Способ изготовления пористого абразивного инструмента

 

Изобретение относится к производству абразивных инструментов для доводки материалов повышенной плэс тичног iи например чистой меди Сущность изобрете ния зерна фритты берут равными 0205 размера зерен абраэис-j, в массу дополнительно вводят графит, водный раствор пол ивинилового спирта (ППС) и в качестве пластификатора - гранулированный пара фмн, при этом компоненты абразивной мзг сы берут в следующем соотношении мае % абразив 54 55; фритта гранулиро ванный парафин 11-12 грзфит 3 4 fIRL 5-6 Прессование осуществляют при давле нии 400-450 кг/см . а термообработку до температуры спекания зерен фригты 1 табл

СОГОЭ СОВ1 1СV11X

СОЦИАЛИСТИЧ(СVt1X

f f ÑfÏÜòËÊ а1)5 В 24 0 3/14 гОсудАРстВеннОе ПАГентffofВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,СО, Ь ) (Я

С (3:

1 (21) 4943782/08 (22) 25.04.91 (46) 07.07.93, Бюл, N. 25 (71) Научно-исследовательский институт радиоэлектроники и лазерной техники МГТУ им. Н.Э.баумана (72) Г.P Сагателян, Ю.С.Шапошников, В.М.Болодурин, В.М.Галкин и Ю,В,Салюк (56) Авторское свидетельство СССР

N 1371891. кл. В 24 D 3/14, 1986. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к производству абразивных инструментов для доводки маИзобретение относится к производству абразивных инструментов. предназначенных для обработки материалов, обладающих повышенной пластичностью, например чистой меди, Цель изобретения — повышение режущей способности инструмента для обработки вязких материалов при невысокой себестоимости изготовления инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что согласно оптимальному соотношению параметров его компонентов: абразивных зерен, связки и пор, а также режимов прессования и спекания абразивной массы, полученный предлагаемым способом инструмент имеет структуру зернистую, чечевицеобразные открытые поры и микропоры, хорошо смачивается с водой, обладает самозатачиваемостью и при эксплуатации не подвергается эасаливанию.

Способ осуществляется следующим образом.

„„5U„„ l825719 А1 териалов повышенной пластичнос и. например чистой меди. Сущность изобре1е ния; зерна фритты беруг рэвными 0.2 0.5 размера зерен абраэисз, в массу дополнительно вводят графит, водный раствор пол ивинилового спирта (Пг С) и в качестве пластификатора — гранулированный пара фин, при этом компоненты абразивной л1эссы берут в следующем соотношении, мас %: абразив 54-55; фритта 25-26: гранулированный парафин 11-12: графит 3 4; ПВС

5 — 6. Прессование осущес яляют прн давлет нии 400-450 кг/см, а термоог рлбо кудо температуры спелания зерен фригты. 1 табл.

Парафин 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 разогретую до

200 С печь, после чего температуру на рева в печи сразу переключают на температуру, равную твмпературе спекания зерен фри1ты, 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 извлекают на во .ду»

Существенным отличием предла эемого способа от известного является сл".дующее; использование предлагаемого с. С1элэ

1825719 шихты, наряду с режимами прессования и термообработки, позволяет получить высокопроизводительный инструмент для стабильной, качественной обработки вязких материалов, Тврмообработка производится в одной печи, причем не требуется окислительная среда и специальные печи с высо° кими температурами нагрева, что удешевляет получаемый инструмент.

Г1 р и и е р, Парафин дробили в порошок до остатка на сите 0.5 — 8% и перемешивали с порошком фритты зернистостью 10 мкм, мелкодисперсным порошком графита и электрокорундовым абразивом М20. Полученную смесь пластифицировали водным раствором ПВС в следующем соотношении, мас.%:

Абразив 54

Ф ритта 26

Графит 3

Гранулированный парафин 12

ПВС 5

Полученную смесь прессовали в прессформе с усилием 430 кг/см, Отпрессованг ные образцы помещали в печь, предварительно разогретую до 200 С, после чего температуру нагрева переключали на 780 С. По достижении в рабочей камере печи температуры 780ОC образцы выдерживали в течение 1 — 2 ч, после чего печь выключали и по истечении 3-4 ч извлекали на воздух.

Извлеченные из печи образцы имели цилиндричсскую форму диаметром 30 мм, толщина составляла 5 MM. Образцы наклеивались на подложку и полученный таким образом инструмент испытывался при обработке медных дисков серии. КЖТТIД.

Инструмент устанавливался с эксцентриситетом по отношению к детали при скорости вращения шпинделя инструмента 300 об/мин, а детали — 40 об/мин. При равенстве площадей рабочей поверхности инструмента и обрабатываемого медного диска при попутном шлифовании съем с детали составил 10 мкм/мин при шероховатости обработанной поверхности Ra 0,32. B качестве СОЖ использовалась вода.

Иэгогавливались образцы с различным весовым составом компонентов, Образцы подвергались испытаниям аналогично вышеописанным. Результаты испытаний представлены в таблице, мас,%, Существенность признаков, приведенных в таблице. беэ изменения для всех пяти составов подтверждается следующим. .Водный раствор ПВС используется как пластификатор. В то же время при спекании образуются микропоры за счет испарения воды, первоначально использующейся для

55 растворения ПВС. Если весовое содержание ПВС в шихте составит менее 5%, то смесь пластифицируется неоднородно, извлеченные из пресс-формы образцы могут частично осыпаться, при обжиге возможны трещины и локальные коробления. Кроме того, с уменьшением содержания в составе шихты ПВС уменьшается количество микропор, тем самым нарушается смачиваемость инструмента, что может привести к его засаливанию, В то же время при весовом соотношении содержания ПВС в составе шихты более

6% заготовка становится вязкой, плохо пропрессовывается, при извлечении из прессформы теряет требуемую конфигурацию, К тому же в результате плохой пропрессовки отожженный инструмент становится менее прочным. Поэтому оптимальное соотношение составит 5 — 6%.

Относительно процентного содержания гранул парафина. При содержании парафина в составе шихты более 12% происходит уменьшение прочности инструмента, Во время работы может происходить откалывание отдельных небольших кусочков, что приведет к ухудшению качества поверхности детали.

При содержании гранул парафина менее 11% произойдет ухудшение пористо- . сти, что увеличит риск образования наклепа частиц меди на инструменте.

Графит применяется с целью обеспечения сухой смазки и образования в зоне резания пленки, защищающей инструмент от налипания частиц меди. В составе шихты более 4% графита приводит к ослаблению связки и повышенному износу инструмента.

Введение менее 3% графита приводит к потере положительного эффекта от использования графита. Поэтому оптимальное соотношение составляет 3-4%, Зернистость фритты подбирается таким образом, чтобы слишком крупные зерна, участвуя в процессе резания,не повреждали обрабатываемую поверхность, а слишком малые — уменьшают их объем, в котором могли бы разместиться частички ПВС и тем самым уменьшают микропористость. Зернистость фритты, составляющая 0,2 — 0,5 размера зерна абразива, позволяет создавать микропористую структуру, при которой абразивные зерна расположены равномерно и каждое зерно абразива окружено несколькими зернами фритты, которые, кроме всего, выполняют тонкую подшлифовку.

Усилие прессования выбирается из следующих соображений. При усилии менее

400 кг/см образцы недостаточно пропресг сованы в результате слабого сцепления

1825719

Съем с детали, мкм/мин

Пара- ПВС

Износ инСостав ФритАбраГраПримечание фин фит та, та зив мкмlмин

Засаливание инстру3

12

1,5

54 мента отсутствует об работанная поверхность в пределах Ra 0,32

2 30

12 5

0,7 появились уврвпииы

Засаливание инструмента отсутствует, обработанная поверхность в пределах Ra

12 5

3,5

0,32

Засаливание инструмента отсутствует, обработанная поверхность в пределах Ra

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/см2, наблюдалось отклонение от плоскостности инструментов в результате неравномерной пропрессовки в центре инструмента. 10

При 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 образцов, 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 .

Прц 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 из абразивной массы, содержащей абразив, фритту и пластификатор, прессуют заготовку и подвергают ее термообработке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения режущей способности инструмента, зерна фритты берут равными 0,2-0,5 размера зерен абразива, в массу дополнительно вводят графит, водный раствор поливинилового спирта (ПВС) и в 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 давлении 400 — 450 кг/см, а термообработку до

2 температуры спекания зерен фритты.

На инструменте-наклеп частиц меди, на детали

1825719

Продолжение таблицы

Составитель Ю, Шапошников

Техред M. Моргентал Корректор Л. Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2302 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5