Масса для изготовления абразивного инструмента
Владельцы патента RU 2392109:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (ЮФУ) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента для шлифования и тонкого шлифования различных материалов. Масса для инструмента включает абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин, органический модификатор и высокопрочный ферритный чугун. Она дополнительно содержит кристаллический йод при следующем соотношении компонентов, мас.%: абразив - 35-50; полиэтиленнолиамин - 3,5-5,0; органический модификатор - 2,5-3,5; высокопрочный ферритный чугун - 20-25; кристаллический йод - 0,5-1,0; эпоксидная смола - остальное. В результате уменьшаются зоны прижога на обрабатываемой поверхности и снижается интенсивность изнашивания шлифовального круга.
Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к шлифованию и тонкому шлифованию, может быть использовано в различных областях машиностроения.
Известна масса для изготовления абразивного шлифовального инструмента (а.с. № 1613308 В24D 3/34, Бюл. № 46, 1990), содержащая абразив, эпоксидную смолу с отверстием аминного типа, водорастворимый преобразователь и наполнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения стабильности режущих свойств инструмента при обработке материалов в присутствии водных составляющих смазывающе-охлаждающих жидкостей масса дополнительно содержит гидрохинон при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
| Эпоксидная смола с отверстием аминного типа | 100 |
| Абразив | 0,2…50 |
| Водорастворимый порообразователь | 10…15 |
| Гидрохинон | 0,1…10 |
Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие в составе массы эпоксидной смолы с отвердителем аминного типа и абразива.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются сложность технологии изготовления из-за большого количества компонентов с разными физико-механическими свойствами, неудобства их получения и недостаточная стойкость инструмента.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента (а.с. № 1759615, 5 В24D 3/28, Бюл. № 33, 1992), содержащая абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин и органический модификатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, масса дополнительно содержит фенольное основание Маниха: смесь Агидолов 51, 52, 53 или Агидол АФ-2 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| Абразив | 54,9…69,3 |
| Полиэтиленнолиамин | 2,5…4,2 |
| Органический модификатор | 1,4…3,3 |
| Фенольное основание: | |
| смесь Агидолов 51, 52, 53 или Агидол АФ-2 | 1,4…4,9 |
| Эпоксидная смола | Остальное |
Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие абразива, эпоксидной смолы, полиэтиленнолиамина и органического модификатора.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются сложность технологии изготовления массы из-за большого количества ингредиентов с разными физико-механическими свойствами, неудобства их получения и хранения, необходимость использовать сравнительно большое количество абразивного материала, а также достаточно высокая зависимость шероховатости от размера абразивного материала и конфигурации обрабатываемой поверхности, что негативно влияет на ее качество.
За прототип принимаем известную массу для изготовления абразивного шлифовального инструмента (патент № 2155668 В24D 3/28, Бюл. № 25, 2000), включающую абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин и органический модификатор, отличающуюся тем, что она дополнительно содержит наполнитель, в качестве которого использован высокопрочный ферритный чугун дисперсностью
ДЧ=(1,2-1,5)dA
где dA - дисперсность абразива, при следующем соотношении композитов, мас.%:
| Абразив | 20-45 |
| Полиэтиленнолиамин | 2,5-5,0 |
| Органический модификатор | 1,5-3,0 |
| Высокопрочный ферритный чугун | 17-40 |
| Эпоксидная смола | Остальное |
Признаками прототипа, совпадающим с признаками заявляемой массы для изготовления абразивного инструмента, является наличие абразива, эпоксидной смолы, полиэтиленнолиамина, органического модификатора и высокопрочного ферритного чугуна.
Недостатком описанной массы для изготовления абразивного инструмента является то, что ее состав способствует увеличению количества зон прижога на обработанной поверхности детали вследствие металлического контакта высокопрочного ферритного чугуна с обрабатываемым материалом и быстрого засаливания шлифовального круга, вызывающего частую его правку.
Задачей изобретения является уменьшение зон прижога на обработанной поверхности детали и снижение интенсивности изнашивания шлифовального круга.
Технический результат заключается в том, что масса для изготовления абразивного инструмента, включающая абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин, органический модификатор и высокопрочный ферритный чугун, дополнительно содержит кристаллический йод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Абразив | 35-50 |
| Полиэтиленнолиамин | 3,5-5,0 |
| Органический модификатор | 2,5-3,5 |
| Высокопрочный ферритный чугун | 20-25 |
| Кристаллический йод | 0,5-1,0 |
| Эпоксидная смола | остальное |
Масса для изготовления абразивного инструмента состоит из абразива, эпоксидной смолы, полиэтиленнолиамина, органического модификатора, высокопрочного ферритного чугуна и кристаллического йода.
Массу для изготовления абразивного инструмента получают следующим образом. В эпоксидную смолу добавляется абразив, полученную смесь тщательно перемешивают в течение 5...6 мин, после чего в нее добавляется высокопрочный ферритный чугун дисперсностью ДЧ=(1,2-1,5)dA, где dA - дисперсность абразива, и кристаллический йод в виде микропорошка дисперсностью (10-20) мкм, после чего смесь вновь перемешивается в течение 3-5 мин. Затем в полученную смесь добавляется отвердитель - полиэтиленнолиамин и органический модификатор, вновь тщательно перемешивается в течение 6…8 мин. Подготовленная таким образом масса изготовления абразивного шлифовального инструмента заливается в форму и устанавливается в сушильном шкафу. Затвердевание массы происходит в течение 12…16 ч при температуре 60…80°С.
Использование в массе для изготовления абразивного шлифовального инструмента кристаллического йода обусловлено тем, что он, обладая адсорбционной и химической активностью по отношению к металлам, способен образовать на обрабатываемых поверхностях деталей комплексные соединения - йодиды, имеющие низкий коэффициент трения (см. Латышев В.Н., Наумов А.Г., Раднюк B.C. Применение йода как компонента СОТС при резании металлов. // Металлообработка, 2008, № 3 (45). - С.9-14). В результате локальная температура в зоне контакта абразивного зерна с обрабатываемым материалом снижается, не происходит плавление материала, что приводит к уменьшению засаливания шлифовального круга и количества зон прижога на обработанной поверхности.
Дисперсность микропорошка кристаллического йода (10-20) мкм обусловлена необходимостью обеспечения соизмеримости его как с размерами абразивных зерен, выступающих в шлифовальном круге в качестве режущих элементов, так и с дисперсностью наполнителя DH высокопрочного ферритного чугуна, определяемой в зависимости от дисперсности зерна используемого абразива DА из зависимости
DH=(1,2-1,5)dA
Такая дисперсность микропорошка кристаллического йода обеспечивает максимальную прочность абразивного инструмента.
Исследования показали, что именно при такой добавке кристаллического йода в абразивную смесь достигается максимальный эффект по снижению количества зон прижогов на обработанной поверхности и увеличению времени между правками. Причем меньшее значение добавляемого йода рекомендуется для крупнозернистых шлифовальных кругов, а большее - для мелкозернистых.
Применение при шлифовании и тонком шлифовании разработанной массы для изготовления абразивного инструмента способствует уменьшению зон прижога на обработанной поверхности детали в 2-2,5 раза при увеличении времени между правками шлифовального круга в 1,5-2 раза.
Масса для изготовления абразивного шлифовального инструмента, включающая абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин, органический модификатор и высокопрочный ферритный чугун, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кристаллический йод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Абразив | 35-50 |
| Полиэтиленнолиамин | 3,5-5,0 |
| Органический модификатор | 2,5-3,5 |
| Высокопрочный ферритный чугун | 20-25 |
| Кристаллический йод | 0,5-1,0 |
| Эпоксидная смола | Остальное |
