СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ НА ОРГАНИЧЕСКИХ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СВЯЗКАХ
METHOD OF THERMAL TREATMENT OF ABRASIVE TOOL (AT)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления абразивных инструментов (АИ) на органических термореактивных связках (ОТС) (бакелитовой, вулканитовой и др.), предназначенных для обработки заготовок из различных металлов и сплавов. Данное изобретение распространяется на все типоразмеры АИ на ОТС, изготовленных из любых абразивных материалов.
Известен способ изготовления АИ на ОТС, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, феноло-формальдегидной смолы и наполнителей), формирование АИ, извлечение его из пресс-формы, сушку на воздухе, термическую обработку в печах с конвективным нагревом, последующую механическую обработку и контроль качества (см. Бакуль В.Н. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. - М.: Машиностроение, 1975. - С.132-133).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа изготовления АИ на ОТС, относится то, что указанная технология предусматривает длительный и энергоемкий процесс полимеризации связующего АИ в печах, в которых теплоносителем является воздух.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ изготовления абразивного инструмента на органической термореактивной связке (патент на изобретение №2349688, МПК С30В 33/02 / С.М.Михайлин, Л.В.Худобин, Н.И.Веткасов и др. Опубл. 20.03.09. Бюл. №8), включающий стадию нагрева группы полуфабрикатов АИ в микроволновом поле частотой 2450 МГц сверхвысокочастотной (СВЧ) камеры для АИ толщиной до 100 мм и частотой 890…915 МГц для АИ толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации ОТС и стадию последующей выдержки полуфабрикатов при этой температуре. Обе стадии осуществляют при постоянном принудительном удалении из свободного объема термостата в процессе СВЧ-термообработки выделяющихся из полуфабрикатов летучих веществ (горячей парогазовой смеси) потоком воздуха, создаваемым системой вытяжной вентиляции, которой оборудована СВЧ-камера: воздух, имеющий температуру производственного помещения, поступает в термостат через щели, выполненные в его передней стенке, а летучие вещества отводят через щели, выполненные в задней стенке, что исключает возможность достижения летучими веществами состояния насыщения при сохранении максимального эффекта теплоизоляции рабочей зоны термостата и обеспечении разброса температуры полуфабрикатов, находящихся внутри термостата, не более ±10% от ее среднего уровня.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного способа, относится то, что в процессе СВЧ-термообработки полуфабрикатов АИ теплоизолированный радиопрозрачный термостат вентилируется воздухом, температура которого соответствует температуре окружающей среды, намного меньшей температуры нагреваемого полуфабриката, что приводит к ухудшению качества АИ (короблению, вспучиванию и др.).
Технический результат - повышение качества АИ на ОТС.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном способе термообработки АИ на ОТС, включающем стадию нагрева группы полуфабрикатов АИ в микроволновом поле СВЧ-камеры частотой 2450 МГц при изготовлении АИ толщиной до 100 мм и частотой 890…915 МГц при изготовлении АИ толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации (отверждения) ОТС и стадию последующей выдержки при этой температуре при принудительном удалении из свободного объема термостата выделяющихся из полуфабрикатов летучих веществ потоком воздуха, создаваемым системой вытяжной вентиляции, которой оборудована СВЧ-камера, через щели, выполненные в стенках термостата, исключающем возможность достижения летучими веществами состояния насыщения, особенность заключается в том, что в процессе СВЧ-термообработки контролируют температуру полуфабрикатов с помощью устройства, установленного в термостате, и в зависимости от текущего значения этой температуры нагревают поступающий в термостат воздух до температуры полуфабрикатов.
Заявляемое изобретение представляет собой способ СВЧ-термообработки АИ на ОТС. При реализации предлагаемого способа термообработки АИ на ОТС выполняют нагрев группы полуфабрикатов АИ в микроволновом поле СВЧ-камеры частотой 2450 МГц при изготовлении АИ толщиной до 100 мм и частотой 890…915 МГц при изготовлении АИ толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации (отверждения) ОТС с последующей выдержкой полуфабрикатов при этой температуре для равномерного прогрева всего их объема и полной полимеризации связки. Термообработку осуществляют при удалении из свободного объема термостата выделяющихся из полуфабрикатов в процессе СВЧ-термообработки летучих веществ потоком воздуха, создаваемым системой вытяжной вентиляции, которой оборудована СВЧ-камера. При этом воздух поступает в термостат через щели в его передней стенке, а летучие вещества отводятся из термостата через щели в его задней стенке, что исключает возможность достижения летучими веществами состояния насыщения. В процессе СВЧ-термообработки контролируют температуру полуфабрикатов с помощью искусственной термопары, установленной в термостате, и в зависимости от текущего значения этой температуры нагревают воздух, поступающий в термостат, с помощью нагревательного элемента, установленного на входе в термостат, что приводит к более равномерному прогреву полуфабрикатов и обеспечивает повышение качества АИ.