RU2536576C2 - Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента - Google Patents

Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента Download PDF

Info

Publication number
RU2536576C2
RU2536576C2 RU2013117572/02A RU2013117572A RU2536576C2 RU 2536576 C2 RU2536576 C2 RU 2536576C2 RU 2013117572/02 A RU2013117572/02 A RU 2013117572/02A RU 2013117572 A RU2013117572 A RU 2013117572A RU 2536576 C2 RU2536576 C2 RU 2536576C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
abrasive
size
microns
filler
grain
Prior art date
Application number
RU2013117572/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013117572A (ru
Inventor
Виктор Константинович Старков
Алексей Николаевич Довгаль
Татьяна Петровна Бондарчук
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод"
Priority to RU2013117572/02A priority Critical patent/RU2536576C2/ru
Publication of RU2013117572A publication Critical patent/RU2013117572A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2536576C2 publication Critical patent/RU2536576C2/ru

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству абразивных инструментов из электрокорунда белого на керамических связках с номерами структуры 12-22. Абразивная масса для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента включает абразив, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки, мелкодисперсный порошкообразный оксид железа и наполнитель. Абразив состоит из смеси абразивных зерен двух различных зернистостей, при этом объемное содержание абразивных зерен с меньшей зернистостью с размерами в пределах 60-160 мкм составляет 5-100% от объемного содержания абразивных зерен с большей зернистостью, размер которых составляет 160-500 мкм. Наполнитель представляет собой смесь полых сферических частиц из легкоплавкого стекла и полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 85 до 560 мкм в количестве 25-100% объемного содержания абразива с наибольшей зернистостью. Обеспечивается однородная объемная твердость абразивного инструмента, его минимально возможная деформация, а также повышенная механическая прочность. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству абразивных инструментов из электрокорунда белого на керамических связках с номерами структуры 12-22.
Из уровня техники известен состав абразивной массы, содержащий абразивные зерна из электрокорунда белого, керамическую связку и наполнитель в виде смеси алюмосиликатных полых сферических частиц с размером в диапазоне от 5 до 560 мкм в количестве 2 - 200% абразивного зерна, которая дополнительно содержит мелкодисперсный порошкообразный оксид железа в суммарном количестве 5-6 масс.% от массы алюмосиликатного наполнителя и 2,5-3% от массы керамической связки (патент RU 2466852 С2, B24D 3/18, 3/34).
Введение в состав абразивной массы порошкообразного оксида железа в указанных количествах не обеспечивает однородную по объему твердость абразивного инструмента при объемном содержании абразива 30-46%.
Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому результату является масса для изготовления абразивного инструмента, включающая абразив, керамическую связку и наполнитель в виде полых сферических частиц из алюмосиликата в виде смеси частиц размером от 5 до 560 мкм в количестве 2-200 об.% абразива. Дополнительно масса может содержать выгорающий наполнитель в количестве 5-250% объемного содержания алюмосиликатного наполнителя и наполнитель в виде полых сферических частиц из легкоплавкого стекла в количестве 5-100% объемного содержания алюмосиликатного наполнителя как по отдельности, так и в смеси двух наполнителей с суммарным содержанием от 5 до 250% объемного содержания алюмосиликатного наполнителя (см. патент РФ №2152298, B24D 3/18, 2000 г.).
С увеличением номера структуры абразивного инструмента уменьшается объемное содержание абразивного зерна. Их недостаток в абразивной массе создает предпосылки для объемной деформации инструмента при его высокотемпературном обжиге за счет «стягивания» имеющихся зерен остывающей керамической связкой после ее расплавления. Чтобы уменьшить негативные последствия при изготовлении высокоструктурного абразивного инструмента, необходимо свободное пространство после удаления абразива заполнить другими твердыми компонентами.
Заявленный в прототипе состав абразивной массы, обеспечивая стабильную твердость в объеме инструмента, не гарантирует после обжига его минимальной деформации, необходимой для сохранения в процессе изготовления заданного номера структуры. По данным (Старков В.К. Шлифование высокопористыми кругами. - М.: Машиностроение, 2007. - 688 с. (с.669)) для инструмента с номерами структуры 12-22 объемная деформация не должна превышать пороговых значений соответственно 2,56-5,26%.
Недостатком шлифовальных кругов, изготовленных на основе известной абразивной массы, содержащей полые сферические частицы из алюмосиликата в виде смеси частиц с размерами от 5 до 560 мкм, является также то, что в ее составе находится 20-29% алюмосиликатных частиц с размерами от 5 до 84 мкм. Указанные мелкоразмерные частицы алюмосиликата из-за отсутствия в них внутренней полости обладают повышенной плотностью в сравнении с алюмосиликатными частицами более крупных размеров, склонны к сегрегации в процессе приготовления (смешивания) абразивной массы, при высокотемпературном обжиге инструмента не расплавляются и мигрируют по жидкой связке под действием силы тяжести к нижней поверхности установленного на поддоне инструмента. По указанным причинам введение в абразивную массу алюмосиликатных частиц размером от 5 до 84 мкм негативно отражается на стабильности твердости в объеме инструмента.
Технической задачей предложенного решения является улучшение технологических и эксплуатационных свойств абразивного инструмента (уменьшение его объемной деформации).
Техническим результатом предложенного решения является обеспечение стабильности твердости в объеме и повышение разрывной прочности.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в составе абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента, включающем абразив, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки, мелкодисперсный порошкообразный оксид железа и наполнитель, согласно изобретению абразив состоит из смеси абразивных зерен двух различных зернистостей, при этом объемное содержание абразивных зерен с меньшей зернистостью с размерами в пределах 60-160 мкм составляет 5-100% от объемного содержания абразивных зерен с большей зернистостью, размер которых составляет 160-500 мкм, при этом наполнитель представляет собой смесь полых сферических частиц из легкоплавкого стекла и полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 8 5 до 560 мкм в количестве 25-100% объемного содержания абразива с наибольшей зернистостью.
Целесообразно состав дополнительно снабжать выгорающим наполнителем в количестве 5-50% объемного содержания абразива с большей зернистостью.
В качестве технического решения для уменьшения объемной деформации абразивного инструмента, например шлифовальных кругов, предлагается использовать абразив в виде смеси абразивных зерен двух различных зернистостей.
Содержание абразивных зерен двух различных фракций, размерами 160-500 мкм и более мелкой фракции с размерами в диапазоне 60-160 мкм, содержание которой составляет 5-100% от объемного содержания зерен с большей зернистостью, которая используется в основном качестве технологического компенсатора недостающего абразива, мелкая фракция зерен не принимает практически участия в съеме материала.
Наличие более мелкой по размерам фракции абразивных зерен позволяет в заявленном диапазоне содержания абразива в массе со структурами 12-22 обеспечить количество зерен с размером 60 мкм в 58 раз больше, чем, например, зерен с размерами 500 мкм.
Большое количество мелких по размерам зерен, однородно распределенных в объеме абразивного инструмента, становятся центрами коагуляции жидкой керамической связки, обеспечивая ее равномерное затвердевание по всему объему обжигаемой массы. Формируются короткие и прочные мостики связи между соседними абразивными зернами, обеспечивая однородную объемную твердость инструмента и его минимально возможную деформацию.
Примеры использования заявленного состава приведены ниже.
Пример 1.
Абразивная масса для изготовления шлифовального круга из электрокорунда белого марки 25А с размером 500 мкм (зернистость F36) и размером 160 мкм (зернистость F80) со структурой N=12 на характеристику 25А F36/F80 Н 12 V состоит из следующих компонентов, % об.:
Абразивное зерно марки 25А с размером 500 мкм
(зернистость F36) 36,2
Абразивное зерно марки 25А с размером 160 мкм
(зернистость F80) 1,8
Относительное содержание зерна с размером 160 мкм
(зернистость F80) к содержанию зерна с
размером 500 мкм (зернистость F36) 5
Керамическая связка К5С 7
Наполнитель в виде смеси алюмосиликатных полых сферических
частиц с размерами в диапазоне от 85 до 560 мкм и полых
сферических частиц из легкоплавкого стекла 15
Относительное содержание наполнителя к содержанию зерна
с размером 500 мкм (зернистость F36) 41,4
Порошкообразный оксид железа 1
Клеящие и увлажняющие добавки 15,2
Пример 2.
Абразивная масса для изготовления шлифовального круга из электрокорунда белого марки 25 А с размером зерна 250 мкм (зернистость F60) и размером 100 мкм (зернистость F120) со структурой N=16 на характеристику 25 A F60/F120 К 16 V состоит из следующих компонентов, % об.:
Абразивное зерно марки 25А с размером 250 мкм
(зернистость F60) 20
Абразивное зерно марки 25А с размером 100 мкм
(зернистость F120) 10
Относительное содержание
зерна с размером 100 мкм (зернистость F120) к
содержанию зерна с размером 250 мкм (зернистость F60) 50
Керамическая связка К5С 9,5
Наполнитель в виде смеси алюмосиликатных полых
сферических частиц с размерами в диапазоне от 85
до 560 мкм и полых сферических частиц из
легкоплавкого стекла 5
Относительное содержание наполнителя к содержанию
зерна с размером 250 мкм (зернистость F60) 25
Порошкообразный оксид железа 1,5
Клеящие и увлажняющие добавки 14,3
Пример 3.
Абразивная масса для изготовления шлифовального круга из электрокорунда белого марки 25А с размером зерна 160 мкм (зернистость F80) и размером 60 мкм (зернистость F220) со структурой N=22 на характеристику 25А F80/F220 J 22 V состоит из следующих компонентов, % об.:
Абразивное зерно марки 25А с размером 160 мкм
(зернистость F80) 9
Абразивное зерно марки 25А с размером 60 мкм
(зернистость F220) 9
Относительное содержание зерна с размером 60 мкм
(зернистость F220) к содержанию зерна с
размером 160 мкм (зернистость F80) 100
Керамическая связка К5С 8,5
Наполнитель в виде смеси алюмосиликатных полых сферических
частиц с размерами в диапазоне от 85 до 560 мкм и полых
сферических частиц из легкоплавкого стекла 9
Относительное содержание наполнителя к содержанию зерна
с размером 160 мкм (зернистость F80) 100
Порошкообразный оксид железа 1,2
Клеящие и увлажняющие добавки 14,9
Наилучшие результаты при изготовлении высокоструктурного абразивного инструмента достигаются при дополнительном введении в состав абразивной массы выгорающего наполнителя, например, в виде молотых фруктовых косточек в количестве 5-50% объемного содержания абразива с большей зернистостью.
Выгорая в процессе обжига инструмента, они создают дополнительную пористость, что улучшает условия шлифования.
Техническим результатом введения выгорающего наполнителя в сочетании с использованием абразива двух зернистостей, наполнителя в виде смеси полых сферических частиц из алюмосиликата и легкоплавкого стекла и порошкообразного оксида железа являются улучшенные технологические и эксплуатационные свойства абразивного инструмента.
Ниже излагаются примеры абразивных масс для высокоструктурного инструмента, которые разработаны на основе примеров 1-3 с дополнительным введением выгорающего наполнителя в виде молотых фруктовых косточек КФ40.
Пример 4.
Абразивная масса на характеристику инструмента 25A F36/F80 Н 12 V по примеру 1 с дополнительным введением выгорающего наполнителя КФ40 в количестве 1,8% об. или 5% от содержания абразивного зерна с размером 500 мкм (зернистость F36).
Пример 5.
Абразивная масса на характеристику инструмента 25A F60/F120 К 16 V по примеру 2 с дополнительным введением выгорающего наполнителя КФ40 в количестве 5% об. или 25% от содержания абразивного зерна с размером 250 мкм (зернистость F60).
Пример 6.
Абразивная масса на характеристику инструмента 25А F80/F220 J 22 V по примеру 3 с дополнительным введением выгорающего наполнителя КФ40 в количестве 4,5% об. или 50% от содержания абразивного зерна с размером 160 мкм (зернистость F80).
Для экспериментальной проверки были также разработаны составы абразивных масс, в которых отличительные признаки нового технического решения выходили за пределы заявленных соотношений.
Пример 7.
Абразивная масса для изготовления шлифовального круга из электрокорунда белого марки 25А с размером 500 мкм (зернистость F36) и размером 160 мкм (зернистость F80) со структурой N=12 на характеристику 25А F36/F80 Н 12 V состоит из следующих компонентов, % об.:
Абразивное зерно марки 25А с размером 500 мкм
(зернистость F36) 36,2
Абразивное зерно марки 25А с размером 160 мкм
(зернистость F80) 1,8
Относительное содержание зерна с размером 160 мкм
(зернистость F80) к содержанию зерна с размером 500 мкм
(зернистость F36) 5
Керамическая связка К5С 7
Наполнитель в виде смеси алюмосиликатных полых сферических
частиц с размерами в диапазоне от 85 до 560 мкм и полых
сферических частиц из легкоплавкого стекла 15
Относительное содержание наполнителя к содержанию зерна
с размером 500 мкм (зернистость F36) 41,4
Порошкообразный оксид железа 1
Клеящие и увлажняющие добавки 15,2
Выгорающий наполнитель КФ40 1,5
Относительное содержание выгорающего наполнителя к содержанию зерна с размером 500 мкм (зернистость F36) 4
Пример 8.
Абразивная масса для изготовления шлифовального круга из электрокорунда белого марки 25А с размером зерна 160 мкм (зернистость F80) и размером 60 мкм (зернистость F220) со структурой N=22 на характеристику 25А F80/F220 J 22 V состоит из следующих компонентов, % об.:
Абразивное зерно марки 25А с размером 160 мкм
(зернистость F80) 9
Абразивное зерно марки 25А с размером 60 мкм
(зернистость F220) 9
Относительное содержание зерна с размером 60 мкм
(зернистость F220) к содержанию зерна с размером 160 мкм
(зернистость F80) 100
Керамическая связка К5С 8,5
Наполнитель в виде смеси алюмосиликатных полых
Сферических
частиц с размерами в диапазоне от 85 до 560 мкм и
полых сферических частиц из легкоплавкого стекла 9
Относительное содержание наполнителя к содержанию зерна
с размером 160 мкм (зернистость F80) 100
Порошкообразный оксид железа 1,2
Клеящие и увлажняющие добавки 14,9
Выгорающий наполнитель КФ40 6
Относительное содержание выгорающего наполнителя к
содержанию зерна с размером 160 мкм (зернистость F80) 60
Для экспериментальной проверки предлагаемых технических решений были изготовлены 8 абразивных масс для лабораторных образцов в соответствии с примерами, представленными выше.
Объемная деформация после обжига оценивалась на образцах в виде плашек диаметром 80 мм и высотой 20 мм по разнице объемов образцов до и после обжига. Стабильность твердости оценивалась по величине среднеквадратичного отклонения глубины лунки, полученной пескоструйным методом в соответствии с ГОСТ Р 52587-2006. Оценка производилась по результатам 6 измерений глубины лунки, полученных на одном образце с двух сторон. Механическую прочность на разрыв на специальных образцах-восьмерках определяли на разрывной машине УМ-500 согласно методике, описанной в книге (Любомудров В.Е., Васильев Н.Н. Абразивные инструменты и их изготовление. - М.-Л., 1953. 352 с. С.135).
В таблице приведены результаты сравнения свойств заявленной массы и массы по прототипу.
Таблица
Состав заявленной массы Состав масса по прототипу
Объемная деформация, % Среднеквадратичное отклонение твердости, мм Прочность на разрыв, кПа Объемная деформация, % Среднеквадратичное отклонение твердости, мм Прочность на разрыв,
кПа
1 2,31 0,19 90,1 2,73 0,32 85,3
2 3,06 0,21 76,3 3,94 0,29 73,2
3 4,92 0,28 54,2 6,05 0,41 50,9
4 2,19 0,17 89,9 2,69 0,30 86,1
5 3,05 0,19 76,8 3,81 0,24 69,8
6 4,89 0,24 56,2 5,99 0,40 54,3
7 4,13 0,62 60,1 2,73 0,32 85,3
8 8,06 0,73 42,9 6,05 0,41 50,9
Как видно из таблицы, качественные показатели абразивного инструмента из заявленного состава значительно превышают показатели инструмента, изготовленного из известного состава.
Таким образом, заявленная совокупность признаков, указанная в формуле изобретения, по сравнению с прототипом обеспечивает минимальные значения объемной деформации при обжиге высокоструктурного абразивного инструмента, получение повышенных значений стабильности твердости в его объеме и прочности на разрыв.

Claims (2)

1. Абразивная масса для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента, включающая абразив, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки, мелкодисперсный порошкообразный оксид железа и наполнитель, отличающаяся тем, что абразив состоит из смеси абразивных зерен двух различных зернистостей, при этом объемное содержание абразивных зерен с меньшей зернистостью с размерами в пределах 60-160 мкм составляет 5-100% от объемного содержания абразивных зерен с большей зернистостью, размер которых составляет 160-500 мкм, при этом наполнитель представляет собой смесь полых сферических частиц из легкоплавкого стекла и полых сферических частиц из алюмосиликата размером в диапазоне от 85 до 560 мкм в количестве 25-100% объемного содержания абразива с наибольшей зернистостью.
2. Масса по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит выгорающий наполнитель в виде молотых фруктовых косточек в количестве 5-50% объемного содержания абразива с большей зернистостью.
RU2013117572/02A 2013-04-17 2013-04-17 Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента RU2536576C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117572/02A RU2536576C2 (ru) 2013-04-17 2013-04-17 Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117572/02A RU2536576C2 (ru) 2013-04-17 2013-04-17 Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013117572A RU2013117572A (ru) 2014-10-27
RU2536576C2 true RU2536576C2 (ru) 2014-12-27

Family

ID=53287668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013117572/02A RU2536576C2 (ru) 2013-04-17 2013-04-17 Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2536576C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684466C1 (ru) * 2017-12-13 2019-04-09 Жанна Владимировна Вараткова Состав абразивной массы высокоструктурного инструмента для шлифования с его непрерывной правкой

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6004363A (en) * 1998-02-25 1999-12-21 Wilshire Technologies, Inc. Abrasive article and method for making the same
RU2152298C1 (ru) * 1999-10-11 2000-07-10 Карборундум Электрите а.с. Масса для изготовления абразивного инструмента
US20090307987A1 (en) * 2006-07-28 2009-12-17 Geoffrey John Davies Abrasive compacts
RU2433032C1 (ru) * 2010-04-14 2011-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Волгашлиф Плюс" Масса для изготовления абразивного инструмента
RU2466852C2 (ru) * 2010-11-19 2012-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Состав абразивной массы

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6004363A (en) * 1998-02-25 1999-12-21 Wilshire Technologies, Inc. Abrasive article and method for making the same
RU2152298C1 (ru) * 1999-10-11 2000-07-10 Карборундум Электрите а.с. Масса для изготовления абразивного инструмента
US20090307987A1 (en) * 2006-07-28 2009-12-17 Geoffrey John Davies Abrasive compacts
RU2433032C1 (ru) * 2010-04-14 2011-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Волгашлиф Плюс" Масса для изготовления абразивного инструмента
RU2466852C2 (ru) * 2010-11-19 2012-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Состав абразивной массы

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684466C1 (ru) * 2017-12-13 2019-04-09 Жанна Владимировна Вараткова Состав абразивной массы высокоструктурного инструмента для шлифования с его непрерывной правкой

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013117572A (ru) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012020509A1 (de) Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
KR20140071439A (ko) 무기물 주조 주형과 주조 심형을 위한 코팅 조성물, 이의 용도 및 사이징 방법
EP1934001A1 (de) Borsilikatglashaltige formstoffmischungen
JP6019226B2 (ja) 結合研磨体およびその形成方法
DE102014106177A1 (de) Formstoffmischung enthaltend Resole und amorphes Siliciumdioxid, aus diesen hergestellte Formen und Kerne und Verfahren zu deren Herstellung
CN105665617B (zh) 一种陶瓷型芯用粘接剂、制备方法及其应用
CN113749305B (zh) 一种电子烟多孔陶瓷雾化芯及其制备方法
RU2536576C2 (ru) Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного абразивного инструмента
US2686728A (en) Binders for baked sand cores and dry sand molds for use in casting metals
RU2010106233A (ru) Композиции для литья, отливки из нее и способы изготовления отливки
RU2536575C2 (ru) Способ изготовления высокоструктурного абразивного инструмента
RU2152298C1 (ru) Масса для изготовления абразивного инструмента
RU2501768C1 (ru) Шихта для изготовления алюмооксидной керамики
RU2570680C2 (ru) Добавка, предотвращающая возникновение ужимин, для изготовления литейных форм и стержней
RU2493956C1 (ru) Состав абразивной массы для изготовления высокоструктурного инструмента
RU2433032C1 (ru) Масса для изготовления абразивного инструмента
US2880081A (en) Honing stone and method of making
RU2494853C1 (ru) Масса для изготовления абразивного инструмента
RU2466852C2 (ru) Состав абразивной массы
RU2683998C1 (ru) Способ изготовления высокоструктурного абразивного инструмента с разнородной зернистостью
JP2019019023A (ja) セラミック部材及び流路部材
RU2630403C2 (ru) Абразивная масса для изготовления инструмента с высокими номерами структуры
JP2017154967A (ja) 成形体、及び、成形体の製造方法
JP6901720B2 (ja) 積層造形用粒子、成形体、及び、成形体の製造方法
RU2523197C2 (ru) Абразивные плавленые зерна