Способ получения шлифовального материала

Способ получения шлифовального материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

А. А. Пыпьнев, В. С. Ярков, С. Н. Филипп

В. Т. Ивашинников и А. В. Острогор

{7!) Заявитель

Уральский филиал Всесоюзного научно-иссл института абразивов и шлифования (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к порошковой металлургии и может найти применение в производстве шлифовальных материалов.

Известен способ получения шлифо-;, вального материала путем плавления исходной шихты, слива расплава в форму, образованную пластинами с обращенным друг к другу полусферическими выступами, и кристаллизации его с последующим дроблением (1 ).

Известен также способ получения шлифовального материала на основе окиси алюминия и двуокиси циркония, ког IS да расплав исходного материала сливают в форму, заполненную охлаждающими телами, причем в качестве охлаж-. дающих тел используют литые стальные шары, с последующей его кристаллизацией, с отделением охлаждающих тел и дроблением (2).

Недостатком указанных способов является необходимость проведения тру доемкой операции - отделения закристаллизовавшегося материала от инертных по отношению к нему охлаждающих тел.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения шлифовального материала мелкокристаллической структуры на основе

d-окиси алюминия или смеси cL-окиси алюминия и двуокиси циркония путем плавки исходного материала, слива расплава в форму, кристаллизации его в контакте с охлаждающими телами,однородными по составу к распла-. ву, при весовом соотношении расплава и охлаждающих тел, равном 0,35

2,0, последующего измельчения закристаллизованного расплава и классифици". рования -его. В качестве охлаждающих тел иепользуются продукт плавки исход-ного материала в виде кусков размером

6,3 - 609,6 мм, причем вводят их в форму перед сливом в нее расплава (3).

3 93172

Данный способ обеспечивает получение мелкокристаллического, однородного по химическому и фазовому соста- . ву шлифовального материала с размером кристаллов менее 100 мкм у материала, состоящего из CL-окиси алюминия, и в пределах 10-50 мкм у мате— риала, состоящего из <,-окиси алюминия и двуокиси циркония.

Существенным недостатком известно- 1в

ro способа является получение материала с недостаточно высокими для условий высокоскоростного силового шлифования механическими свойствами, что обусловлено неоднородностью микроструктуры и физических свойств материала по объему, вызванной тем, что использование в качестве охлаждающих тел кусков разных размеров приводит к разным условиям кристаллизации расплава, а следовательно, к получению отличающихся по микроструктуре и физическим свойствам,эон. Кроме того, значительная трудоемкость и большие энергетические затраты на получение материала обусловлены использованием в качестве охлаждающих тел кусков материала, полученного путем плавки исходного материала, слива расплава в форму, кристаллизации его и последующего дробления до кусков указанных.выше размеров.

Цель изобретения - повышение прочности и снижение хрупкости шлифовального материала.

Поставленная цель достигается тем,. что в способе получения шлифовального материала на основе d -окиси алюминия, включающем плавку исходного

49 материала, слив расплава в форму, кристаллизацию его s контакте с охлаждающими телами, однородными по составу к расплаву, при весовом соотношении расплава и охлаждающих тел, равном (0,7 - 1,5):1, последующее иэмельчение и классификацию, в качестве охлаждающих тел используют тела в виде гранул размером, на 25-30> превышающим размер зерна шлифовального материала.

8ыбор размера гранул охлаждающих тел обусловлен учетом величины объемной усадки их при спекании в среде расплава, а весовое соотношение рас. ° плава и гранул — требуемым для спекания гранул количеством тепловой энергии, выделяемой расплавом при кристаллизации, которое при соотно0 4 шении менее 0,7 является недостаточным для спекания гранул, а при соотношении, большем 1,5 - избыточным, приводящим к расплавлению гранул в распла ве.

Использование в качестве охлаждающих тел равномерно распределенных по объему расплава, однородных по составу и размерам и спекающихся в его среде гранул приводит к равномерной кристаллизации расплава по объему и

1 получению материала, имеющего более мелкокристаллическую по сравнению с известным структуру и обладающего однородностью микроструктуры и повышенными механическими свойствами. Кроме того, продукт кристаллизации легче иэмельчается вследствие возникших при спекании гранул в результате их усадки микронапряжений на границах . гранул в местах их контакта с расплавом.

Пример 1. Плавленив исходной шихты для получения шлифовального материала осуществляют в рудовосстано-вительной печи. Полученный при этом расплав содержит,вес.Ф: окись алюминия 71; двуокись циркония 25; двуокись титана с добавлением двуокиси кремния и окиси железа 2,5. Изготовление гранул заключается в смешивании исходных компонентов в шаровой мельнице в жидкой среде, процеживании полученной суспензии через вибросито и обезвоживании в фильтрпрессе, после чего обеэвоженная масса подвергается проминке-вакуумированию и последующему экструдированию на гидропрессах через фильеры определенного диаметра, cooTветсвующие требуемому размеру гранул. Полученную в виде шнуров массу подвергают сушке и нарезке на отдельные цилиндрические гранулы длиной

2-5 мм. Исходными компонентами при получении гранул являются высокоглиноземистая пыль СПТУ-010-76. с размером частиц менее 5 мкм, бенэонитовая глина ГОСТ 7032-75 с размером частиц менее 10 мкм и легирующая комплексная добавка в виде двуокиси циркония

ГОСТ 9808-75 с размером частиц менее

20 мкм. Получаемые в результате гранулы имеют следующий состав, вес.Ф: окись алюминия 72; двуокись циркония

7; двуокись титана 1,5; двуокись кремния 6; окись железа 0,25; окись калия и натрия 2. Размер гранул íà 29 превышает размер зерен готового шлифоСвойства

Способ получения шлифовального материала

Размер зерен шлифовального материала

Хрупкость, 3 раэ рушанных зерен

Прочность на раэдавливание, 3 неразрушен ных зерен

П редла га емый

2 30

1-30

12,5

67

1-30

12,7

1-30

11,0

Известный I 0-50

I формула изобретения честве охлаждающих тел используют тела в виде гранул размером, на 25Способ получения шлифовального ма- 30ь превышающим размер зерен шлифо43 териала на основе А-окиси алюминия, вального материала. включающий плавку материала, слив расплава в форму, кристаллизацию его Источники информации, в контакте с охлаждающими телами, принятые во внимание при экспертизе однородными по составу к расплаву, при весовом соотношении расплава и Патент CIII N 3977132 охлаждающих тел, равном (0,7 1 5) -11 кл. 51 309А, опУблик. 1974. последующее измельчение и классифи- ; 2 Патент С111д < 3891408, кацию, отличающийся тем, кл 51-295, опублик. 1975. что, с целью повышения прочности и 3. Патент ФРГ It 1918759, снижения хрупкости материала, в ка- кл. 80Ь 11/40, опублик. 1968.

ВНИИПИ 3aкаэ 3658/30 Тираж 640 Подписное ф

Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4

5 . 931720 6 вального материала. Потери при прока- . Il р и, м е р 4. То же, что и в приливании гранул составляют 11,25 вес.,.:мере l,но материал гранул содер,Расплав и гранулы в весовом соотно- жит, вес. 3: окись алюминия 74; двушении 1,5:1 подают в форму. Кристал- окись циркония 7; двуокись титана лизация производится одновременно со s 2; двуокись кремния 5; окись железа спеканием гранул. Закристаллизоваиную 0,25; окись калия и натрия 1,75. Помассу затем подвергают дроблению и терн при прокаливании состаапяют 10 классифицированию. вес.3. Размер гранул на 303 превы-П р и и е р 2. То же, что в при- шает эадайный размер зерна готового мере 1, но secoeoe соотношение расп- <о влифовального материала при весовом лава и гранул составляет О 7:l. . =оотношении расплава и гранул 1:1.

Пример 3. То же, что в примере 1, но материал гранул содержит, В таблице приведены свойства влив с. o. QKMcb алюминия 71 двуокись . фовальных материалов, полученных циркония 7; двуокись титана 1,5; 15 предлагаемым и известным способами. двуокись кремния 6;,окись железа

0,25; окись калия и натрия 2,". По- Положительный эффект от использотери при прокаливании гранул состав- вания изобретения достигается за :;, ляют 11,75 вес. . Размер гранул на счет повышения прочности и снижения

2Я превышает размер зерна готового 20 хрупкости материала, а также снижешлифовального материала при весовом ния трудоемкости его получения и соотношении расплава и гранул I:l. . себестоимости.