RU2034005C1

RU2034005C1 - Abrasion-lapping compound

Info

Publication number: RU2034005C1
Application number: SU5018458/05A
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Холмогорцев; Е.С. Устимов; шкина Л.П. Кирд; Л.П. Кирдяшкина
Original assignee: Акционерное общество "УРАЛТРАК"
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: abrasion-lapping compounds. SUBSTANCE: abrasion-lapping compound contains, mas.%: green silicon carbide with grains sizing 63-125 mcm 55-65; emulsol 25-30; water glass 10-15. Compound is prepared by mixing components. Steel and pig iron products are worked with allowance of 200 mcm with pressing works with force of 600 N. Time for lapping disks is 5 min, roughness of lapped surfaces Ra=1-2 mcm. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к абразивно-притирочным работам и представляет собой высокопроизводительный притирочный состав, предназначенный для станочной притирки металлических деталей со снятием увеличенных припусков на обработку. The invention relates to mechanical engineering technology, namely to abrasive grinding operations and is a high-performance grinding composition designed for machine grinding of metal parts with the removal of increased machining allowances.

Известна мазеобразная паста, обеспечивающая достаточную производительность, хорошо намазывающаяcя на обрабатываемые поверхности деталей, являющаяся прототипом предлагаемого решения. Known oily paste, providing sufficient performance, well smeared on the machined surfaces of the parts, which is the prototype of the proposed solution.

Известная паста имеет следующее соотношение компонентов, мас. Абразивный порошок карбида титана 30-35 Полиизобутилен 1,2-2 Олеиновая кислота 10-15 Стеариновая кислота 12-15 Минеральное масло 35-40
Перед нанесением пасты на металл к ней добавляют 40-50% керосина и тщательно перемешивают.Known paste has the following ratio of components, wt. Titanium carbide abrasive powder 30-35 Polyisobutylene 1,2-2 Oleic acid 10-15 Stearic acid 12-15 Mineral oil 35-40
Before applying the paste to the metal, 40-50% kerosene is added to it and mixed thoroughly.

Однако известная паста имеет три существенных недостатка. However, the known paste has three significant drawbacks.

Первый из них заключается в том, что она пригодна лишь для тонких доводочных работ при малых схемах припуска до 5-50 мкм при использовании микропорошков абразива от М5 до М 40 с размерами зерен 5-40 мкм. The first of them is that it is suitable only for fine finishing work with small allowance schemes up to 5-50 microns when using micropowders of abrasive from M5 to M 40 with grain sizes of 5-40 microns.

Для снятия больших припусков до 150-200 мкм требуется использование абразивных порошков большей зернистости 5-10 с размерами зерен 63-125 мкм, однако при этом известная паста оказывается нестабильной абразив плохо удерживается во взвешенном состоянии и выпадает в осадок. В результате паста оказывается неработоспособной. To remove large allowances of up to 150-200 microns, the use of abrasive powders with a larger grain size of 5-10 with grain sizes of 63-125 microns is required, however, the well-known paste is unstable, the abrasive is poorly suspended and precipitates. As a result, the paste is inoperative.

Второй недостаток заключается в необходимости последующей промывки обработанных деталей керосином или бензином. The second drawback is the need for subsequent washing of the treated parts with kerosene or gasoline.

Третий недостаток заключается в сложности приготовления пасты, необходимости растворения полиизобутилена в бензине и нагрева всей смеси до 100^оС для полного испарения бензина.The third drawback is the complexity of the preparation of the paste, the need to dissolve polyisobutylene in gasoline and heat the entire mixture to 100 ^° C for complete evaporation of gasoline.

Повысить производительность и качество притирки, облегчить последующую промывку деталей стало возможным, используя абразивно-притирочный материал, содержащий абразивный порошок и жидкую связующую фазу, в качестве которой использована смесь эмульсола и жидкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас. Абразивный порошок 55-65 Эмульсол 25-30 Жидкое стекло 10-15
Достоинством предлагаемого абразивно-притирочного материала является доступность исходного сырья, что обеспечивает возможность быстрого его приготовления.To increase the performance and quality of grinding, to facilitate subsequent washing of parts became possible using an abrasive grinding material containing abrasive powder and a liquid binder phase, which is used as a mixture of emulsol and liquid glass in the following ratio of components, wt. Abrasive powder 55-65 Emulsol 25-30 Liquid glass 10-15
The advantage of the proposed abrasive lapping material is the availability of raw materials, which makes it possible to quickly prepare it.

Эмульсол готовая смесь минерального масла, эмульгаторов, веществ связок. Например: эмульсол ЭГТ (ТУ 38.101.149-75) состав, мас. Госсиполовая смола (отходы производства дистилляции жирных кислот саломаса) 8-9 Масло таловое 7-8 Натрий едкий технический 1 Полигликоли 1,5±0,5 Масло минеральное 75±5 Эмульсол ЭТ-2 (ТУ 38.110.1599-79): Асидол масляный 6,5-7,5 Масло таловое 6,5-7,5 Натрий едкий технический до 1 Спирт этиловый сырец 1,3±0,2 Масло минеральное 80±5
Абразивный порошок 64С карбина кремния зеленого, зернистости 5-10 размерами 63-125 мкм (ГОСТ 3647-80).Emulsol is a ready-made mixture of mineral oil, emulsifiers, ligament substances. For example: emulsol EGT (TU 38.101.149-75) composition, wt. Gossypol resin (waste products from the distillation of salomas fatty acids) 8-9 Tall oil 7-8 Technical sodium hydroxide 1 Polyglycols 1.5 ± 0.5 Mineral oil 75 ± 5 Emulsol ET-2 (TU 38.110.1599-79): Oil acidol 6.5-7.5 Tall oil 6.5-7.5 Technical sodium hydroxide up to 1 Raw ethyl alcohol 1.3 ± 0.2 Mineral oil 80 ± 5
Abrasive powder 64C of green silicon carbine, grain size 5-10, dimensions 63-125 microns (GOST 3647-80).

Жидкое стекло раствор в воде силикатов натрия (Na₂O ˙nSiO₂) или калия (К₂О ˙nSiO₂) (ГОСТ 13078-81). Входящие в состав эмульсолов органические соединения связующие притирочного материала являются одновременно промоторами, позволяющими ускорить процесс обработки.Liquid glass solution in water of sodium silicates (Na ₂ O ˙nSiO ₂ ) or potassium (K ₂ O ˙nSiO ₂ ) (GOST 13078-81). The organic compounds included in the composition of emulsols, binders for lapping material, are simultaneously promoters that accelerate the processing process.

Входящие в состав абразивно-притирочного материала неорганическое соединение жидкое стекло является диспергатором веществом, предохраняющим дисперсию (эмульсол абразивные зерна) от разделения, т.е. от выпадания абразивных зерен в осадок. Объясняется это следующим. В зоне работы отдельных абразивных зерен развиваются высокие контактные температуры. Под действием выде- ляющегося тепла происходит уменьшение вязкости эмульсола. В свою очередь это при- водит к уменьшению стабильности дисперсии (эмульсол-абразивные зерна) вплоть до расслаивания, т.е. разделения составляющих и выпадания абразивных зерен в осадок. The inorganic compound liquid glass that is part of the abrasive-lapping material is a dispersant, which protects the dispersion (emulsol abrasive grains) from separation, i.e. from precipitation of abrasive grains. This is explained as follows. In the area of operation of individual abrasive grains, high contact temperatures develop. Under the action of heat generated, the viscosity of emulsol decreases. In turn, this leads to a decrease in the stability of the dispersion (emulsol-abrasive grains) up to delamination, i.e. separation of components and precipitation of abrasive grains.

Введение в состав указанной дисперсии жидкого стекла приводит к образованию структурированной системы поликремниевых кислот, которая в щелочной среде образуется за счет водородных связей

При нагревании за счет тепла, выделяющегося при притирке, происходит частичное обезвоживание и поликонденсация жидкого стекла
HO-

OH-HO-

OH

HO-

O-

O __→
Благодаря образованию структурного каркаса система начинает вести себя как твердое тело. Она не растекается под действием собственного веса, хорошо задерживается на горизонтальных и наклонных плоскостях притираемых деталей, а также хорошо удерживает абразивные зерна, даже большой зернистости 63-125 мкм, способствуя увеличению стабильности дисперсии.Introduction to the composition of the specified dispersion of liquid glass leads to the formation of a structured system of polysilicic acids, which in an alkaline medium is formed due to hydrogen bonds

When heated due to the heat generated during grinding, partial dehydration and polycondensation of water glass occurs
HO-

OH-HO-

OH

HO-

O-

O __ →
Due to the formation of a structural skeleton, the system begins to behave like a solid. It does not spread under the influence of its own weight, it is well retained on horizontal and inclined planes of grinding parts, and it also holds abrasive grains well, even of large granularities of 63-125 microns, contributing to an increase in the dispersion stability.

Кроме того, жидкое стекло в связи с наличием в водном растворе свободных ионов связывает разрушающе действующие на металл продукты реакции, образующиеся в обрабатываемом слое. Это, даже в условиях использования абразивных порошков достаточно большой зернистости (63-125 мкм), обеспечивает шероховатость поверхности до R_a=1,0-2,0 мкм.In addition, liquid glass, due to the presence of free ions in an aqueous solution, binds the destructive products of the reaction formed on the metal that are formed in the treated layer. This, even under the conditions of using abrasive powders of sufficiently large granularity (63-125 μm), provides a surface roughness of up to R _a = 1.0-2.0 μm.

Предлагаемый состав абразивно-притирочного материала позволяет вести промывку деталей от его остатков нейтральным, не вызывающим коррозии, раствором, например водой, так как все входящие в состав притирочного материала органические и неорганические компоненты растворимы в воде. Кроме того, жидкое стекло, входящее в абразивно-притирочный материал, является гидрофильным веществом, улучшающим моющее действие воды. The proposed composition of the abrasive-grinding material allows washing parts from its residues with a neutral, non-corrosive, solution, for example water, since all organic and inorganic components included in the grinding material are soluble in water. In addition, liquid glass included in the abrasive-lapping material is a hydrophilic substance that improves the washing action of water.

Для получения абразивно-притирочного материала и проверки его свойств с различными соотношениями ингредиентов были приготовлены и испытаны три состава:
I состав, мас. Абразивный порошок 65 (карбид кремния зе- леный зернистостью 100 мкм) Эмульсол (ЭГТ) 25 Жидкое стекло 10 II состав, мас. Абразивный порошок (карбид кремния зеле- ный зернистостью 100 мкм) 55 Эмульсол (ЭГТ) 30 Жидкое стекло 15 III состав, мас. Абразивный порошок (карбид кремния зе- леный зернистостью 100 мкм) 60 Эмульсол (ЭГТ) 27,5 Жидкое стекло 12,5
Результаты испытаний по взаимной притирке уплотнений из стальных и чугунных деталей с припуском 200мкм при усилии прижима деталей 600 Н приведены в таблице.To obtain an abrasive-grinding material and to check its properties with different ratios of ingredients, three compositions were prepared and tested:
I composition, wt. Abrasive powder 65 (silicon carbide green with a granularity of 100 microns) Emulsol (EGT) 25 Liquid glass 10 II composition, wt. Abrasive powder (green silicon carbide with a granularity of 100 microns) 55 Emulsol (EGT) 30 Liquid glass 15 III composition, wt. Abrasive powder (green silicon carbide with a granularity of 100 microns) 60 Emulsol (EGT) 27.5 Liquid glass 12.5
The results of tests on the mutual grinding of seals from steel and cast iron parts with an allowance of 200 μm with a clamping force of parts of 600 N are given in the table.

Абразивно-притирочный материал готовят следующим образом. Abrasive grinding material is prepared as follows.

Смешивают эмульсол в заданной пропорции с жидким стеклом, в полученную смесь всыпают заданное количество абразивного порошка и перемешивают ее до образования однородной массы. Emulsol is mixed in a predetermined proportion with liquid glass, a predetermined amount of abrasive powder is poured into the resulting mixture and mixed until a homogeneous mass is formed.

В готовом виде абразивно-притирочный материал представляет собой мазеобразную массу, которая хорошо намазывается на притираемые поверхности, обладает стабильностью и повышенной стойкостью к высыханию. Остатки притирочного материала с обработанных деталей хорошо удаляются промывкой в моечной машине. In finished form, the abrasive-grinding material is a greasy mass, which is well spread on the grinding surfaces, has stability and increased resistance to drying. Residues of grinding material from the machined parts are well removed by washing in a washer.

Предлагаемый состав абразивно-притирочного материала может использоваться при притирке или взаимной притирке металлических деталей в условиях, требующих съема повышенных припусков до 150-200 мкм. The proposed composition of the abrasive lapping material can be used for grinding or mutual grinding of metal parts in conditions requiring removal of increased allowances up to 150-200 microns.

П р и м е р реализации. Бортовой редуктор тракторов Т-170-01 содержит торцовые многоконтурные гребенчатые уплотнения, служащие для предохранения утечки масла. Уплотнение состоит из двух дисков: стального и чугунного, на торцах которых выполнены концентрические конические кольцевые канавки. При монтаже уплотнений выступы одного диска входят во впадины второго, образуя лабиринт. PRI me R implementation. The on-board gearbox of the T-170-01 tractors contains mechanical multi-circuit comb seals that serve to prevent oil leakage. The seal consists of two discs: steel and cast iron, on the ends of which concentric conical annular grooves are made. When mounting seals, the protrusions of one disk enter the hollows of the second, forming a maze.

Для надежности работы уплотнения окончательную обработку профиля кольцевых канавок выполняют путем взаимной механизированной притирки обоих дисков. For the reliability of the seal, the final processing of the profile of the annular grooves is performed by mutual mechanized grinding of both disks.

После окончательной обработки уплотнения проходят проверку на герметичность с помощью дизельного топлива на специальном стенде. After final processing, the seals are tested for leaks using diesel fuel on a special stand.

Особенностью операции взаимной притирки гребенчатых дисков является необходимость снятия увеличенных припусков металла из-за сложности изготовления одинаковых по размерам и круглости концентричных канавок на сопрягаемых дисках при токарной обработке. A feature of the mutual grinding operation of the comb discs is the need to remove increased metal allowances due to the difficulty of manufacturing concentric grooves of the same size and roundness on the mating discs during turning.

Для снятия увеличенных припусков до 150-200 мкм при взаимной притирке дисков необходимо использовать абразивный порошок из карбида кремния зеленого зернистостью не менее 5-10 с размерами зерен 63-125 мкм. Для притирки использовалась смесь указанного абразивного порошка с индустриальным маслом в пропорции соответственно 60 и 40%
После притирки с обеспечением шероховатости поверхностей R_a=2,5-5 мкм уплотнения проходили промывку в керосине и моечной машине, а затем проверку на герметичность. При этом возврат деталей пос ле проверки на герметичность составлял 20-30%
При использовании предлагаемого абразивно-притирочного материала время взаимной притирки дисков сократилось в 1,6 раза с 8 до 5 мин, шероховатость притертых поверхностей уменьшилась до R_a=1-2 мкм.To remove the increased allowances up to 150-200 microns with mutual grinding of the disks, it is necessary to use abrasive powder made of green silicon carbide with a grain size of at least 5-10 with grain sizes of 63-125 microns. For grinding used a mixture of the specified abrasive powder with industrial oil in a proportion of 60 and 40%, respectively
After lapping with ensuring surface roughness R _a = 2.5-5 μm, the seals were washed in kerosene and a washing machine, and then checked for leaks. In this case, the return of parts after checking for leaks was 20-30%
When using the proposed abrasive-grinding material, the time of mutual grinding of the discs decreased 1.6 times from 8 to 5 minutes, the surface roughness decreased to R _a = 1-2 μm.

После притирки отпала необходимость промывки деталей в керосине. Возврат деталей после проверки на герметичность не превышает 0,5-1% Наблюдения, проводившиеся за предлагаемым абразивно-притирочным материалом в течение 15 рабочих смен, показали, что он обладает стабильностью, не расслаивается и не высыхает. After lapping, there was no need to wash parts in kerosene. The return of parts after checking for leaks does not exceed 0.5-1%. Observations of the proposed abrasive-grinding material for 15 work shifts showed that it is stable, does not delaminate and does not dry out.

Использование предложенного абразивно-притирочного материала дает возможность повысить производительность и качество притирки, облегчить последующую промывку деталей. Using the proposed abrasive lapping material makes it possible to increase the performance and quality of lapping, to facilitate subsequent washing of parts.

Claims

Abrasive-grinding composition for processing metal parts, containing abrasive powder and a liquid base, characterized in that as an abrasive powder it contains green silicon carbide with a granularity of 63 125 μm and emulsol and liquid glass as a liquid base in the following ratio of components, wt.

Green Silicon Carbide 55 65
Emulsol 25 30
Liquid glass 10 15