RU2078789C1

RU2078789C1 - Covered polishing material

Info

Publication number: RU2078789C1
Application number: RU93030237A
Authority: RU
Inventors: Борис Лаврентьевич Фисенко
Original assignee: Борис Лаврентьевич Фисенко
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1997-05-10

Abstract

FIELD: abrasives. SUBSTANCE: covered polishing material for manufacturing abrasive tools with organic binder contains abrasive grains based on aluminium α-oxide (96-99 wt %) covered with disperse substance having lamellar crystalline lattice (0.3-3.0 wt %) and polymer binder (to 100 %). EFFECT: improved abrasive characteristics. 1 tbl

Description

Изобретение относится к составам покрытия зерна шлифовальных материалов и может быть использовано при покрытии зерна шлифовального материала на основе α -оксида алюминия. The invention relates to compositions for coating grain of grinding materials and can be used for coating grain of grinding material based on α -alumina.

Известен покрытый шлифовальный материал, включающий абразовное зерно на основе a-окиси алюминия, в качестве покрытия магнетит, а в качестве связующего поливинилацетатную эмульсию или фенолформальдегидную смолу (а.с. СССР N 815017, кл. C 09 K 3/14, 1981). Known coated grinding material, including abrasive grain based on a-alumina, as a coating magnetite, and as a binder, a polyvinyl acetate emulsion or phenol-formaldehyde resin (AS USSR N 815017, class C 09 K 3/14, 1981).

Магнетит (Fe₃O₄), являющийся типичным представителем ферромагнетиков, дает возможность увеличить удельную магнитную восприимчивость шлифовального материала в 50-70 раз. Увеличение магнитной восприимчивости позволяет производить ориентацию зерна шлифовального материала при изготовлении с использованием электромагнитных способов ориентации зерна абразивного инструмента и за счет этого повысить его эксплуатационные показатели.Magnetite (Fe ₃ O ₄ ), which is a typical representative of ferromagnets, makes it possible to increase the specific magnetic susceptibility of grinding material by 50-70 times. The increase in magnetic susceptibility allows the orientation of the grain of the grinding material in the manufacture using electromagnetic methods of orientation of the grain of the abrasive tool and thereby improve its performance.

Однако само покрытие зерна шлифовального материала не оказывает существенного влияния на величину эксплуатационных показателей абразивного инструмента, изготовленного на его основе.При эксплуатации абразивного инструмента между покрытым зерном шлифовального материала и обрабатываемой поверхностью возникают большие силы трения, приводящие к повышению температуры в зоне резания, выгоранию связки и наплавлению (наростообразованию) обрабатываемого материала на зерне шлифматериала, что приводит к засаливанию абразивного инструмента и снижению его режущей способности и стойкости. However, the coating of the grain of the grinding material itself does not significantly affect the performance of the abrasive tool made on its basis. When using the abrasive tool, large friction forces arise between the coated grain of the grinding material and the surface to be treated, leading to an increase in temperature in the cutting zone, burnout burnout and deposition (build-up) of the processed material on the grain of the grinding material, which leads to the salting of the abrasive tool and reducing its cutting ability and toughness.

Известен покрытый шлифовальный материал, содержащий, мас. Known coated grinding material containing, by weight.

абразивное зерно 60,0 -90,0
дисульфид молибдена 0,05 -0,8
связующее остальное до 100
(а.с. СССР N 664984, кл.C 09 K 3/14, 1979).abrasive grain 60.0 -90.0
molybdenum disulfide 0.05-0.8
binding rest up to 100
(A.S. USSR N 664984, class C 09 K 3/14, 1979).

Известный покрытый шлифовальный материал по сравнению с ранее рассмотренными обладает более высокими потребительскими свойствами. Дисульфидмолибдена, представляющий из себя материал со слоистой кристаллической решеткой, обладает хорошими смазывающими свойствами, что способствует снижению склонности к "засаливанию" абразивного инструмента, изготовленного на его основе, и повышению его эксплуатационных показателей. Known coated grinding material in comparison with the previously considered has higher consumer properties. Molybdenum disulfide, which is a material with a layered crystal lattice, has good lubricating properties, which helps to reduce the tendency to "grease" an abrasive tool made on its basis, and increase its performance.

Однако содержание на поверхности зерна покрытого шлифовального материала большого количества связующего (9,2 29,2 мас.) приводит к повышенной толщине пленочного покрытия, его растрескиванию и осыпаемости с поверхности зерна (шелушению), что препятствует внедрению данного технического решения в абразивную промышленность. However, the content on the grain surface of the coated grinding material of a large amount of binder (9.2 29.2 wt.) Leads to an increased thickness of the film coating, its cracking and shedding from the grain surface (peeling), which impedes the implementation of this technical solution in the abrasive industry.

Известен покрытый шлифовальный материал включающий 90 мас. абразивного зерна, в качестве покрытия натуральный графит и в качестве связующего - органическое связующее (пат. США N 3309183, кл.C 09 K 3/14 (51 - 298),1967)
Известный покрытый шлифовальный материал обладает по сравнению с ранее рассмотренными наиболее высокими потребительскими свойствами. Натуральный графит также представляет из себя материал со слоистой кристаллической решеткой и соответственно также обладает хорошими смазывающими свойствами. Абразивный инструмент, изготовленный на основе покрытого шлифовального материала, обладает низкой склонностью к "засаливанию", высокой стойкостью и низкой теплонапряженностью процесса шлифования. На поверхностях изделий после шлифования отсутствуют следу прижегов.Known coated grinding material comprising 90 wt. abrasive grain, natural graphite as a coating and an organic binder as a binder (US Pat. No. 3,309,183, class C 09 K 3/14 (51 - 298), 1967)
The well-known coated grinding material has, in comparison with the previously considered highest consumer properties. Natural graphite is also a material with a layered crystal lattice and, accordingly, also has good lubricating properties. An abrasive tool made on the basis of a coated grinding material has a low tendency to "salting", high resistance and low heat stress of the grinding process. After grinding, there are no trace of burns on the surfaces of the products.

Однако количество связующего в известном покрытом шлифовальном материале остается еще довольно высоким. Из-за повышенной толщины пленочное покрытие на поверхности зерна склонно к осыпаемости. В связи с тем, что при изготовлении абразивного инструмента на поверхность покрытого зерна также наносится связующее, толщина покрытия на зерне возрастает и достигает значительной величины, приводящей к снижению прочности закрепления зерна шлифовального материала в абразивном круге и выравниванию его из поверхности абразивного круга не выработав ресурса, особенно при шлифовании на повышенных режимах. However, the amount of binder in the known coated grinding material is still quite high. Due to the increased thickness, the film coating on the grain surface is prone to flaking. Due to the fact that in the manufacture of an abrasive tool a binder is also applied to the surface of the coated grain, the coating thickness on the grain increases and reaches a significant value, which leads to a decrease in the strength of fixing the grain of the grinding material in the abrasive wheel and its alignment from the surface of the abrasive wheel without producing a resource, especially when grinding at high speeds.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных показателей абразивного инструмента. The aim of the invention is to increase the operational performance of the abrasive tool.

Поставленная цель достигается тем, что покрытый шлифовальный материал, содержащий абразивное зерно на основании a оксида алюминия с покрытием из дисперсного вещества со слоистой кристаллической решеткой с полимерным связующим, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. This goal is achieved in that the coated grinding material containing abrasive grain based on a alumina coated with a dispersed substance with a layered crystal lattice with a polymer binder, it contains components in the following ratio, wt.

абразивное зерно на основе a оксида алюминия 96-99
вещество с слоистой кристаллической решеткой 0,3 3,0
полимерное связующее остальное
В качестве вещества со слоистой кристаллической решеткой применяют дисульфид молибдена, графит, нитрид бора, цирхлор (ZrCl) и другие материалы.Alumina abrasive grain 96-99
a substance with a layered crystal lattice 0.3 3.0
polymer binder the rest
As a substance with a layered crystal lattice, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, zirchlor (ZrCl) and other materials are used.

Абразивный инструмент, изготовленный с применением зерна шлифовального материала, имеющего в качестве покрытия вещество со слоистой кристаллической решеткой в количестве 0,3 -3,0 мас. имеет по сравнению с известным более высокие эксплуатационные показатели. An abrasive tool made using a grain of grinding material, having as a coating a substance with a layered crystal lattice in an amount of 0.3-3.0 wt. compared with the known higher performance.

При эксплуатации абразивного инструмента между покрытым зерном шлифовального материала и обрабатываемой поверхностью возникающие силы трения по сравнению с известным значительно ниже наплавления (наростообразования) обрабатываемого материала на зерне шлифматериала не наблюдается. Не наблюдается выгорания связки и засаливания абразивного инструмента. Все это способствует повышению режущей способности и стойкости абразивного инструмента. Хорошие смазывающие свойства вещества со слоистой кристаллической решеткой объединяются строением кристаллической решетки. В процессе шлифования под действием сил резания без значительных энергетических затрат происходит взаимное перемещение (сдвиг) чешуйчатых слоев твердой смазки. Наиболее хорошими смазывающими свойствами обладают цирхлор и дисульфид молибдена, несколько ниже натрид бора и графит. During the operation of an abrasive tool between the coated grain of the grinding material and the surface to be treated, the resulting friction forces are not observed significantly lower than the deposition (build-up) of the processed material on the grain of the grinding material. No burnout of the ligament and salting of the abrasive tool is observed. All this helps to increase the cutting ability and durability of the abrasive tool. The good lubricating properties of a substance with a layered crystal lattice are combined by the structure of the crystal lattice. In the grinding process under the influence of cutting forces without significant energy costs, there is a mutual movement (shift) of scaly layers of solid lubricant. The best lubricating properties are possessed by circhlor and molybdenum disulfide, slightly lower than boron sodium and graphite.

Пример 1. В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия марки 38А6-О зернистостью 250-Н (2,5 мм нормального рассева) в количестве 960Г, залили в мешалку 10 г бакелитового лака СБС-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку 30 г дисульфида молибдена крупность, менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 1. In a laboratory paddle stirrer was filled with a grinding wheel based on a alumina grade 38A6-O with a grain size of 250-N (2.5 mm normal sieving) in an amount of 960 g, 10 g of SBS-1 bakelite varnish were poured into the mixer, and stirring was carried out for 3 min Poured into the mixer 30 g of molybdenum disulfide particle size, less than 0.05 mm and stirred for 5 minutes.

Пример 2. В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия мерки 38А6-О зернистостью 250-Н в количестве 990 г, залили в мешалку 7 г бакелитового лака СБС-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку природного графита крупностью менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 2. In a laboratory paddle stirrer was filled with a grinder based on a alumina of measure 38A6-O with a grain size of 250-N in an amount of 990 g, 7 g of SBS-1 bakelite varnish were poured into the mixer, and stirring was performed for 3 min. Natural graphite was poured into the mixer with a particle size of less than 0.05 mm and stirring was performed for 5 minutes.

Пример 3. В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия марки 38А6-О зернистостью 250-Н в количестве 977 г, залили в мешалку 8 г бакелитового лака СБС-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку 15 г дисульфида молибдена крупностью менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 3. In a laboratory paddle stirrer was filled with a grinder based on a alumina grade 38A6-O with a grain size of 250-N in an amount of 977 g, 8 g of SBS-1 bakelite varnish were poured into the mixer, and stirring was carried out for 3 min. 15 g of molybdenum disulphide with a particle size of less than 0.05 mm were poured into the mixer and stirring was carried out for 5 minutes.

Пример 4. В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия марки 38А6-О зернистостью 250-Н в количестве 950 г, залили в мешалку 15 г бакелитового лака СБС-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку 35 г природного графита крупностью менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 4. In a laboratory paddle stirrer was filled with a grinder based on a alumina of grade 38A6-O with a grain size of 250-N in an amount of 950 g, 15 g of SBS-1 bakelite varnish were poured into the mixer, and stirring was carried out for 3 min. 35 g of natural graphite with a particle size of less than 0.05 mm were poured into the mixer and mixed for 5 minutes.

Пример 5. В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия марки 38А6-О зернистостью 250-Н в количестве 992 г, залили в мешалку 6,0 г бакелитового лака СБС-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку 2 г дисульфата молибдена крупностью менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 5. In a laboratory paddle stirrer was filled with a grinder based on a alumina grade 38A6-O with a grain size of 250-N in an amount of 992 g, 6.0 g of SBS-1 bakelite varnish were poured into the mixer, and stirring was carried out for 3 min. 2 g of molybdenum disulfate with a particle size of less than 0.05 mm were poured into the mixer and mixed for 5 minutes.

Пример 6. В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия марки 38А6-О зернистостью 250-Н в количестве 975 г, залили в мешалку 9 г метилолполиамидного клея марки МПФ-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку 16 г дисульфата молибдена крупностью менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 6. In a laboratory paddle stirrer was filled with a grinder based on a alumina of grade 38A6-O with a grain size of 250-N in an amount of 975 g, 9 g of methyl-polyamide adhesive grade MPF-1 were poured into the stirrer and stirring was carried out for 3 min. 16 g of molybdenum disulfate with a particle size of less than 0.05 mm were poured into the mixer and stirring was carried out for 5 minutes.

Пример 7 (известный). В лабораторную лопастную мешалку засыпали шлифзерно на основе a оксида алюминия марки 38А6-О зернистостью 250-Н в количестве 900 г, залили в мешалку 65 г бакелитового лака СБС-1 и произвели перемешивание в течение 3 мин. Засыпали в мешалку 35 г природного графита крупностью менее 0,05 мм и произвели перемешивание в течение 5 мин. Example 7 (known). 900 g of aluminum oxide grade 38A6-O were added to a laboratory paddle mixer with a grit of 250-N in a quantity of 900 g, 65 g of SBS-1 bakelite varnish were poured into the mixer, and stirring was carried out for 3 min. 35 g of natural graphite with a particle size of less than 0.05 mm were poured into the mixer and mixed for 5 minutes.

Все образцы поместили в камерный бакелизатор и произвели термическую обработку при температуре 160^oC в течение 2 ч. Образцы зерна покрытого шлифматериала опытов NN 1,2,3,6 имели по внешнему виду равномерное покрытие поверхности и сохраняли сыпучее состояние. В образцах по примеру 4 наблюдалось спекание зерен в спеки, при разрушении которых разделение зерен происходило с отрывом пленки покрытия от поверхности абразивного зерна. В образцах по примеру 5 наблюдалось неполное (островное) покрытие поверхности зерна. В образцах по примеру 7 наблюдались более крупные и прочные спеки, после разрушения которых до 50% поверхности зерна оголилось.All samples were placed in a chamber bakelizer and heat treated at a temperature of 160 ^° C for 2 hours. The grain samples of the coated grinding material of experiments NN 1,2,3,6 had a uniform surface coating in appearance and maintained a loose state. In the samples of example 4, sintering of grains into specs was observed, upon destruction of which the separation of the grains occurred with separation of the coating film from the surface of the abrasive grain. In the samples of example 5, an incomplete (island) coating of the grain surface was observed. In the samples of example 7, larger and stronger specs were observed, after the destruction of which up to 50% of the grain surface was exposed.

Из каждого из образцов по действующему технологическому процессу изготовили лабораторные образцы обдирочных кругов ПП200 х 20 х 76 горячего прессования по 2 образца каждого примера. Температура нагревательных плит находилась в пределах 165 170^oC, давление при прессовании 300 -350 кгс/см², время выдержки при прессовании 20 мин.From each of the samples, according to the current technological process, laboratory samples of hot grinding wheels PP200 x 20 x 76 were made, 2 samples of each example. The temperature of the heating plates was in the range of 165-170 ^° C., the pressure during pressing was 300-350 kgf / cm ² , and the holding time during pressing was 20 minutes.

Готовые лабораторные образцы кругов подвергли испытаниям на механическую прочность и эксплуатационным испытаниях с целью определения эксплуатационных показателей: коэффициента шлифования по массе и режущей способности. Коэффициент шлифования определялся как отношение массы сошлифованного металла к массе израсходованного круга. Режущая способность определялась как отношение массы сошлифованного металла к затраченному на шлифование времени. Шлифовке подвергалась нержавеющая сталь марки Х18Н10Т. Результаты испытаний сведены в таблицу. Finished laboratory samples of the wheels were subjected to mechanical strength tests and performance tests to determine performance indicators: grinding coefficient by weight and cutting ability. The grinding coefficient was determined as the ratio of the mass of polished metal to the mass of the used circle. Cutting ability was defined as the ratio of the mass of polished metal to the time spent on grinding. Grinding was subjected to stainless steel grade X18H10T. The test results are summarized in table.

Как видно из данных таблицы, образцы абразивных кругов, изготовленных из покрытого шлифовального материала с использованием изобретения, по сравнению с известным имеют не менее чем на 7,05% более высокую режущую способность и не менее чем на 70% более высокий коэффициент шлифования. Применение покрытия массой менее 0,3% приводит к неполному (островному) покрытию шлифовального материала и снижению действия покрытия. Применение покрытия массой более 3% приводит к образованию спеков зерна в процессе термической обработки и осыпаемости (шелушению) покрытия. As can be seen from the table, samples of abrasive wheels made of coated grinding material using the invention, in comparison with the known, have at least 7.05% higher cutting ability and at least 70% higher grinding coefficient. The use of a coating weighing less than 0.3% leads to an incomplete (island) coating of the grinding material and a decrease in the effect of the coating. The use of coatings weighing more than 3% leads to the formation of cakes of grain in the process of heat treatment and peeling (peeling) of the coating.

Покрытый шлифовальный материал согласно изобретению пригоден для производства абразивного инструмента на органических связках (бакелитовой, вулканитовой) и шлифовальной шкурки на всех видах основ и связующих и может быть использован абразивными заводами выпускающими указанный инструмент. Coated grinding material according to the invention is suitable for the production of abrasive tools on organic binder (bakelite, volcanic) and grinding sand on all types of substrates and binders and can be used by abrasive plants producing the specified tool.

Claims

Coated grinding material containing abrasive grain based on alpha alumina coated with a dispersed substance with a layered crystal lattice with a polymer binder, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.

Alpha Alumina Abrasive Grain 96 99
Substance with a layered crystal lattice 0.3 3.0
Polymer binder