Патент 1742058

Способ изготовления керамических изделий

 

Назначение: производство керамических изделий, преимущественно, пористого инструмента на керамической связке. Сущность изобретения: керамическую массу предварительно уплотняют при удельном давлении 10-50 МПа, протирают на вибросите для получения гранул размером 0,5-10 мм, из которых затем формуют при удельном давлении 0,1-10 МПа изделия с последующим их обжигом. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 28 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714864/33 (22) 06.07.89 (46) 23.06.92. Бюл. N 23 (71) Волжский филиал Всесоюзного научноисследовательского института абразивов и шлифования (72) В.П.Сиротин, Т.Е.Шеянова, И.В.Бара-. новская, В.А.Носенко, И.B.Àêèìîâà и

P.Ñ.Êoñèíñêèé (53) 666.3.022(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 764980, кл. В 28 В 3/00„1978, Изобретение относится к производству керамических изделий, преимущественно пористого инструмента на керамической . связке.

Известны способы получения пористого абразивного инструмента, при которых используют различные порообразующие добавки, например высокоуглеродистые материалы, перлит, продукты полимеризации стирола и др.

Недостатком способов с использованием порообразующих добавок является ухудшение санитарных условий из-за образующихся в процессе термообработки газовых токсичных выделений, ухудшение качества инструмента в результате возможных вспучиваний, образования трещин при интенсивном газовыделении разлагающегося порообразователя, а также необходимость дополнительных затрат, связанных с получением порообразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления керамических иэделий, включающий приготовление массы, ее уп,,5U, 1742Î58 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Назначение: производство керамических изделий, преимущественно, пористого инструмента на керамической связке. Сущность изобретения; керамическую массу предварительно уплотняют при удельном давлении 10-50 МПа, протирают на вибросите для получения гранул размером 0,5-10 мм, из которых затем формуют при удельном давлении 0,1 — 10 МПа изделия с последующим их обжигом, 3 табл; лотнение при удельном давлении 4-8 МПа, иэмельчение путем протирки через сито до размера гранул 8 или 15 мм в количестве каждой фракции соответственно 40-60 и Я

60-40%, последующее прессование изделий при давлении 40-60 МПа и их обжиг при температуре 1400 С

eeeh

Недостатком известного способа явля- ф „ ется невозможность его использования для р изготовления абразивного инструмента, предназначенного для шлифования труд- у нообрабатываемых металлов, поскольку изделия получаются высокоплотными, не- О© пористыми. Это обусловлено тем, что в процессе предварительного уплотнения массы при удельном давлении 4-8 МПа с последующей протиркой ее для получения гранул, последние имеют недостаточную прочность и при последующем. прессовании изделий при достаточно высоком давлении разрушаются и масса переуплотняется. Такой плот. ный инструмент не обеспечивает высокую производительность шлифования и качество обрабатываемой поверхности.

1742058

Целью изобретения является повышение пористости и качества инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что при способе изготовления керамических изделий, включающем смешивание компонентов массы, ее уплотнение, измельчение до нужных фракций с последующими прессованием и обжигом изделий, уплотнение массы проводят при удельном давлении 1050 МПа, а прессование изделий проводят при удельном давлении 0,1-10 МПа.

Измельчение уплотненной предварительно массы проводят предпочтительно до размера гранул 0,5-10 мм, Пример. Из абразивной смеси состава, мас.7;: карбид кремния зеленый марки

63С25 — 70, керамическая связка К5 — 24,0 декстрин 2,5, вода остальное были изготовлены бруски размером 250 х 8 х 76 мм путем прессования на гидравлическом прессе при давлениях, приведенных в табл. 1. Уплотненные бруски измельчают на вибросите, а затем готовят смеси из гранул размером 10, 32 и 0,5 мм, которые берут в соотношении соответственно 50, 30 и 20 . Из смеси гранул формуют на гидравлическом прессе шлифовальные круги размером 450 х 20 х х203 мм при удельном давлении 0,08-12,0

МПа. Обжиг кругов осуществляют при температуре 1230 С.

Для сравнения были изготовлены. такие же круги по известному способу, а именно керамическую массу предварительно уплотняли на прессе при удельном давлении 6

МПа, полученные бруски также измельчали на вибросите, готовили смесь описанного фракционного состава, после чего прессовали при удельном давлении 50 МПа. Обжиг изделий осуществляли при 1230 С.

В изготовленных кругах измеряли пористость и кажующуюся плотность методом гидростатического взвешивания, а также прочность на изгиб на машине УММ-5.

Результаты измерений приведены в табл, 1.

Из приведенных данных следует, что образцы, полученные при предлагаемых параметрах способа (примеры 7-15), обладают по сравнению с образцами по известному способу (пример 25) более высокими показателями пористости и прочности на изгиб. Дальнейшее повышение удельного давления уплотнения гранул (пример 17), а также повышение удельного давления окончательного прессования изделий (пример

16) не приводит к заметному улучшению показателей изделий и является нецелесообразным.

В случае проведения процесса предварительного уплотнения при давлении ниже

40 мкм/мин; нагрузка шлифования 26 mV.

Результаты испытаний приведены в . табл. 2.

5

10 МПа (примеры 23 и 24) наблюдается осыпание гранул, а готовые изделия имеют невысокую прочность на изгиб и пористость, Нижний предел давления прессования изделий (пример 22) ограничен тем, что сырые изделия имеют малую прочность и при извлечении из пресс-формы в большинстве своем рассыпаются. Из табл. 1 видно, что как уменьшение давления предварительного прессования абразивной массы для изготовления гранул меньше 10 МПа (примеры 1 и 5), так и увеличение давления до 52 МПа

{примеры 17-21) не приводят к повышению качества изделий и их пористости.

Образцы, изготовленные из гранул путем прессования под давлением ниже 0,1

МПа (примеры 1,6, 17 и 32) и выше 10,0 МПа (примеры 25,16 и 21), имеют более низкие физико-механические показатели по сравнению с выбранным интервалом величин давления.

При проведении работ по выбору гранул для состава смеси были испытаны образцы, где гранулы 10 мм были заменены на 11 мм (примеры 1-5, табл. 3), а 0,5 заменили на 0,3 мм (примеры 6 — 10, табл, 3), Как следует из табл. 3, уменьшение размера гранул ниже 0,5 мм так же, как и увеличение больше 10 мм приводит к снижению качества и пористости иэделий.

Проводилась также оценка эксплуатационных показателей шлифовальных кругов, полученных по примерам 2, 4 и 9 в сравнении с кругами по прототипу (пример

25), а также с базовыми кругами по ТУ2036 — 776 — 83 (в качестве порообраэователя использован нефтекокс), Режимы. шлифования: скорость стола 75 мм/мин; непрерывная подача при правке 6

Результаты, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о том, что шлифовальные круги, изготовленные предлагаемым способом, имеют более высокую режущую способность. Коэффициент шлифования повышается в 1,5-2.0 раза по сравнению с прототипом и в 1,2-1;5 раза по сравнению с базовым, Положительный эффект предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в повышении качественных и эксплуатационных показателей таких иэделий,как шлифовальные круги, обладающие более высокими показателями по сравнеwe с кругами, получаемыми с известным порообразователем — нефтекоксом.

Использование предлагаемого способа позволяет улучшить санитарные условия

1742058 производства инструмента и снизить затраты на его изготовление, Формула изобретения

Способ изготовления керамических изделий, преимущественно шлифовального инструмента, включающий приготовление массы, ее уплотнение, измельчение с последующим прессованием и обжиг изделий, 10

Таблица1

Образец

Давление прессования изделий из гранул, ИПа

Физико-ме хан и чески е свойства, обожженных образцов

Давление предварительного прессования абразивной массы, ИПа

Плотность кажуцаяся, г/смз

Порис" тость

Предел прочности на изгиб, МПа

53

41

48

58

48

42

39

39

41

1 . 8

2 е

3 8

4 8

5 8

6 1О

7,10

8 10

9 10

10 25

11 25

12 . 25

13 50

14 50

15 50

16 50

17 52 !

Е 52

19 52

20 52

21 52

22 50

23 8,0

24 8,0

25 6,0 (по известному способу) 0 j 080

0,1

6,0

10,0

12,0

0,08

0,1

6,0

10,0

0,1

6,0

10,0 0,1

6,0

10,0 12 0

0,08

0,1

6,0

10,0

12,0

0,08

6,0

10,0

50,0 отличающийся тем, что, с целью повышения пористости и качества инструмента, уплотнение массы осуществляют при удельном давлении 10-50 МПа, а прессо5 вание изделий — при удельном давлении

0,1 — 10 МПа, при этом измельчение предварительно уплотненной массы проводят до размера гранул 0,5-10 мм.

Пе держит форму

1,60 6,0

1,.72 6, 9

1,77 7,1

1,80 7,0

Пе держит форму

1,63 7,5

1,68 8,3

1,72 9,9

1,53 10,5

1,58 11,2

1,62 10,3

1,77 8,4

1,ЕО 8,2

1,85 8,0

2,0 7э!

Не держит форму

2,0 То же

1,82 8,0

1,89 6,8

2,1 6,5

Не держит форму

1,72 6,9

1,77 7,1

8,2 6,5

1742058

Таблица 2

Таблица3

Физико-механические свойст ва .обожженных кругов

Давление прес" сования иэделий иэ гранул

НПа

Давление пред" варительного прессования аб" разивной массы, tNa

Гранулы размером, мм

Образец

Пористост

Предел прочности на изгиб, МПа

Плотность кажуща я ся, гУ мз

44

43

Составитель В.Сиротин

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор Н,Тупица

Заказ 2248 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

l 11

2 11

3 11

4 11

5 11

6 0,3

7 0,3

8 0 3

9 0,3

1О 0,3

50 о,ое

0,1

6,0

10,0

12,0

0,03

0,1

6,0

10,0

12,0 .

Не держит

1,,60

1,65

1,69

1,76

Не держит

1,68

1,70

1,77

1,81 форму

6,2

6,8

7,3

7,5 форму

7,0

7,3

7,5

6,8