Способ изготовления абразивных изделий

Способ изготовления абразивных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

CnOCOR ИЗГОТОШ1ГЛИЯ АБРАЗИВНЫХ ИЗДЕШП из керамического порошка на основе оксида алюминия путем предварительного нлмесения на стенки формы покрытия, засыпки порошка и формообразования взрывной ударной волной с последующей термической обработкой, отличающ и и с я тем, что, с целью увеличения выхода, наносят покрытие следующего состава, мас.%: РЛКИЙ натр10-20 Кварцевый песок 15-30 Сода25-40 Вода3-5 Жидкое стекло Остальное, причем толщина покрытия 1,5-2,5 мм, (Л с последующим нагреванием до 800900 0 в течение 1,0-2,0 ч.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ЗС ц С 04 В 41/06, В 22 Р 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий

Ы

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3544378/29-33 (22) 17.01.83 (46) 15.09.84. Бюл. N 34 (72) В.M. Оробинский, 10. Н .. Полянчиков, Н.В. Талантов и !О.л. Чигиринский (71) Волгоградский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 666 . 798 . 2 (088 . 8) (56) 1. Бакуль В.Н. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. И., "Машиностроение", 1975, с. 270.

2. Заявка Японии В 57-20361, кл. В 22 D 3/14, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 673446, кл . В 24 D 17/00, 1979.

4. Бакуль В.Н.. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. M., "Машиностроение", !975, с. 116 (прототип). (54) (57) СПОСОБ И31 ОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЪ|Х ИЗДЕГПП1 из керамического порошка на основе оксида алюминия путем предварительного нанесения на стенки формы покрытия, засыпки по" рошка и формообразования взрывной ударной волной с последующеи термической обработкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения выхода, наносят покрытие следующего состава, мас.Х:

Едкий натр 10-20

Кварцевый песок 15-30

Сода 25-40

Вода 3-5

Жидкое стекло Остальное, причем толщина покрытия 1,5-2,5 мм, с последующим нагреванием до 800900 С в течение 1,0-2,0 ч . о

1113371

Изобретение относится к производству абразивного инструмента преимущественно для финишной обработки труднообрабатываемых материалов методом абразивного и злектрохимического хонингования и шлифования.

Известен способ изготовления алмазного инструмента на металлической связке, при котором формующие полости пресс-форм полируют до получения зеркальной поверхности, к которой не прилипает шихта j1) .

Недостатком известного способа является то, что получение зеркальной поверхности на формующих полостях пресс-формы связано с большой трудоемкостью, а срок службы невелик, так как при выталкивании брикета из пресс-формы на формующих полостях образуются задиры и царапины, что приводит к тому, что шихта прилипает к формующим.полостям и, следовательно, количество выхода отформованного абразивного изделия уменьшается.

Известен способ получения качественных изделий из керамики H кермета, при котором на поверхности спекаемой заготовки на основе окиси алюминия наносят пастообраэный слой из смеси порошков угля и титана с органическим растворителем толщиной 0,2 мм. После окончательной сушки заготовки подают в печь для горячего гидростатического спекания, проводимого при 13601400 под 2000 атм в течение 60 мин в среде аргона (2) .

Недостатком известного способа является то, что нанесенная на поверхности заготовки смесь очень мала по толщине и при давлении

2000 атм материал заготовки неизбежно внедряется в формообразующие поверхности печи, а это приводит к тому, что при выталкивании готового отформованного изделия иэ печи происходит частичная потеря матерна ла заготовки.

Известен также способ изготовления абразивных изделий f3), при котором производят формообразование из керамической шихты взрывной ударной волной с последующей термической обработкой. В качестве шихты берут смесь зерен электроко5

35 рунда фракций .500- 1000 мкм 500180 мкм порошка порообразователя 13).

Недостатком известного способа является то, что при формообразовании изделий взрывной ударной волной происходит контактное взаимодействие материала шихты с формующими поверхностями, приводящее к образованию прочного соединения между прессовкой и формующими поверхностями. В целях дальнейшей термообработки прессовку необходимо отделить от формующих поверхностей, в результате чего определенная часть отформованного изделия теряется, оставаясь на формующих поверхностях.

Наиболее, близким к изобретению является способ изготовления абразивного инструмента, заключающийся в том, что абразивные материалы смешивают с компонентами связки, засыпают в пресс-форму. Кроме того, перед засыпкой шихты на формующие поверхности наносят смазку, содержащую графит P4) .

Недостатком известного способа является то, что тонкий слой смазки по действиям давления прессования входит в поры прессовки, позволяя абразивным зернам внедряться в формующие поверхности. В результате этого при выталкивании прессовки иэ пресс-формы происходит частичная потеря отформованного изделия .

Цель изобретения — увеличение вы1 хода абразивного материала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления абразивных изделий из керамического порошка на основе оксида алюминия путем предварительного нанесения на стенки формы покрытия, засыпки порошка и формообразования взрывной ударной волной с последующей термической обработкой, наносят покрытие следующего состава, мас.7:

Едкий натр 10-20

Кварцевый песок 15-30

Сода 25-40

Вода 3-5

Жидкое стекло Остальное, причем толщина покрытия 1,5-2,5 мм, с последующим нагреванием до 800900 С в течение 1,0-2,0 ч.

О

Предварительное нанесение на стенки формы протнвопригарного пок1113371 рытия толщиной 1,5-2,5 мм, в качест ве которого используют смесь указанного состава с последующим нагреванием до 800-900 С в течение о

1,0-2,0 ч позволяет при формообразовании шихты ударной волной получить между стенками формы и формуемой прессовкой прослойку из чистого алюминия, позволяющую легко отделить прессовку от формы, что увеличивает количество выхода отформованного абразивного материала.

При формообразовании шихты ударной волной происходит активизация химического взаимодействия составляющих компонентов противопригарного покрытия между собой, приводящее к образованию силиката натрия, активно выступающего в химическую реакцию с окисью алюминия (материалом керамической шихты), в результате чего последняя восстанавливается до чистого алюминия. Создание прослойки из чистого алюминия не дает возможности зернам керамической шихты внедряться в поверхность фор— мы, благодаря чему и возможно легкое отделение отформованного абразивного изделия от стенок формы, что увеличивает количество его выхода. Увеличение количества выхода отформованного абразивного изделия важно также для получения фасонного абразивного изделия (трубчатого, дискового), где незначительная по1 теря формы абразивного изделия при формовании приводит к 1007-ному браку, так как при последующей термообработке восстановить потерю фор. мы не удается.

Предлагаемый способ изготовления абразивных изделий заключается в следующем. Приготавливают шихту из керамических порошковых материалов, в состав которой входят зерна злект, рокорунда основной фракции (5001000 мкм) и дополнительной (500180 мкм) при соотношении основной фракции к дополнительной 60-401 вводят в смесь порошок порообразователя в количестве 10-40Х от объема дополнительной фракции электрокорунда. Приготавливают противопригарное покрытие из смеси на основе соды при следующем соотношении компонентов, вес.*: едкий нащ

10-20; кварцевый песок 1S-ЗО; сода 25-40; вода 3-5; жидкое стекло остальное, покрывают этой смесью стенки формы толщиной 1,5-2,5 мм и нагревают в течение 1,0-2,0 ч до 800-900 С. Затем в приготовленную форму засыпают шихту из керамических порошковых материалов, про10 изводят формообразование изделий из шихты взрывной ударной волной, возникающей при взрыве заряда толщиной 70-100 мм взрывчатого вещества — аммонита, которым обкладывают

15 ампулу со смесью и который обеспечивает давление 600-900 кбар . ТерI мическая обработка - спекание при 1300-1800 С в течение 2-8 ч о обеспечивает образование прочных

20 связей между зернами эа счет активизации диффузионных процессов, а также образование пор оптимального размера и количества путем ,возгонки порообразователя.

25 Испытания абразивного иэделия, полученного предлагаемым способом, проводились при обработке стали

38Х2МЮЛ методом электрохимического хонингования. При обработке использовали электролит следующего состава, вес .X: поваренная соль 15; мыльный клей АНСК 50-25; вода остальное. Электрохииическое хонингование осуществлялось прн техноло35 гическом токе J = 300 а, напряжении — 10 В, скорость возвратно-поступательного движения изменялась от 0,15 до 0,20 м/с, скорость вращательного движения находилась в пре.

4> делах 0,5-1,2 и/с, давление прижима хонинговальных брусков к обрабатываемой поверхности равнялось

0,4-0,8 Г1Па.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как следует из таблицы, оптимальным соотношением компонентов в смеси является следующее, вес.7.: едкий натр 10-20; вода 3-5; силикатный песок 15-30; сода 25-40; жидкое стекло остальное, оптимальной толщиной покрытия — 1,5- 2,5 мм, оптимальными режимами нагревания формы — диапазон температур 800-900 С в течео ние 1,0-2.0 ч.

1113371

Состав покрытия мас. 7

Показатели

Сода

Толщина покрытия, мм

Кварцевый пеДопускаемое напряжение на сжатие, Mla

Едкий натр

Состав сок

?50

2 10 20 1,0

0,5

34,0

1 5

800

1эо

37,0

850

1,5

38,0

900

40,0

2,0

33,0

950

2,5

Прототип

27,0

2,0

Продолжение таблицы

Показатели

Количество режущих элементов на единицу поверхности готового абраэивного инструмента

Количество

Твердость готового абразивного иэделия Н R В

Состояние покрытия на формующих поверхностях

Состав инструмента

10-14

Вздутое непрочное 100-110

Гладкое прочное 105-115

96

»0-125

110-120

То же

75

Гладкое непрочное . 105-115

7-12

80-90

То же

Прототип ВНИИПИ Эахез 6520/19 Тираи 605 Поддисиое

Фипнаа ППП "Патент", г.Узиород, уд.ПрОехтиая, 4

2 10 3 15 25 1 5

3 15 4 20 30 2 0

4 20 5 30 40 2,5

5 25 6 35 45 3,0

Температура предяарительного нагрева формы, tîс

Вр емя на гр евания формы с покрытием, Ч

12-16

14-20

14-18

12-16 выхода отформованного абразивного