Масса для изготовления абразивного инструмента

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2354534:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет (ВолгГАСУ) (RU)

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении обдирочного инструмента для обработки шлифовальных кругов. Масса содержит карбидкремниевые зерна и частицы абразивного огнеупорного наполнителя, адгезионно-активного к керамической связке. Карбидкремниевые зерна использованы изометричной формы. Частицы абразивного огнеупорного наполнителя выполнены пластинчатой и игольчатой формы. Содержание основных фракций карбидкремниевых зерен и частиц абразивного огнеупорного наполнителя по размерам составляет не менее 60%. В результате масса имеет равномерное распределение абразивных зерен с повышенной прочностью мостиков связки и закрепления абразивных зерен, что способствует повышению качества инструмента, уменьшению разновысотности профиля рабочей поверхности и его дисбаланса. 1 табл.

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента, в частности обдирочного инструмента для обработки шлифовальных кругов.

Известна масса для изготовления абразивного инструмента на керамической связке, содержащая смесь карбидкремниевых зерен не менее двух смежных зернистостей и частиц наполнителя, выполненных из адгезионно-активного материала к керамической связке (см. описание изобретения к патенту RU 2262434 С1, кл. B24D 3/14, 20.10.2005 г. Бюл. №29). Такая масса позволяет создать абразивный инструмент с повышенным качеством по прочности и более высокой производительностью. Эта масса для изготовления абразивного инструмента принята за прототип.

Недостатком прототипа является то, что при использовании карбидкремниевых зерен и частиц наполнителя, классифицированных только по размерам с содержанием основной фракции в пределах 45÷55%, получается неоднородная масса. Это объясняется наличием в массе данного номера зернистости различных фракций зерен по размерам от предельно-крупной до мелкой. При смешивании такой массы мелкие зерна двигаются быстрее, чем крупные зерна. Поэтому появляется вероятность их столкновения и образования конгломерата из двух и более крупных частиц. Это приводит к формированию в объеме инструмента локальных очагов повышенной плотности и неоднородный характер распределения твердости черепка инструмента. Одновременно на рабочей поверхности инструмента будет наблюдаться неравномерное распределение абразивных зерен на единице площади и высокая их разновысотность из-за разницы в их размерах. Все это увеличивает неуравновешенность инструмента, снижает качество шлифовальных поверхностей изделий и производительность процесса обработки. Кроме того, применение частиц наполнителя не прошедших классификацию по форме снижает качество инструмента по прочности, так как дисперсное упрочнение композитного материала, каким является черепок инструмента, более эффективно в случаях использования продольных плоских и игольчатых частиц наполнителя (см. Ф.Мэттьюз, Р.Ролингс. Композитные материалы. Механика и технология. М.: Техносфера, 2004 г.).

Предлагаемым изобретением решается задача устранения указанных недостатков прототипа за счет использования карбидкремниевых зерен изометричной формы, а электрокорундовых частиц наполнителя пластинчатой и игольчатой формы с содержанием их основных фракций по размерам не менее 60%. Применение изометричных зерен с высоким содержанием их основной фракции способствует более равномерному и однородному распределению зерен как в объеме, так и на рабочей поверхности инструмента. Кроме того, изометрическое зерно обладает большей прочностью по сравнению с обычным зерном промежуточной формы, что будет способствовать повышению стойкости и производительности инструмента. Одновременно с использованием частиц наполнителя пластинчатой и игольчатой формы повышается прочность инструмента за счет лучшего армирования мостиков связки и в целом черепка инструмента.

Решение этой задачи позволяет достичь следующий технический результат - повысить качество инструмента и его производительность, механическую прочность черепка и прочность закрепления абразивных зерен в связке, уменьшить разновысотность профиля рабочей поверхности инструмента, неуравновешенность или дисбаланс инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в массе для изготовления абразивного инструмента карбидкремниевые зерна берутся изометричной формы, а частицы наполнителя выполнены пластинчатой и игольчатой формы, при этом содержание основных фракций зерен и частиц по размерам составляет не менее 60%.

Применение абразивных зерен изометричной формы с содержанием основной фракции не менее 60% позволяет получить равномерное перемешивание абразивной массы, обеспечить однородность структуры инструмента при его изготовлении, снизить неуравновешенность или дисбаланс инструмента. Кроме того, использование изометричных зерен с высоким содержанием основной фракции позволяет увеличивать поровое пространство между зернами на рабочей поверхности инструмента во время его правки и в процессе шлифования за счет удаления с рабочей поверхности части зерен, имеющих больший размер, чем у обычного инструмента. При этом увеличивается средневероятное расстояние между зернами и одновременно уменьшается разновысотность профиля рабочей поверхности инструмента, что будет способствовать повышению производительности и качества шлифования. Выбор частиц наполнителя пластинчатой и игольчатой формы с повышенным содержанием основной фракции позволяет усилить степень армирования мостиков связки между абразивными зернами и повысить в целом механическую прочность инструмента и, как следствие, увеличить стойкость и производительность инструмента. Таким образом, предлагаемая масса позволяет создать абразивный инструмент с повышенным качеством по прочности и более высокой производительностью.

Абразивный инструмент из предлагаемой смеси готовится известным способом путем смешивания зерен карбида кремния и частиц электрокорундового наполнителя с последующим введением керамической связки, декстрина и воды. Из готовой массы формируют заготовки абразивного инструмента и проводят их термообработку при 1250°С.

В таблице приведены сравнительные данные испытаний инструментов, изготовленных из абразивной массы по прототипу и предлагаемой массы.

Абразивный инструмент, изготовленный из массы	Прочность «восьмерки» на разрыв, МПа	Коэффициент шлифования	Стойкость в изделиях, шт.
прототипа	6,9	9,2	76
предлагаемой	7,8	12,3	92

Анализ результатов, представленных в таблице, показывает, что абразивный инструмент, изготовленный из предлагаемой массы, имеет прочность «восьмерки» на разрыв в 1,13 раз, коэффициент шлифования в 1,34 раза и стойкость в 1,21 раза выше соответствующих показателей у инструмента прототипа.

Масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая карбидкремниевые зерна и частицы абразивного огнеупорного наполнителя, адгезионно-активного к керамической связке, отличающаяся тем, что карбидкремниевые зерна использованы изометричной формы, а частицы абразивного огнеупорного наполнителя выполнены пластинчатой и игольчатой формы, при этом содержание основных фракций карбидкремниевых зерен и частиц абразивного огнеупорного наполнителя по размерам составляет не менее 60%.

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента, в частности обдирочного карбидкремниевого инструмента для обработки шлифовальных кругов. .

Абразивное зерно и содержащее его абразивное изделие (варианты) // 2213118

Способ изготовления малогабаритного абразивного инструмента на керамической связке // 2211756

Изобретение относится к производству абразивного инструмента на керамической связке, в частности к производству шлифовальных головок из электрокорунда на керамической связке диаметром от 3 мм до 30 мм.

Способ повышения эксплуатационных свойств абразивного инструмента // 2164857

Изобретение относится к производству и эксплуатации мелкозернистого абразивного инструмента на керамической связке. .

Масса для изготовления абразивного инструмента // 2151046

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента для суперфинишного полирования изделий из мрамора, гранита, керамики, стекла. .

Шлифовальный круг и стеклообразное связующее для шлифовальных кругов // 2139181

Абразивный шлифовальный круг и стекловидная связка для него // 2135344

Изобретение относится к изготовлению металлорежущего инструмента, используемого для шлифования узлов точной механики. .

Способ изготовления керамической связки для абразивного инструмента // 2131804

Изобретение относится к производству абразивного инструмента и касается изготовления керамических связок для этого инструмента. .

Керамический корундовый абразивный материал, способ его получения и абразивный инструмент // 2126318

Изобретение относится к абразивному материалу из керамического корунда, способу его получения и изготовленному из него инструменту. .

Алмазный инструмент // 2106237

Изобретение относится к производству абразивного инструмента из алмаза, предназначенного для шлифования изделий из твердых сплавов и неметаллических материалов. .

Способ обработки поверхности детали из композиционного материала алмаз - карбид кремния - кремний // 2402509

Изобретение относится к способам обработки поверхности деталей из композиционных материалов типа «алмаз - карбид кремния - кремний» и может быть использовано, в частности, при изготовлении инструмента и конструкционных деталей для машиностроения

Поликристаллические абразивные материалы и способ их изготовления // 2404021

Керамическая связка // 2452612

Изобретение относится к керамической связке для изготовления корундового шлифовального инструмента

Сверхтвердые алмазные композиты // 2463372

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сверхтвердым алмазсодержащим композиционным материалам, которые могут применяться для изготовления режущего инструмента

Покрытые оболочкой абразивные зерна, способ их получения, а также их применение для получения абразивных материалов // 2469836

Изобретение относится к абразивным зернам, покрытым оболочкой из мелкозернистого неорганического порошка и связующего, и способу их получения

Способ изготовления абразивного инструмента // 2523863

Изобретение относится к технологии производства абразивного инструмента на керамических связках. Способ включает приготовление формовочной массы, содержащей абразивные зерна электрокорунда или карбида кремния, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и наполнитель в виде алюмосиликатных полых сферических частиц в количестве 2-200% от объема абразива, формование из нее сырца инструмента и высокотемпературный обжиг инструмента. В процессе приготовления формовочной массы до формования из нее сырца инструмента обеспечивают хранение упомянутой массы в течение 25-35 ч для стабилизации влажности по всему объему. Технический результат заключается в снижении брака при производстве абразивного инструмента за счет снижения расслаивания заформованного сырца инструмента и его растрескивания при высокотемпературном обжиге.

Способ изготовления высокопористого абразивного инструмента // 2527052

Изобретение относится к технологии производства высокопористого абразивного инструмента на керамических связках. Способ включает приготовление формовочной массы, содержащей абразивные зерна электрокорунда или карбида кремния, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и смесь наполнителей в виде алюмосиликатных полых сферических частиц в количестве 2-200% от объемного содержания абразива и молотых фруктовых косточек в количестве 5-250% объемного содержания алюмосиликатного наполнителя, формование из нее сырца инструмента и высокотемпературный обжиг инструмента. В процессе приготовления формовочной массы до формования из нее сырца инструмента обеспечивают хранение упомянутой массы в течение 36-42 ч для стабилизации по всему объему. Технический результат заключается в снижение брака при производстве абразивного инструмента за счет снижения расслаивания заформованного сырца инструмента и его растрескивания при высокотемпературном обжиге.

Способ изготовления изделий из алмазно-металлического композиционного материала // 2554963

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, используемым в различных областях электроники в качестве теплоотводов. Технический результат - повышение эффективности работы изделий в качестве теплоотводов при упрощении технологии их изготовления. Способ включает предварительную агломерацию порошка алмаза холодным прессованием указанного порошка и временного полимерного связующего с последующей термообработкой при температуре полного удаления летучих из временного связующего с получением пористой заготовки и окончательную его агломерацию-спекание путем инфильтрации жидким металлом. Инфильтрацию пористой заготовки при окончательной агломерации-спекании алмазного порошка осуществляют жидкой медью путем капиллярной конденсации ее паров в интервале температур 900-1000°С на заготовке и давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст. при температуре паров меди, превышающей температуру металлируемой заготовки. 1 табл., 8 пр.

Способ изготовления изделий из алмазосодержащих композиционных материалов // 2566351

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, широко используемым для изготовления алмазного инструмента: резцов, выглаживателей, опор, фильер и т.д. Технический результат - упрощение способа изготовления изделий из алмазосодержащих композиционных материалов при сохранении их функциональных свойств. Способ включает приготовление пресс-массы на основе ультрадисперсного алмазного порошка и временного связующего, формование пористой заготовки при комнатной температуре, нагрев полученной заготовки до температуры полного удаления летучих из временного связующего и ее инфильтрацию жидким кремнием. В соответствии с заявляемым техническим решением инфильтрацию жидким кремнием осуществляют путем капиллярной конденсации его паров в интервале температур 1300-1450°C и давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст., причём температура паров кремния превышает температуру заготовки. В предпочтительном варианте выполнения способа пресс-массу готовят на основе алмазного порошка в капсуле из пироуглерода. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.

Агломерированное абразивное зерно, содержащее включенные полые микросферы // 2566791

Изобретение относится к агломерированному абразивному зерну и способу его изготовления. Агломерированное абразивное зерно с открытой пористостью от 5 до 40% по объему содержит множество отдельных абразивных зерен, выбранных из группы, состоящей из корунда, электрокорунда, спеченного корунда, оксида алюминия, циркония, карбида кремния, карбида бора, кубического нитрида бора, алмаза и их смесей, которые включены в матрицу связующего. Матрица связующего содержит алюмосиликат и щелочной силикат, имеющие молярное отношение Al2О3 к SiО2 от 1:2 до 1:20. Агломерированное абразивное зерно дополнительно содержит полые тела от 5% по объему до 40% по объему, которые включены в матрицу связующего и которые обеспечивают агломерированному абразивному зерну закрытую пористость, причем сумма закрытой и открытой пористости составляет менее 50% по объему агломерированного абразивного зерна. Способ получения агломерированного абразивного зерна включает смешивание абразивных зерен и полых частиц со связующим агентом из алюмосиликата, щелочного силиката и воды, высушивание сырых агломерированных абразивных зерен при температуре от 80°С до 150°С, сортировку до заданной зернистости абразива и отверждение при температуре ниже 500°С. Технический результат - повышение износостойкости абразивного зерна. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 22 пр.