Масса для изготовления абразивного инструмента
Владельцы патента RU 2345878:
Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Абразивные заводы Урала" (RU)
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных кругов, предназначенных для шлифования и полирования металлических материалов. Масса для абразивного инструмента содержит в качестве пластификатора «Росойл-800» при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:синтетический твердый высокомолекулярный каучук 80÷90, синтетический низкомолекулярный каучук 10÷20, сера 20÷35, каптакс 2,5÷3,0, наполнители 20÷100, пластификатор «Росойл-800» 3÷8, шлифовальный материал 700÷1000. В результате повышается пористость абразивного инструмента при сохранении механической прочности, что способствует повышению его режущей способности и снижению прижогов обрабатываемого металла. 1 табл.
Изобретение относится к области производства абразивного инструмента на вулканитовой связке и может быть использовано при производстве шлифовальных кругов, предназначенных для шлифования и полирования металлических материалов.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента /1/, содержащая высокомолекулярную и низкомолекулярную составляющие связующего, вулканизатор - серу и ускоритель - 2-меркаптобензтиазол (каптакс), шлифовальный материал.
Вулканизатор (сера) и ускоритель (каптакс) находятся в соотношении 23,5-25:1.
При данном соотношении серы и каптакса формирование жесткой пространственной сетки происходит в результате сопряженной реакции между каучуком, серой и каптаксом: с одной стороны, каптакс резко повышает скорость присоединения серы к каучуку, а с другой, - сера вызывает присоединение каптакса к каучуку.
Отсутствие наполнителей и пластификатора в рецептуре делает формовочную смесь недостаточно технологичной. Круги, изготовленные из такой смеси, отличаются высокой плотностью, что при шлифовании приводит к повышению температуры и образованию прижогов (необратимые негативные структурные нарушения) обрабатываемых металлических поверхностей.
Наиболее близкой по технической сущности и достигнутому эффекту к предлагаемому решению является масса для изготовления абразивного инструмента /2/, содержащая синтетический высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, вулканизатор и ускоритель, наполнители, антистаритель (пластификатор), шлифовальный материал при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Синтетический высокомолекулярный каучук | 80÷90 |
| Синтетический низкомолекулярный каучук | 10÷20 |
| Вулканизатор - сера | 40÷50 |
| Ускоритель - каптакс, тиурам | 1,3÷2,2 |
| Наполнители | 56÷138 |
| Пластификатор (антистаритель) | 3÷8 |
| Шлифовальный материал | 900÷1100 |
В качестве пластификатора масса содержит «Омск-1». Вулканизатор (сера) и ускоритель (каптакс, тиурам) находятся в соотношении, например, 18, 1:1.
Система каптакс-тиурам относится к системам взаимной активации. Каптакс и тиурам участвуют в реакции вулканизации с формированием жесткой плотной пространственной структуры. Высокая активность вулканизующе-ускорительной группы снижает технологичность формовочной смеси, создается опасность подвулканизации и нестабильности свойств инструмента. Пластификатор «Омск-1» является химически инертным к ингредиентам вулканитовой связки. Применение «Омск-1» повышает технологичность формовочных смесей, однако приводит к неконтролируемому снижению прочности и нестабильности структуры и свойств. Структура инструмента остается беспористой, плотной, при абразивной обработке создается опасность прижогов.
Применение вулканизующе-ускорительной системы сера-каптакс-тиурам в сочетании с химически инертным пластификатором «Омск-1» не позволяет получить инструмент с заданными управляемыми свойствами и ограничивает область применения абразивного инструмента отрезными кругами.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение режущей способности инструмента и снижение прижогов.
Поставленная задача достигается тем, что масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, серу, каптакс, наполнители, пластификатор, шлифовальный материал, согласно изобретению содержит в качестве пластификатора «Росойл-800», при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Синтетический твердый высокомолекулярный каучук | 80÷90 |
| Синтетический низкомолекулярный каучук | 10÷20 |
| Сера | 20÷35 |
| Каптакс | 2,5÷3 |
| Наполнители | 20÷100 |
| Пластификатор «Росойл-800» | 3÷8 |
| Шлифовальный материал | 700÷1000 |
В предлагаемой массе соотношение серы (вулканизатор) к каптаксу (ускоритель) составляет 6÷15 к 1.
«Росойл-800» /3/ является химически активным комбинированным пластификатором /3/. Применение вулканизующе-ускорительной системы сера-каптакс в заявляемых соотношениях в сочетании с химически активным пластификатором «Росойл-800» позволяет создавать эластичную пористую, но достаточно прочную пространственную сетку при вулканизации. Наряду с серой каптакс и «Росойл-800» участвуют в реакции вулканизации, создавая дополнительные эластичные пространственные связи. Каптакс и «Росойл-800» обладают однонаправленным действием, и эффект создания эластичной, пористой, но достаточно прочной пространственной структуры реализуется только в случае их совместного применения. При этом скорость реакции вулканизации несколько уменьшается, что позволяет создавать однородную равновесную структуру круга с равномерно распределенными порами.
Повышение пористости кругов при сохранении механической прочности позволяет снизить теплонапряженность процесса шлифования за счет снижения трения и лучшего теплоотвода от рабочей зоны. Снижение теплонапряженности, в свою очередь, уменьшает опасность прижогов обрабатываемого металла.
Регулированием пористости круга можно получать открытые структуры инструмента, способные к самозатачиванию, с повышенной режущей способностью. Дополнительным эффектом является уменьшение засаливания при эксплуатации инструмента.
Получение более «открытой» пористой структуры кругов при сохранении прочности расширяет область их применения, включающую отрезные, шлифовальные и полировальные круги.
Регулированием соотношений ускорителя (каптакс) и вулканизатора (сера) в сочетании с пластификатором «Росойл-800» можно получать инструмент с заданными управляемыми свойствами.
Снижение содержания пластификатора «Росойл-800» менее 3 мас.ч. не обеспечивает однонаправленного действия с каптаксом, приводит к снижению прочности, увеличение содержания пластификатора более 8 мас.ч. приводит к разрыхлению пространственной сетки и приводит к снижению прочности.
Снижение содержания серы менее 20 мас.ч. недостаточно для пространственного структурирования, увеличение этого содержания более 35 мас.ч. приводит к формированию жесткой малопористой структуры вулканизата.
Снижение содержания каптакса менее 2,5 мас.ч. не обеспечивает однонаправленного действия пластификатора «Росойл-800» и приводит к уменьшению прочности, увеличение каптакса более 3 мас.ч. приводит к жесткой структуре вулканизата.
На предприятии ЗАО «РОССИ», г.Челябинск, были изготовлены шлифовальные круги 300×10×127 14А 16-Н СМ В 35 м/с из предлагаемой массы с применением в качестве пластификатора «Росойл-800» и различного соотношения серы и каптакса (варианты №2-6) и согласно наиболее близкому аналогу (вариант №1). Технология изготовления включала смешивание абразивной массы на валковом оборудовании, вальцевание, калибрование, формование, термообработку и механическую обработку. Согласно методическим рекомендациям /4/, круги испытаны на механическую прочность до разрывной скорости. Режущую способность круга при шлифовании определяли по ГОСТ 2424-83. Пористость определяли по ГОСТ 2409-95. Данные испытаний приведены в таблице.
| Таблица | |||||||
| № | Содержание, мас.ч. | Открытая пористость, % | Разрывная скорость кругов, м/с | Режущая способность кругов, мм3/мин | Наличие прижогов | ||
| пластификатора «Росойл-800» | каптакса | серы | |||||
| 1 | 5 | 2,8 | 45 | 0,3 | 125 | 50 | Цвета побежалости |
| 2 | 3,0 | 2,5 | 20 | 2,5 | 95 | 80 | Отсутствие |
| 3 | 4,5 | 2,8 | 32 | 2,0 | 125 | 80 | Отсутствие |
| 4 | 5,0 | 3,0 | 35 | 1,8 | 125 | 75 | Отсутствие |
| 5 | 8,0 | 3,5 | 25 | 2,5 | 75 | 85 | Отсутствие |
| 6 | 4,5 | 2,8 | 40 | 0,7 | 125 | 60 | Цвета побежалости |
Результаты испытаний показали по сравнению с наиболее близким аналогом:
- повышение режущей способности кругов на 40%;
- повышение открытой пористости ˜ в 6 раз;
Предлагаемая масса для изготовления абразивного инструмента найдет применение в абразивной промышленности для изготовления шлифовальных, полировальных кругов.
Источники информации
1. Патент РФ №2200081. Состав для изготовления абразивного инструмента М. Кл7. B24D 3/22, от 12.06.2000.
2. Патент РФ №2070508. Масса для изготовления абразивного отрезного круга М. Кл6. B24D 3/22, от 20.12.96. Бюл. №35.
3. Патент РФ №2200082. Масса для изготовления абразивного отрезного круга М. Кл7. B24D 3/22, от 10.03.2003.
4. Методические рекомендации «Абразивные инструменты для скоростного шлифования и области их применения». Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности, Москва - 1982.
Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, серу и каптакс, наполнители, пластификатор, шлифовальный материал, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит «Росойл-800» при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Синтетический твердый высокомолекулярный каучук | 80÷90 |
| Синтетический низкомолекулярный каучук | 10÷20 |
| Сера | 20÷35 |
| Каптакс | 2,5÷3,0 |
| Наполнители | 20÷100 |
| Пластификатор «Росойл-800» | 3÷8 |
| Шлифовальный материал | 700÷1000. |
