Абразивный инструмент
Авторы патента:
Использование: для чистового шлифования, доводки и суперфиниширования деталей из различных сталей и сплавов. Инструмент изготавливается без связки из микрошлифпорошков корунда узких фракций, выбранных из ряда 0,1 - 0,7 мкм, 0,7 - 1,0 мкм, 1,0 - 3,0 мкм, 3,0 - 5,0 мкм, 5,0 - 7,0 мкм и 7,0 - 10,0 мкм. Микрочастицы корунда скреплены между собой путем твердофазного спекания.
Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, предназначенного для обработки деталей машин и механизмов, в частности, инструмента из микропорошков корунда для чистового шлифования, доводки и суперфиниширования различных сталей и сплавов.
Известен абразивный инструмент, в котором зерна шлифовальных материалов скреплены между собой тем или иным видом связки, например керамической связкой, образуя прочное твердое тело требуемой конструкции, формы и размеров - шлифовальные круги, головки, бруски и др. Жесткое закрепление зерен абразива в керамической связке (связка в инструменте обычно составляет 15-30%, абразив - 70-85%) происходит в процессе термической обработки за счет пластичного или полного расплавления связки и поверхностного растворения корунда в расплаве. После охлаждения образуется твердая композиция, в которой абразивные зерна химически или механически соединены со связкой. Однако применение известного состава абразив+связка для изготовления инструмента из микрошлифпорошков абразивных материалов зернистостью М10 и менее не обеспечивает необходимых показателей производительности и стойкости инструмента и качества обработанной поверхности, так как затруднительно, а часто и невозможно равномерно перемешать связку с тонкодисперсными абразивными порошками, поэтому после термической обработки инструмент имеет неоднородную структуру, неравномерную плотность и твердость; микропорошки, особенно с размером частиц 0,1-10,0 мкм, в процессе обжига химически взаимодействуют с компонентами керамической связки и частично в ней растворяются, вследствие чего инструмент теряет режущие свойства и становится малоэффективным; в процессе шлифования связка контактирует с обрабатываемой поверхностью, увеличивая силы трения и температуру в зоне резания, что вызывает прижоги и структурные изменения поверхности детали; выкрашиваясь из инструмента, твердые, крупных размеров кусочки связки попадают в зону шлифования и образуют на обрабатываемой поверхности глубокие царапины и задиры. Занимая в инструменте до 20-30% объема, связка является балластом, так как уменьшает содержание абразивных зерен в единице объема и тем самым снижает режущую способность и производительность инструмента. Целью изобретения является абразивный инструмент из тонкодисперсных микрошлифпорошков корунда, обладающий однородной структурой, повышенной стойкостью и производительностью и обеспечивающий высокое качество обрабатываемой поверхности на операциях чистового шлифования, доводки и суперфиниширования. Это достигается тем, что абразивный инструмент в качестве абразивного материала содержит тонкодисперсные микрошлифпорошки корунда в количестве 100%. Микрочастицы корунда скреплены между собой путем твердофазного спекания, представляющего собой процесс массопереноса вещества через газовую фазу, и путем объемной и поверхностной диффузии. Этот процесс эффективен только при использовании тонкодисперсных порошков и при высоких температурах. В качестве микрошлифпорошков корунда используются узкие фракции: 0,1-0,7 мкм, 0,7-1,0 мкм, 1,0-3,0 мкм, 3,0-5,0 мкм, 5,0-7,0 мкм, 7,0-10,0 мкм. Использование порошков размером более 10 мкм не дает желаемого результата. Нижний предел зернистости обусловлен объективными причинами - возможностями промышленного производства микрошлифпорошков. П р и м е р ы. Предлагаемый инструмент изготавливали следующим образом. Из микрошлифпорошков корунда центрифугированием отбирали узкие фракции корунда с размерами частиц 0,1-0,7 мкм, 0,7-1,0 мкм, 1,0-3,0 мкм, 3,0-5,0 мкм, 5,0-7,0 мкм, 7,0-10,0 мкм. Порошок требуемой фракции смешивали с временным связующим, в качестве которого может быть использован водный раствор декстрина или поливинилового спирта. Из массы формовали бруски в металлической пресс-форме методом полусухого прессования под давлением 100-600 кг/см2. Затем бруски обжигали при температуре 1300-1750оС в воздушной среде либо в вакууме с выдержкой при конечной температуре в течение 1-3 ч. После спекания бруски при необходимости пропитывали серой. Готовые бруски содержали 100 мас.% корунда. Испытания брусков проводили на станках модели ЛЗ 244Б при суперфинишировании дорожек качения внутренних колец подшипников типа 602Е из стали ШХ15 (HRC 62-64 ед.). Режим обработки: Частота вращения детали, об/мин 10800 Осцилляция бруска, дв.ход/мин 600 Усилие прижима бруска, кг 1,4 Время обработки, с 8 СОЖ (Масло индустриальное) Примеры и результаты испытаний приведены в таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый инструмент обеспечивает высокую производительность и качество обрабатываемой поверхности при малом износе брусков (примеры 1-3). При увеличении размера частиц корунда выше 10 мкм процесс твердофазного спекания не приводит к достаточно прочному сцеплению зерен между собой и инструмент непригоден к работе (пример 4). Сравнение предлагаемого инструмента с прототипом, т.е. с инструментом на керамических связках (примеры 5-7), показывает его очевидные преимущества по всем эксплуатационным характеристикам - стойкости, производительности и качеству обрабатываемой поверхности.Формула изобретения
АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий жестко связанные друг с другом абразивные порошки, отличающийся тем, что в качестве абразивных порошков инструмент содержит скрепленные между собой путем твердофазного спекания порошки корунда фракции, выбранной из ряда 0,1 - 0,7, 0,7 - 1,0, 1,0 - 3,0, 3,0 - 5,0, 5,0 - 7,0, 7,0 - 10,0 мкм.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Материал // 2022768
Способ изготовления материала // 2022767
Изобретение относится к материалам, предназначенным для закрепления на полировальнике и к способам их изготовления, и может быть использовано в электронной технике и оптике для полирования поверхности стеклянных и кварцевых пластин, используемых при изготовлении прецизионных изделий, а также в легкой промышленности при изготовлении обуви и изделий кожгалантереи
Изобретение относится к производству абразивного инструмента на гальванической связке, используемого для механической обработки различных материалов
Устройство для шлифования инструмента // 1838090
Устройство для шлифования деталей // 1816681
Способ очистки шлифовальной ленты // 1816680
Абразивосодержащий элемент // 1815203
Материал для полировальника // 1815202
Способ изготовления абразивного инструмента // 1811475
Изобретение относится к производству абразивного инструмента
Абразивная гранула // 2100175
Способ изготовления абразивного инструмента // 2104856
Изобретение относится к области изготовления абразивного, в том числе алмазного инструмента преимущественно в виде тонких стержней и проволоки и может быть использовано при обработке высокотвердых материалов резанием, сверлением, шлифованием и т
Алмазный спеченный материал, способ его производства и инструмент и абразивный порошок из него // 2113531
Изобретение относится к алмазному спеченному материалу, способу его производства и режущему и буровому инструменту, в котором используется алмазный спеченный материал
Изобретение относится к изготовлению алмазно-абразивного инструмента, в частности, к способу изготовления абразивных втулок для канатного пиления
Шлифовальный круг // 2115536
Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием с применением шлифовальных кругов и смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), и может быть использовано на операциях шлифования заготовок из различных материалов прерывистыми кругами
Изобретение относится к производству абразивного и алмазного инструмента преимущественно для финишной обработки и может быть использовано для изготовления абразивных и алмазных шлифовальных кругов, головок и сегментов, хонинговальных и суперфинишных брусков, стоматологического абразивного инструмента
Абразивный раздвижной инструмент // 2118250
Изобретение относится к конструкциям металлорежущих инструментов для глубинного периферийного шлифования материалов, предрасположенных к дефектообразованию в виде прижогов и микротрещин
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке деталей из различных материалов, ограниченных поверхностями криволинейной форы, например камер сгорания двигателей, протезно-ортопедических изделий и др