/мин.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, частоту электрического поля выбирают равной 1240 МГц, а напряженность 1-2 кВ/см.

1161365

Изобретение относится к изготовления абразивного инструмента на ба- келитовой связке и может быть также использовано при производстве изделий.из термореактивных смол. 3

Цель изобретения — расширение технологических .возможностей способа за счет возможности изготовления изделий больших размеров и высокопористой структуры.. t0

Способ осуществляют следующим образом.

Смесь шлифматериала, связки и наполнителя формуют в пресс-форме с одновременным нагреванием до отвер- 1 ждения связки. Нагрев осуществляют со скоростью нарастания температуры

100-150 град/мин до 300-320"С. В качестве источника нагрева используют электрическое поле частотой 1220

40 ИГц и напряженностью 1-2 кВ/см, а в качестве материала пресс-формы используют алундовую керамику, имеющую пористость 25Х. Указанные параметры способа обусловлены следующими обсто-щ ятельствами. При скорости нагрева, большей 150 град/мин, имеет место вскипание, что приводит к снижению . прочности материала инструмента.

При скорости нагрева меньшей

100 град/мин процесс термообработки существенно удлиняется, что приводит к тепловой деструкции связки и ухудшению экономических показателей процесса. Выбор оптимального значения. скорости нагрева в пределах данного интервала осуществляется в зависимос ти от рецептуры изготовляемого инструмента, причем рецептурам с меньшим содержанием связки и более по- . ристым соответствуют более высокие значения скорости нагрева. При значениях предельной температуры нагреО ва, превышающих 320 С, имеет мес.то тепловая деструкция связки, снижающая прочность инструмента. Снижение температуры до значений меньших 300 С при указанных выше значениях скорости нагрева приводит к неполной полимеризации связки и, следовательно, к ухудшению качества инструмента.

Выбор оптимального значения предельной температуры осуществляется с учетом тех же соображений, что и при выборе оптимальной скорости нагрева.

Использование в качестве источнигде 1 — длина волны, Š— диэлектрическая проницаемость материала, заполняю-. щего конденсатор.

Учитывая, что для абразивных формовочных масс на бакелитовой связке

Е 4 получают > 0,04 Л, что в указанном частотном диапазоне дает диапазон допустимых значений диаметM рон обкладок конденсатора от 30 см по 1 и, имеется возможность термаобрабатывать практически все типоразмеры абразивного инструмента. Уменьшение частоты ниже указанных пределов

40 нежелательно, поскольку приводит к снижению мощности, выделяемой в нагреваемом изделии и, следовательно, к удлинению процесса термообрабо"ки.

Выбор указанного диапазона напряженности электрического поля обусловлен обеспечением требуемой скорости нарастания температуры при различных . значениях частоты поля. Верхний предел напряженности поля соответствует нижнему значению частоты, а нижний предел напряженности соответствует верхнему значению частоты. ка нагрева высокочастотного электри.ческого поля является на данный момент единственным возможным споссбом реализации предлагаемого режима термообработки, поскольку в этом случае разогревается одновременно весь объем изделия, что позволяет вести интенсивный нагрев без нарушения структуры связки. Выбор указанного диапазона частот обусловлен следующими соображениями. При размерах электродов рабочего конденсатора, в котором осуществляется нагрев массы, сравнимых с длиной волны, электрическое поле в конденсаторе становится неоднородным, что приводит к неоднородности нагрева изделий. Поэтому для конкретных размеров изделий верхнее значение частоты ограничивается по ( соображениям однородности поля (квазистационарности конденсатора).

В соответствии с известными поиожениями максимальная величина диаметра квазистационарного конденсатора определяется выражением

0,48> )

В . — — - — „0,08

2 А И

Выбор материала пресс-формы произведен по соображениям прочности, износостойкости и антиадгезионных свойств. Величина пористости 257 позволяет осуществлять отток газэв. Круги партий 4-8, которые изготавливали по режимам, лежащим вне рекомендуемых интервалов скорости подъема температуры и конечных температур нагрева, испытаниям не подвергали по следующим причинам. Круги.четвертой партии, которые изготавливали при скорости подъема темперятурь1 160 град/мин, имели ня изФ

40 з . 1161 в процессе обработки и, вместе с тем, не.снижает существенно прочности материала.

Hp и м е р. Готовили формовочные смеси, отличающиеся содержанием шлиф- g. материалов и связки. Из каждой смеси предлагаемым способом изготавливали круги типа ПП 200 20х75 и ПП

400 40475, для чего смесь дозировали и укладывали в керамическую по- 10 ристую пресс-форму. Затем пресс-форму помещали на установку, где осуществляли операции формовяния и нагрева изделий.

В табл. t представлены технологические параметры предлагаемого спосо6а, определенные в соответствии с приведенными соображениями для смесей с различным объемным содержанием шлифматериала Ч и связки V Ю

Круги, изготовленные предлагаемым способом, подвергали эксплуатационным испытаниям на лабораторных стендах, при этом определяли эксплуатационные показатели: коэффициент шлифо- 5 вания, режущую способность, разрывную скорость. Кроме того, измеряли .среднюю твердость и неоднородность твердости в кругах с помощью пескоструйного и ультразвукового приборов.

ЗО

Результаты испытаний представлены в табл.2.

365 4 ломе многочисленные макроскопические газовые полости, т.е. отличались резко неоднородной плотностью. В кругах пятой партии, которые изготавливали при скорости подъейа температуры менее 100 гряд/мин, наблюдалась тепловая деструкция связки, выражающаяся в том, что абразивное зерно удерживялогь крайне слабо.

Это было установлено органолептическим методом. Это же явление было характерно для кругов восьмой партии, конечная температура термообработки которых била выше 320 С. Круги седьмой партии, конечная температура термо-. обработки которых была ниже 300 С, отличались неполной полимериэацией, что было установлено с помощью химического анализа, проведенного по принятой н УралВНИИХАН методике.

Анализ результатов испытаний кругов, изготовленных предлагаемым спос060М, показывает значительное снижение длительности процессов Аормообразовяния и термообработки, в результате — повышение производительности, снижение трудоемкости и энергоемкости процессов; возможность изготавливать предлагаемым способом абразивные круги большинства типоразмеров и различных структур при .малой длительности процессов формообразования и термообряботки, т.е. предлагаемое решение обеспечивает расширение технологических возможностей способа; использование прессАормы, выполненной иэ газопроницаемого материала, например ялундовой керамики с,пористостью 253, обеспечивает отток газов в процессе термообработхи, в результате — возможность .изготовления абразивных изделий с достаточно плотной структурой.

1161365

Таблица.1

Партия, Ф

Напряенност

Давление, MIIa

СкоКонечная

Часторость нагрева, град/и н элек грена, мин электрическотрического поля, кВ/см го поля, ИГц

1,0

0,2

320

0,1

130

3 44

C t8

2,3

0,2

0,2

320

140

150

0,3 . 0,2

2,0

300

0,2

1,8

0,3

300

160

С 30

0,2

0,3

3 5

315

1.3

С=30

0,2

2,8

310

110

2, О

0,22

290

2,0

100

2,9

С=30

0,22

2,0.3,0

330

110

1,3

3-50

С=*30

320

0,25

5 0

3,2

1 00

3=56

С=30

0,25

3,0 1О,О

300

100

Объемно содержание компонентов

2 3=44

С24

3 3=44

С 30

4 344

5 3=44 б 3=50

С=3O

7 3-50

10 3 62

40 1,0

27 1,3.

27 1,3

27 1,3

27 1,3

13 2,0

13 2,0 температура нагрева, град

Длительность наУдельный расход электроэнергии, кВтч/кг

1161365

Таблица 2

Разрывная .скорость, м/с

Партия, Ж

1 112

0,85

0,2

6,4

26

0,3

2 114

15

0,5

4,0

1,25

0,2

3,2

2,3

99 5

2,7

0,3

3,7

4,9

2 5. 0,1

Составитель В.Воробьев

Редактор С.Лисина Техред А.Бабииец Корректор В.Гирняк

Заказ 3897/22 .Тирам 769 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4

Режущая способость, г/мин

3 140

6 118

9 106

10 120

КоэЯ ициент шлифования, r/r

Средняя твердость по пескоструйному прибору,мм

Перепад твердости в круге по пескоструйному прибору, мм

Перепад скорости ультра звука в круге, и/с