Способ изготовления абразивного инструмента на органической термореактивной связке

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента на органической термореактивной связке, предназначенного для обработки заготовок из различных металлов и сплавов. В формовочную смесь перед перемешиванием вводят наполнитель, в качестве которого используют либо углеродные нанотрубки, либо их смесь с активированным углем, либо с монтмориллонитом, либо с графитом, либо смесь со всеми указанными компонентами. Осуществляют формование полуфабрикатов абразивных инструментов в пресс-форме с сушкой их на воздухе. Проводят полный цикл термообработки полуфабрикатов в микроволновом поле СВЧ-камеры до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с выдержкой при этой температуре. В результате ускоряется процесс полимеризации связки, сокращается длительность технологического цикла термообработки и улучшается качество абразивных инструментов.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления абразивных инструментов на органической термореактивной связке, предназначенных для абразивной обработки заготовок из различных металлов и сплавов. Данное изобретение распространяется на все типоразмеры абразивных инструментов, изготовленных из любых абразивных материалов.

Известен способ изготовления абразивных инструментов на бакелитовой связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, фенолоформальдегидной смолы и наполнителей), формование абразивного инструмента, извлечение его из пресс-формы, сушку на воздухе, термическую обработку в печах с распространением тепла конвективным способом, последующую механическую обработку и контроль качества (см. Бакуль В.Н. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. - М.: Машиностроение, 1975. - С.132-133).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа изготовления абразивных инструментов на бакелитовой связке, относится то, что указанная технология предусматривает достаточно длительный и весьма энергоемкий процесс полимеризации связующего шлифовальных кругов в печах, в которых теплоносителем является воздух.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ изготовления абразивного инструмента на бакелитовой связке (патент РФ №2294825 опубл. 10.03.2007), при котором смесь абразивных зерен, связки и наполнителя формуют в пресс-форме без нагрева. После этого полуфабрикат абразивного инструмента извлекают из пресс-формы, сушат на воздухе, подвергают термообработке, включающей стадии предварительного прогрева и отвердения группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц при изготовлении абразивного инструмента толщиной до 100 мм и с частотой 890-915 МГц при изготовлении абразивного инструмента толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации бакелитовой связки с последующей выдержкой при этой температуре, механической обработкой абразивного инструмента и контролем его качества.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного способа, относится то, что он не позволяет существенно сократить длительность технологического цикла термообработки полуфабрикатов абразивного инструмента и существенно улучшить их качество.

Технический результат - уменьшение длительности технологического цикла термообработки и удельных энергозатрат, а также повышение качества абразивного инструмента на органической термореактивной связке.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления абразивных инструментов на органической термореактивной связке, включающем дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов в пресс-форме с последующим извлечением их и сушкой на воздухе, стадии предварительного прогрева и отвердения, полный цикл термообработки группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с выдержкой при этой температуре, а также механическую обработку абразивного инструмента и контроль его качества, особенность заключается в том, что в формовочную смесь перед перемешиванием вводят наполнитель, в качестве которого используют либо углеродные нанотрубки, либо их смесь с активированным углем, либо с монтмориллонитом, либо с графитом, либо смесь со всеми вышеперечисленными компонентами.

Заявляемый способ изготовления абразивного инструмента на органической термореактивной связке осуществляется следующим образом. На первом этапе выполняют дозирование компонентов формовочной смеси, в том числе наполнителей, в качестве которых используют либо углеродные нанотрубки, либо их смесь с активированным углем, либо с монтмориллонитом, либо с графитом, либо смесь со всеми вышеперечисленными компонентами, их перемешивание, формование полуфабрикатов абразивных инструментов в пресс-форме без нагрева с их последующим извлечением и сушкой на воздухе. Затем осуществляют полный цикл термообработки, включающий стадии предварительного прогрева и отвердения группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с последующей выдержкой при этой температуре. На заключительной стадии выполняют механическую обработку абразивного инструмента и контроль его качества.

Добавление в формовочную смесь перед ее перемешиванием наполнителя, в качестве которого используют либо углеродные нанотрубки, либо их смесь с активированным углем, либо с монтмориллонитом, либо с графитом, либо смесь со всеми вышеперечисленными компонентами, позволяет уменьшить длительность технологического цикла термообработки и удельные энергозатраты при изготовлении абразивного инструмента на органической термореактивной связке за счет создания оптимальных условий протекания процесса полимеризации связующего путем связывания части влаги, содержащейся в формовочной смеси, и более равномерного нагрева полуфабрикатов по объему в процессе их термообработки в СВЧ-поле вследствие увеличения теплопроводности материала полуфабрикатов и, как следствие, улучшения условий для отвода выделяющихся в процессе СВЧ-термообработки низкомолекулярных летучих веществ. Уменьшение количества низкомолекулярных летучих веществ, выделяющихся в процессе термообработки, и улучшение условий для их отвода при полимеризации связующего оказывают благоприятное влияние на качество абразивного инструмента.

Способ изготовления абразивного инструмента на органической термореактивной связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов в пресс-форме с последующим извлечением их и сушкой на воздухе, полный цикл термообработки, включающий стадии предварительного прогрева и отвердения группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с выдержкой при этой температуре, а также механическую обработку абразивного инструмента и контроль его качества, отличающийся тем, что в формовочную смесь перед перемешиванием вводят наполнитель, в качестве которого используют либо углеродные нанотрубки, либо их смесь с активированным углем, либо с монтмориллонитом, либо с графитом, либо смесь указанных компонентов.