Способ импрегнирования абразивного инструмента

Способ импрегнирования абразивного инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на керамической связке для шлифования преимущественно жаропрочных сплавов с правкой методом накатывания и с применением водных СОЖ и касается способа пропитки готового инструмента. Целью изобретения является повышение кромкостойкости абразивного инструмента при щлифовании с применением водных СОЖ за счет повышения водостойкости связующего. Абразивный инструмент пропитывают водным раствором, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду. Затем инструмент подвергают термической обработке при температуре выше 180°С. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1602721

Р1) В 24 D 3/14, 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4323806/40-08 (22) 02. 11. 87 (46) 30. 10. 90. Бюл. N - 40 (72) Ю. В. Доронин, P, M, Муб ар акшин, В. П. Кирчанов и И. В. Гребенин (53) 621. 922. 079 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1313676, кл. В 24 D 3/34, 1986.

° (54) СПОСОБ ИМПРЕГНИРОВАНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА. (57) Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента на керамической связке для шлифования преимущественно жаропрочных сплавов с

Изобретение относится к изготовлению абразивных инструментов на керамической связке для шлифования, преимущественно жаропрочных сплавов и незакаленных сталей с применением водных смазочно-охлаждающих жидкостей {СОЖ) и правкой методом накатывания.

Цель изобретения — повышение кромкостойкости абразивного .инструмента при профильном шлифовании с применением водных СОЖ.

Способ заключается в том, что або раэивный инструмент пропитывают составом, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду, затем инструмент термообрабатывают при

180-250 С,,при этом ингредиенты импрегнатора могут быть выбраны иэ следущего соотношения, мас.7.:

Иерманганат клелия 1-,3

Жидкое стекло 10-60

Вода- Остально е

2 правкой методом накатывания и с применением водных СОЖ и касается спо— соба пропитки готового инстр"мента.

Целью изобретения является повышение кромкостойкости абразивного инструмеНта при шлифовании с применением водных СОЖ за счет повышения водостойкости связующего. Абразивный инструмент пропитывают водным раствором, содержащим перманганат калия, жидкое стекло и воду. Затем инструмент подвергают термической обработке при температуре выше 180"Ñ, 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

После пропитки абразивного ин-. струмента предлагаемым составом его ( поры заполнены водным раствором силикатов и перманганатов калия и натрия, В ходу сушки и термообработки по мере удаления воды силикаты полимеризуются с образованием сначала линей- © ных, а затем пространственных струков о тур. При нагреве выше 160 С начинается процесс разложения перманганата калия, который может протекать с об- К) разованием манганата калия и оксида марганца. Одновременно возможно модифицирование силикатов манганатами (МпО ); Модифицирование повышает прочность пленки силиката. Таким об-, разом, в результате импрегнирования абразивного инструмента на керамичес- 3 кой связке по предлагаемому способу в его порах на поверхности зерен и связки образуется прочная пленка, представляющая собой калий-натриевый силикат высокой степени полимериза1602721 ции, модифицированный манганатами калия и натрия .и оксида марганца.

Пропитанный абразивный инструмент хорошо правится накатными фасонными роликами. Пленка импрегнатора прочно связана с керамической связкой и зер-нами инструмента, что обеспечивает его высокую кромкостойкость,Кроме .того, пленка импрегнатора обладает 1ð антифрикционными свойствами при высоких температурах, возникающих при шлифовании жаропрочных сплавов (типа ЖС-61(). Силикаты, являясь стеклами, при высоких температурах размяг-,11 чаются и снижают коэффициент трения скольжения. Манганаты и оксид марганца разлагаются при высоких температурах с образованием :атомарного кислорода (темпер атура разложения МпΠ— 20 о

535 С). Атомарный кислород окисляет жаропрочный сплав никелевую матрицу), налипающий на зерна абразивного инструмента, подавляет процесс адгезионного схватывания налипающего метал- 25 ла с обрабатываемым, Таким образом, пленка импрегнатора не только крепI ко удерживает зерна в абразивном инструменте, но и снижает трение между инструментом и обрабатываемой деталью. Все это обеспечивает высокую кромкостойкость инструмента при отсутствии его "засаливания" и высо ком качестве поверхности.

При уменьшении концентрации перманганата калия в составе для пропитки менее 1% резко снижается эффект от применения кислородсодержащего вещества, повышается вероятность засаливания инструмента и как 40 следствие вероятность появления прижогов и трещин, Увеличение концентрации перманганата калия свыше 3% нецелесообразно, так как его избыток выпадает в осадок, 45

При снижении концентрации жидкого стекла менее 10% пленка силикатов получается тонкой, непрочной,что не обеспечивает требуемую кромкостой кость абразивного инструмента при 5р шлифовании жаропрочных сплавов на черновых режимах.

Увеличение концентрации жидкого стекла свыше 60 приводит к ухудшению условий размещения стружки в порах инструмента и подвода СОЖ через поры. Это приводит к засаливанию инструмента, появлению трещин на обработанной поверхности. Кроме того, ввиду повышения вязкости состава, ухудшается пропитываемость абразивного инструмента, При температурах менее 180 С не происходит достаточной полимериэации силикатов, а также плохо разлагается перманганат калия, Это снижает водостойкость и, как следствие, кромкостойкость абразивного инструмента, Увеличение температуры вьппе

250 С нецелесообразно, ввиду отсутствия дополнительного эффекта и возрастания энергозатрат.

Шлифовальные круги ПП250х16х76

92А16НСТ16К5 использовались при шлифовании елочных замков лопаток трубны из жаропрочного сплава на никелевой основе ЖС-6К. Круги правились накатным фасонным роликом из стали У8А (HRC 60-64), Елочный профиль включает 1 радиус R 0,60,1 мм и 2 радиуса R 0,5-0,1 мм, Шлифование велось на плоскошлифовальном станке модели ЗЕ711В на следующих режимах: скорость круга

35 м/с, продольная подача 10-15 м/мин, глубина врезания 0,03-0,01 мм/дв,ход, Использовалась водная СОЖ: З -ная эмульсия "Укринол-1М", Использовались круги без пропитки и после импрегнирования по предлагаемому способу, а также по прототи î

Пример 1. В воде при комнатной температуре растворяли жидкое стекло и перманганат калия, Готовили раствор, содержащий, мас.%:

Перманганат калия 0,5

Жидкое стекло 7

Вода Остальное

Методом свободного капиллярного поднятия полученным раствором пропитывались круги, После пропитки круги сушились на воздухе 24 ч,затем термообрабатывались при 200 С.

Пример 2, Круги пропитывали раствором, содержащим,,мас, :

Перманганат калия 1,0

Жидкое стекло 10

Вода Остальное

Сушка и термообработка кругов по примеру I.

Пример 3. Круги пропитывали раствором, содержащим, мас. :

Перманганат калия 2,0

Жидкое стекло 30

Вода Остальное

5 160272

Сушка и термообработка кругов по при- . меру 1, Пример 4, Круги пропитывали раствором, содержащим, мас. .:

П,ерманганат калия 3,0

Жидкое стекло 60

Вода Остальное

Сушка и термообработка кругов по примеру 1. 10

Пример 5, Круги пропитывали раствором, содержащим,мас.%:

Перманганат калия 4,0

Жидкое стекло 70

Вода Остальное

Сушка и термообработка кругов по при-, меру 1.

Пример 6. Круги пропитывали раствором по примеру 3. Термообработка кругов при 1 60 С в течение 5 ч, 20

Пример 7. Круги пропитывали раствором по примеру 3. Термообработ.— ка при 180 С в течение 5 ч, Пример 8. Круги пропитывали раствором по примеру 3. Термообработка 25 при 250 С в течение 5 ч„

Пример 9„ Круги пропитывали раствором по примеру 3, Термообработка при 300 С в течение 5 ч, Пример IO. Круги пропитывали 30 по известному =пособу раствором, содержащим мас. .:

Перманган ат калия 2,0

Жидкое стекло 7

Вода

Пропитанные круги термообрабатывали при 120 С в течение 3 ч„

Эффективность импрегнирования оце-нивалась по кромкостойкости кругов (по количеству прошлифованных лопаток, 40 имеющих годную геометрию) и наличию трещин.

В табл. 1 приведены результаты испытаний, 45

Как видно из табл, 1, лучшие результаты обеспечивают круги, импрегнированные по примерам 2-4 и 7-9, Выход годных лопаток повышается в 3,57,5 раза по сравнению с известным спо- 50 собом импрегнирования, Кроме того, проводились испытания кругов, пропитанных по известному способу, при этом температуру термообработки меняли, 55

Круги ПП200х16х76 92А 16Н СТ! 6125 пропитывались водным раствором жидкого стекла (7%) и перманганата калия 2 сушились и затем термообрабатывались

1 6 при 140 С (по прототипу) и при более высоких температурах.

Испытания кругов велись на станке ЗЕ7118 с применением водной СОЖ:

3%-ная эмульсия "Укринол-1M". Шлифовались елочные замки лопаток из жаропрочного никелевого сплава ЖС-6К, имеющих радиус R 0,6-0,1 мм и 2 радиуса 0,5-0,1 мм, Режимы шлифования: скорость круга 35 м/с, скорость детали 10 †м/мин; глубина шлифования 0,03-0,01 мм/дв.ход. Правка кругов накатным роликом.

В табл. 2 приведены результаты испытанийй, Как видно из табл. 2, кромкостойкость возрастает с увеличением температуры термообработки, Однако ввиду недостаточной кромкостойкости кругов, пропитанных сос— тавами с малым содержанием жидкого стекла (до 10%) при шлифовании жардпрочных никелевых сплавов, были испытаны круги с повышенпым содержанием жидкого стекла (15%). Режимы шлифования приведены ранее.

В табл„З приведены результаты испытаний при температуре термообработки 200 С, Следовательно, при шлифовании жаропрочных сплавов на никелевой основе целесообразно колич".ñòâî жидкого стекла в составе импрегнатора увеличить до 15%, формула изобретения

1. Способ импрегнирования абразивного инструмента, при котором последний пропитывают составом, содержащим жидкое стекло, и ер ман ган ат калия. и воду, затем инструмент термообрабатывают, отличающийся тем что, с целью повышения кромкостойкос" ти инструмента при шлифовании с применением водных СОЖ, термообработку осуществляют при температуре выше

180 С, 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения возможности шлифования жаропрочных сплавов на никелевой основе, ингредиенты пропиточного состава берут в следующем соотношении, мас. :

Пер ман ган ат калия 1-3

Жидкое стекло 15-60

Вода Ост ально е

1602721

Т а б л и ц а 1

Круг.92А16-H CT16. К5

Наличие трещин

Кромкостойкость, коли" чество лопаток

Непропитанный

1-2

Нет

Предлагаемы способ импрегнирования по примерам

Нет

9-10

Нет

12-14

18-20

Нет

Нет

19-21

Есть

Нет

8-10

15-17

15-1 7

Нет

Нет

Известный способ импрегнирования по примеру 10

Нет

2-3

Нет

Таблица2

Крошкостойкост ь, количество ло" п аток

Примечание

Наличие трещин

2-3

2-3

Нет Перманганат

Нет калия вымывается из круга

Жидкое стекло 7 120

140

2-4

5-6

Нет

Нет

180

Нет

Нет

Нет

Вода 91

Содержание компонентов пропиточного соства,Х

Перманганат . капия 2

Температура термообработки, С

300,6-8

9-11

9-11

Компоненты прон.

Из круга не

Вымывают ся

1602721

Таблица 3

Пропито чный состав ток

6-8

Нет

9-10

Нет

11-!2

Нет

1? -14

Нет! 8-20

Нет

19-21

Есть

Составитель Л. Сергеева

Редактор Т,Парфенова Техред М.Ходанич

Корректор С.Невкун

Заказ 3353 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Жидкое стекло 7%

Перманганат калия 2%

Жидкое стекло 10%

Перманганат калия 3%

Жидкое стекло 15Х

Перманганат калия 1%

Жидкое стекло 30%

Перманганат калия 2%

Жидкое стекло 60%

Перманганат калия ЗХ

Жидкое стекло 70%

Перманганат калия 4Х

Параметры при температуре термообработки 200 С

Кромкостой- Наличие трещин кость, количество лопа