Метод за производство на абразивни колела
Изобретението се отнася до производството на абразивни инструменти, по-специално до производството на абразивни колела за грубо шлайфане. За получаване на абразивна смес се използва прясно приготвено свързващо вещество. Включва свързващо вещество, пълнител и катализатор в количество от 0,1-10% от количеството на свързващото вещество. Всички компоненти на свързващото вещество се смесват предварително един с друг и едновременно се раздробяват до получаване на хомогенен фин прах с размер на частиците не повече от 40 микрона. След това свързващото вещество се смесва с навлажнени абразивни зърна и се извършва пресоване и термична обработка. Такива действия осигуряват висока производителност на абразивните колела и намаляват продължителността на пресоването и термичната обработка. 1 z.p.f-ly, 1 табл.
Изобретението се отнася до производството на абразивни инструменти, по-специално до производството на абразивни колела за грубо шлайфане.
Известен метод за производство на абразивни колела включва смесване на абразивни зърна със свързващо вещество, съдържащо свързващо вещество и пълнител, пресоване и термична обработка. В този случай абразивните зърна първо се навлажняват и след това се въвежда материал, главно поливинилбутирол, с помощта на който се образува обвивка върху абразивните зърна. След това последователно се въвеждат натрошените компоненти на свързващото вещество и се получава абразивна смес.
Методът за производство на абразивни колела - прототипът има редица съществени недостатъци.
При известен метод абразивните зърна първо се навлажняват, след което се добавя свързващо вещество, за предпочитане поливинилбутирол, което прилепва към омокрящия слой. След това последователно се въвеждат натрошени компоненти на свързващото вещество, които са пълнители. В този случай всички компоненти на пакета сапрахообразни вещества с различно специфично тегло и дисперсия. Тъй като лепкавият слой на овлажнителя на абразивното зърно е блокиран от свързващия слой, следващите свързващи компоненти не залепват към повърхността на абразивното зърно и тези компоненти се намират в абразивната смес в свободно състояние. За да се елиминира горният недостатък, е необходимо дългосрочно смесване на сместа. Въпреки това, при продължително смесване на смес, съдържаща едрозърнести частици от абразива, слоят от овлажнител и свързващо вещество, който е "накъсан", се изтрива от повърхността на абразивните зърна, което води до хетерогенност на сместа, а това от своя страна влияе върху работата на абразивното колело. Тъй като е известно, че когато се прилагат напрежения на опън, които са характерни за високоскоростно обелващо колело, разрушаването на композитния материал настъпва в местата на натрупване на нехомогенности. В тази връзка силата на връзката намалява, докато абразивните зърна се разпадат от кръга без износване, което също води до намаляване на производителността на кръга.
При известния метод прахообразните компоненти на свързващото вещество се използват в готов вид, в резултат на транспортиране и съхранение повърхността на прахообразните материали активно взаимодейства с околната среда, адсорбирайки активните компоненти на атмосферата: водна пара, въглероден диоксид, кислород, азот. В резултат на това физическата и химическата активност на повърхностите на всички прахообразни компоненти на свързващото вещество, което е необходимо за образуването на издръжлив композит, е значително намалена. Освен това, тъй като абразивното колело е подложено на нагряване по време на пресоване и топлинна обработка, адсорбираният течен компонент, изпарявайки се по време на нагряване, образува празнини и пори, което значително намалява здравината на връзката.
Недостатъците на известния метод за производство на абразивни колела включват продължителността и трудоемкостта на технологичния цикъл поради сложността на технологията за получаване на абразивната смес, продължителността на процеса на пресоване и термичната обработка.
Целта на настоящото изобретение е да елиминира тези недостатъци, а именно: - осигуряване на абразивни колела с висока производителност; - намаляване на разходите чрез намаляване на времето на технологичния процес.
Този проблем се решава поради факта, че в известния метод за производство на абразивни колела, който включва смесване на навлажнени абразивни зърна със свързващо вещество, съдържащо свързващ компонент и пълнител, пресоване и термична обработка, съгласно изобретението, свързващите компоненти се смесват един с друг и едновременно се раздробяват, за да се получи хомогенен фин прах с размер на частиците не повече от 40 μm, след което прясно приготвеното свързващо вещество се смесва с влажен абразивни зърна за получаване на абразивна смес, докато катализаторът се въвежда допълнително в свързващото вещество в количество 0,5-10% от свързващото вещество, съдържащо се в снопа.
В допълнение, този проблем се решава поради факта, че в метода за производство на абразивни колела, съгласно изобретението, кондензатът на парите от Al2O3 и ZrO2 се използва като катализатор, а фенолформалдехидната смола се използва като свързващо вещество.
Известно е, че лигаментът, който е композитен, трябва да изпълнява няколко функции. На първо място, той трябва да осигури здравината на кръга и задържането в кръга на абразивни зърна, които изпитват високи динамични и ударни натоварвания, и в същото време трябва да бъде унищожен своевременно, когато зърното се износва, за да се изложат следващите абразивни зърна.
Експериментално е установено, че заЗа да се гарантира здравината на връзката, тя трябва да има еднаква фино дисперсна структура, съдържаща минимум кухини и вътрешни напрежения. В този случай компонентите трябва да имат възможно най-силна адхезия към свързващия компонент.
Известно е, че най-активното взаимодействие на повърхностите на твърдите прахообразни компоненти възниква, когато взаимодействат новообразувани (ювенилни) повърхности с ненаситени химични и физични връзки, тъй като те все още не са адсорбирали активните компоненти на атмосферата от околната среда: водна пара, въглероден диоксид, кислород, азот.
По време на производствения процес абразивното колело се пресова при температури на поликондензация на свързващите компоненти от 150-170 o C, последвано от термична обработка за получаване на полимер с висока якост - бакелит.
Процесът на поликондензация е придружен от освобождаване на пари, адсорбирани от компонентите на свързващото вещество на веществата, докато процесът на отделяне на газ се извършва в затворена форма, в тялото на кръг почти без пори, т.е. когато процесът на отделяне на газ е блокиран. Следователно този процес трябва да бъде неутрализиран поради процеса на абсорбция на газ, който се случва на повърхността на твърдите тела, докато активността на процеса зависи от това колко развита и активна е повърхността на твърдите тела. Известна е връзката, че колкото по-голяма и по-активна е специфичната повърхност, толкова по-активно протича процесът на абсорбция на газ. В същото време активността на повърхността се влияе както от дисперсното състояние на абсорберите, така и от времето за приготвяне на сместа от свързващи компоненти. Експериментално е установено, че ако абсорберите са във фино диспергирано състояние (не повече от 40 μm) и са прясно приготвени, т.е. имат прясно приготвена (ювенилна) повърхност, тогава процесът на абсорбция на газ продължавапо-активен.
По време на процеса на смилане е необходимо да се осигури навременното отстраняване на връзката и предотвратяването на залепване на стружки към колелото. Това се постига чрез факта, че ендотермично дисоцииращите компоненти (поливинилхлорид), съдържащи се в свързващото вещество, под въздействието на краткотрайно нагряване, което възниква в точката на контакт на кръга с металната повърхност, се разлагат, освобождавайки съединения на сяра, флуор, хлор и др. Разложените частици отслабват тънкия слой на връзката, връзката се разрушава, излагайки режещи (абразивни) зърна. В този случай отделящите се газове образуват съединения върху повърхността на детайла, който се шлифова и отстранява чипа, които намаляват триенето между метала и абразива и предотвратяват залепването на стружките по колелото. Експериментално е установено, че в процеса на смилане до температурата, необходима за разлагането на горните компоненти, нагрятият слой на свързващото вещество не трябва да надвишава 40-60 μm. Следователно, ендотермично дисоцииращите свързващи компоненти трябва да имат размери на частиците, които не надвишават дебелината на нагрятия слой.
За да се осигури надежден контакт на абразивните зърна със свързващите компоненти, повърхността на зърното се навлажнява. Процесът на взаимодействие на овлажнители със свързващ компонент отнема много време. Например, задържането на кръг в загрята форма отнема около 60 минути, а задържането на кръгове в беклайзер за 50-60 часа, в зависимост от размера на кръга. Емпирично е установено, че процесът на бакелизация може да се ускори чрез въвеждане на катализатори в състава на абразивната смес. Като катализатор в предложеното техническо решение се използва кондензат на пари от оксиди на циркониев електрокорунд, получен чрез топене на корунд в електрическа пещ и който се образува по време на изпаряването на оксиди в зоната на топяща се електрическа дъга. Предложеният катализатор се състои отрентгенови аморфни частици, които имат висока химична и физическа активност. Повърхността на катализатора е фино диспергирана, а специфичната повърхност е не повече от 150 m 2 /g. Добавянето на кондензат на пари от корундов оксид към свързващото вещество в количество от 0,5 до 10% от съдържанието на свързващото вещество направи възможно намаляването на излагането на кръгове във формата с 45-50% и в пекарната с 50%.
Проведените патентни изследвания показват, че заявеното техническо решение е ново и има изобретателско ниво. Претендираното техническо решение може да се използва в промишлеността, следователно е промишлено приложимо.
Пример за конкретно изпълнение на метода Абразивната смес се приготвя в следната последователност.
Фенолформалдехидна смола (размер на частиците: дължина до 100 mm, ширина 20 mm, дебелина 2–3 mm), вар (размер на частиците 1–30 mm), пирит (размер на частиците до 1 mm), криолит (размер на частиците 20–100 μm), кондензатни пари на Al2O3 и ZrO2 оксиди бяха заредени в периодична топкова мелница. Компонентите се смесват и едновременно се смилат за 30 минути. В резултат на това се получава хомогенен фин прах в количество от 100 kg с размер на частиците не повече от 40 μm.
Тегловно съотношение на свързващите компоненти, kg: Фенол-формалдехидна смола - 34 Вар - 6,5 Пирит - 25 Криолит - 34 Al2O3 и кондензат на парите на оксид ZrO2 - 0,5 Време за смесване 8 минути. След това сместа се навлажнява с антраценово масло.
Съотношението на компонентите на абразивната смес за пресоване е: Абразивно зърно с размер на частиците 2,0-2,5 mm - 100 kg Фурфуров алкохол - 400 ml Пакет - 35 кг От готовата абразивна смес (по традиционна технология) при температура 170 o C се извършва горещо пресоване в загрята форма за 35 минути, след което заготовките на кръговете се подлагат на окончателна термична обработка при температура 185 o C за 28 часа.
Бяха проведени промишлени тестове върху отлепващи се блюми от въглеродни стомани ShKh-15.60S2A, AC14.
Модел на машината A1007I, мощност на двигателя - 55 kW, сила на натискане на кръга 600 kgf, начална скорост на шлайфане 60 m / s, скорост на подаване на детайла 12-16 m / min.
На теста са подложени абразивни колела – 9 бр. по прототипна технология и абразивни колела - 24 бр. съгласно предложената технология (размер на кръга: D x D x H = 500 mm x 203 mm x 65 mm).
Резултатите от теста са показани в таблицата.
По този начин използването на прясно приготвено свързващо вещество под формата на хомогенна смес от компоненти с прясно приготвена (ювенилна) повърхност, както и използването на фино диспергиран катализатор, позволиха да се увеличи производителността на грубите колела с 6,1 пъти и да се намали продължителността на процеса на пресоване и топлинна обработка с 40%. Освен това, поради опростяването на технологичния процес, разходите за енергия бяха намалени, което доведе до намаляване на цената на абразивните колела.
1. Метод за производство на абразивни колела, включващ смесване на навлажнени абразивни зърна със свързващо вещество, съдържащо свързващо вещество и пълнител, за получаване на абразивна смес, пресоване и термична обработка, характеризиращ се с това, че катализаторът се въвежда допълнително в свързващото вещество в количество от 0,5-10% от количеството на неговия свързващ компонент, а за смесване с навлажнени абразивни зърна се използва прясно приготвено свързващо вещество, чиито компоненти първо се смесват заедно и едновременносмила до получаване на хомогенен фин прах с размер на частиците не повече от 40 микрона.
2. Методът съгласно т. 1, характеризиращ се с това, че като катализатор се използва кондензатът от пари на оксиди Al2O3 и ZrO2, а като свързващ компонент на свързващото вещество се използва фенолформалдехидна смола.
NF4A Възстановяване на валидността на патент на СССР или на български патент за изобретение