МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА
MASS FOR PRODUCING ABRASIVE TOOL

Изобретение относится к абразивной промышленности, в частности к производству абразивного инструмента на вулканитовой связке.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента (I), содержащая высокомолекулярную и низкомолекулярную составляющие связующего - каучука, вулканизирующую группу - серу, ускорительную группу - 2 - меркаптобензтиазол (каптакс) и шлифовальный материал. Содержание вулканизирующей группы 46,12÷55,00 мас.ч., ускорительной группы - 1,96÷2,20. Отношение содержания вулканизирующей группы к содержанию ускорительной группы составляет 23,5÷25,0.
Недостатком указанной массы является низкое качество инструмента.
Отсутствие наполнителей в таком рецептурном составе делает формовочную массу нетехнологичной, жесткой, а после термообработки круги, изготовленные из такой массы, очень плотные, что при шлифовании приводит к повышению температуры и образованию прижогов - необратимых, негативных структурных нарушений обрабатываемых металлических поверхностей. Из этой массы невозможно изготовить эластичные круги, применяемые, в частности, для шлифования и полирования.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является масса для изготовления абразивного инструмента (2), содержащая синтетический высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, вулканизирующую и ускорительную группы, наполнители, пластификатор, шлифовальный материал, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: синтетический высокомолекулярный каучук 89÷90; синтетический низкомолекулярный каучук 10÷20; вулканизирующий компонент - сера 40÷50; ускорительная группа - каптакс, тиурам 1,3÷2,2; наполнители 56÷138; пластификатор 3÷8; шлифовальный материал 900÷1100. Отношение содержания серы к содержанию ускорительной группы находится в интервале 30÷23,5.
По сравнению с указанным выше аналогом наличие наполнителей и пластификатора делает данную массу более технологичной, а при термической обработке можно получить круги менее плотные за счет присутствия пластификатора. Пластификатор в процессе вулканизации раздвигает химически активные связи и делает вулканизационную решетку менее жесткой, но недостаточно.
Недостатком наиболее близкого аналога является высокая твердость инструмента, не обеспечивающая режим самозатачивания в процессе эксплуатации. Это ведет к повышенным затратам для восстановления режущей способности инструмента, а также ограничивает область применения инструмента.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение режима самозатачивания.
Поставленная задача решается тем, что в массе для изготовления абразивного инструмента, содержащей синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, серу, каптакс, наполнители, пластификатор, шлифовальный материал, согласно изобретению отношение серы к каптаксу находится в интервале 6,6÷14. Компоненты массы находятся в следующем соотношении, мас.ч.:
Синтетический твердый высокомолекулярный каучук
80÷90
Синтетический низкомолекулярный каучук
10÷20
Сера
20÷35
Каптакс
2,5÷3,0
Наполнители
20÷100
Пластификатор
3,0÷8,0
Шлифовальный материал
700÷800
Снижение значения интервала отношения серы к каптаксу до 6,6÷14 позволяет создать нежесткую вулканитовую сетку, которая при температурном отверждении позволяет образовывать небольшие поры, делая вулканизационную решетку эластичной. При этом время, в течение которого происходит отверждение, увеличивается, что создает равновесную однородную вулканизационную сетку и, как следствие, равномерную, снабженную порами структуру круга. В результате получается менее жесткая по сравнению с наиболее близким аналогом связка, которая легко освобождает зерна в процессе работы, т.е. обеспечивает режим самозатачивания. Это позволяет также использовать данную массу для получения кроме отрезных кругов абразивного инструмента для шлифования и полирования.
Снижение отношения серы к каптаксу менее 6,6 не обеспечивает необходимой прочности инструмента, увеличение этого числа более 14 увеличивает жесткость связки и не обеспечивает самозатачивание инструмента.
Приготовление массы ведут следующим образом.
Загружают в смеситель синтетический твердый высокомолекулярный каучук, синтетический низкомолекулярный каучук, пластификатор. Полученную смесь перемешивают в течение 2-3 минут. Добавляют серу и каптакс. Все это перемешивают 2-3 минуты. Затем в смесь вводят наполнители и шлифующий материал. Полученную смесь перемешивают в течение 10-15 минут.
Из предлагаемой массы с заявляемым отношением вулканизирующей группы к ускорительной группе на предприятии ЗАО «РОССИ», г.Челябинск были изготовлены шлифовальные круги 300×10×127 14А 16-Н СМ В 35 м/с. Для сравнения аналогичные круги были изготовлены из массы согласно наиболее близкому аналогу. Технология изготовления кругов включала смешивание абразивной массы на валковом оборудовании, вальцевание, калибрование, формование, термообработку и механическую обработку. Согласно методическим рекомендациям (3) круги испытаны на механическую прочность до разрывной скорости. В качестве обрабатываемого образца использовали прямоугольную пластину из стали 20. Самозатачивание определяли у 6-ти кругов через режущую способность, которую замеряли каждый час, поддерживая постоянную линейную скорость вращения кругов в течение 8-ми часов работы. После съема 2 мм толщины определяли шероховатость поверхности с помощью прибора профилометра «Абрис-ПМ 7». Режущую способность круга при шлифовании определяли по ГОСТу. Как показали испытания, режущая способность практически не изменилась, что доказывает обеспечение режима самозатачивания в указанных кругах. При эксплуатации кругов до полного допустимого из условий техники безопасности износа круга не требовалось применение правящего инструмента, что также доказывает обеспечение режима самозатачивания кругов, изготовленных из заявляемой массы. Данные испытаний приведены в таблице.
Таблица
№
Отношение вулканизирую щей группы к ускорительной группе
Разрывная скорость кругов, м/с
Режущая способность кругов, см<sup>3</sup>/мин
Кажущаяся пористость, %
Шероховатость поверхности, Ra, мкм
1
25:1
120
525
0,35
1,43
2
4:1
123
690
0,58
0,8
3
6,6:1
125
710
1,8
0,63
4
10:1
130
850
2,5
0,45
5
14:1
125
800
1,7
0,8
6
20:1
120
760
0,4
1,25
Результаты также показали, что режущая способность у кругов, изготовленных из заявляемой массы, повысилась на 30%, а шероховатость поверхности уменьшилась в 2 раза по сравнению с кругами, изготовленными из массы, выполненной согласно наиболее близкому аналогу.
Предлагаемая масса для изготовления абразивного инструмента найдет применение в абразивной промышленности для изготовления шлифовальных, полировальных и отрезных кругов, а также другого абразивного инструмента.
Источники информации
1. Патент РФ №2200081. Состав для изготовления абразивного инструмента. М.Кл. B24D 3/22 от 12.06.2000.
2. Патент РФ №20070508. Масса для изготовления абразивного отрезного круга. М.Кл. B24D 3/22 от 20.12.96.
3. Методические рекомендации «Абразивные инструменты для скоростного шлифования и области их применения». Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности. М., 1982.