МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА
MASS FOR FABRICATING ABRASIVE TOOL

Изобретение относится к области механической обработки материалов, а именно к шлифованию и тонкому шлифованию, может быть использовано в различных областях машиностроения.
Известна масса для изготовления абразивного шлифовального инструмента (а.с. № 1613308 В24D 3/34, Бюл. № 46, 1990), содержащая абразив, эпоксидную смолу с отверстием аминного типа, водорастворимый преобразователь и наполнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения стабильности режущих свойств инструмента при обработке материалов в присутствии водных составляющих смазывающе-охлаждающих жидкостей масса дополнительно содержит гидрохинон при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
Эпоксидная смола с отверстием аминного типа
100
Абразив
0,2…50
Водорастворимый порообразователь
10…15
Гидрохинон
0,1…10
Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие в составе массы эпоксидной смолы с отвердителем аминного типа и абразива.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются сложность технологии изготовления из-за большого количества компонентов с разными физико-механическими свойствами, неудобства их получения и недостаточная стойкость инструмента.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента (а.с. № 1759615, 5 В24D 3/28, Бюл. № 33, 1992), содержащая абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин и органический модификатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, масса дополнительно содержит фенольное основание Маниха: смесь Агидолов 51, 52, 53 или Агидол АФ-2 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Абразив
54,9…69,3
Полиэтиленнолиамин
2,5…4,2
Органический модификатор
1,4…3,3
Фенольное основание:
смесь Агидолов 51, 52, 53 или Агидол АФ-2
1,4…4,9
Эпоксидная смола
Остальное
Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие абразива, эпоксидной смолы, полиэтиленнолиамина и органического модификатора.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются сложность технологии изготовления массы из-за большого количества ингредиентов с разными физико-механическими свойствами, неудобства их получения и хранения, необходимость использовать сравнительно большое количество абразивного материала, а также достаточно высокая зависимость шероховатости от размера абразивного материала и конфигурации обрабатываемой поверхности, что негативно влияет на ее качество.
За прототип принимаем известную массу для изготовления абразивного шлифовального инструмента (патент № 2155668 В24D 3/28, Бюл. № 25, 2000), включающую абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин и органический модификатор, отличающуюся тем, что она дополнительно содержит наполнитель, в качестве которого использован высокопрочный ферритный чугун дисперсностью
Ч
A
Д=(1,2-1,5)d
A
где d - дисперсность абразива, при следующем соотношении композитов, мас.%:
Абразив
20-45
Полиэтиленнолиамин
2,5-5,0
Органический модификатор
1,5-3,0
Высокопрочный ферритный чугун
17-40
Эпоксидная смола
Остальное
Признаками прототипа, совпадающим с признаками заявляемой массы для изготовления абразивного инструмента, является наличие абразива, эпоксидной смолы, полиэтиленнолиамина, органического модификатора и высокопрочного ферритного чугуна.
Недостатком описанной массы для изготовления абразивного инструмента является то, что ее состав способствует увеличению количества зон прижога на обработанной поверхности детали вследствие металлического контакта высокопрочного ферритного чугуна с обрабатываемым материалом и быстрого засаливания шлифовального круга, вызывающего частую его правку.
Задачей изобретения является уменьшение зон прижога на обработанной поверхности детали и снижение интенсивности изнашивания шлифовального круга.
Технический результат заключается в том, что масса для изготовления абразивного инструмента, включающая абразив, эпоксидную смолу, полиэтиленнолиамин, органический модификатор и высокопрочный ферритный чугун, дополнительно содержит кристаллический йод при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Абразив
35-50
Полиэтиленнолиамин
3,5-5,0
Органический модификатор
2,5-3,5
Высокопрочный ферритный чугун
20-25
Кристаллический йод
0,5-1,0
Эпоксидная смола
остальное
Масса для изготовления абразивного инструмента состоит из абразива, эпоксидной смолы, полиэтиленнолиамина, органического модификатора, высокопрочного ферритного чугуна и кристаллического йода.
Ч
A
A
Массу для изготовления абразивного инструмента получают следующим образом. В эпоксидную смолу добавляется абразив, полученную смесь тщательно перемешивают в течение 5...6 мин, после чего в нее добавляется высокопрочный ферритный чугун дисперсностью Д=(1,2-1,5)d, где d - дисперсность абразива, и кристаллический йод в виде микропорошка дисперсностью (10-20) мкм, после чего смесь вновь перемешивается в течение 3-5 мин. Затем в полученную смесь добавляется отвердитель - полиэтиленнолиамин и органический модификатор, вновь тщательно перемешивается в течение 6…8 мин. Подготовленная таким образом масса изготовления абразивного шлифовального инструмента заливается в форму и устанавливается в сушильном шкафу. Затвердевание массы происходит в течение 12…16 ч при температуре 60…80°С.
Использование в массе для изготовления абразивного шлифовального инструмента кристаллического йода обусловлено тем, что он, обладая адсорбционной и химической активностью по отношению к металлам, способен образовать на обрабатываемых поверхностях деталей комплексные соединения - йодиды, имеющие низкий коэффициент трения (см. Латышев В.Н., Наумов А.Г., Раднюк B.C. Применение йода как компонента СОТС при резании металлов. // Металлообработка, 2008, № 3 (45). - С.9-14). В результате локальная температура в зоне контакта абразивного зерна с обрабатываемым материалом снижается, не происходит плавление материала, что приводит к уменьшению засаливания шлифовального круга и количества зон прижога на обработанной поверхности.
H
А
Дисперсность микропорошка кристаллического йода (10-20) мкм обусловлена необходимостью обеспечения соизмеримости его как с размерами абразивных зерен, выступающих в шлифовальном круге в качестве режущих элементов, так и с дисперсностью наполнителя D высокопрочного ферритного чугуна, определяемой в зависимости от дисперсности зерна используемого абразива D из зависимости
H
A
D=(1,2-1,5)d
Такая дисперсность микропорошка кристаллического йода обеспечивает максимальную прочность абразивного инструмента.
Исследования показали, что именно при такой добавке кристаллического йода в абразивную смесь достигается максимальный эффект по снижению количества зон прижогов на обработанной поверхности и увеличению времени между правками. Причем меньшее значение добавляемого йода рекомендуется для крупнозернистых шлифовальных кругов, а большее - для мелкозернистых.
Применение при шлифовании и тонком шлифовании разработанной массы для изготовления абразивного инструмента способствует уменьшению зон прижога на обработанной поверхности детали в 2-2,5 раза при увеличении времени между правками шлифовального круга в 1,5-2 раза.