RU2121425C1 - Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов - Google Patents
Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121425C1 RU2121425C1 RU96120003A RU96120003A RU2121425C1 RU 2121425 C1 RU2121425 C1 RU 2121425C1 RU 96120003 A RU96120003 A RU 96120003A RU 96120003 A RU96120003 A RU 96120003A RU 2121425 C1 RU2121425 C1 RU 2121425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon black
- mineral filler
- parts
- weight
- diamond
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Алмазный инструмент предназначен для механической обработки неметаллических материалов, например оптического стекла, технической керамики, графитизированного карбида кремния, синтетического и природного камней. Для обеспечения эффективной обработки указанных материалов инструмент в определенном соотношении содержит диеновый синтетический каучук (100 мас.ч.), органический пероксид (1-5 мас .ч.), алмазный порошок (5-80 мас.ч.), а также минеральный наполнитель и технический углерод (5-60 мас.ч.). При этом соотношение минерального наполнителя (5-55 мас. ч.), а технического углерода (55-5 мас.ч.). 2 табл.
Description
Изобретение относится к инструментам для механической обработки изделий, а более точно - к алмазному инструменту для обработки неметаллических материалов.
Изобретение может быть использовано для механической обработки оптического стекла, технической керамики, графитизированного карбида кремния, синтетических и природных камней и других неметаллических материалов.
Известен состав алмазного инструмента [авторское свидетельство СССР N 757301, кл. B 24 B 13/00, 1978], состоящий из бутадиеннитрильного каучука (100 мас. ч. ), в котором в качестве вулканизирующего агента используется сера (1-2 мас. ч.), в качестве ускорителей вулканизации - каптакс (1-2 мас. ч. ) и тиурам (0,3-1,0 мас.ч.), активатора вулканизации - окись цинка (3-5 мас. ч.), пластификаторов - дибутилфталата (25-35 мас.ч.) и стеарата кальция (1.0-1.5 мас. ч.). В композицию входит также пульвербакелит (10-20 мас.ч.), который используется в качестве адгезионной добавки и поливинилхлорид (50-60 мас. ч.) для повышения износостойкости, стойкости к старению и формируемости связки. Такой инструмент позволяет получать высокую чистоту обрабатываемой поверхности (для оптической керамики Re=0.020 мкм) при относительно высокой производительности обработки.
Однако наличие серной вулканизирующей группы и большого количества поливинилхлорида и пластификаторов обуславливает низкую теплостойкость инструмента, что при высокой эластичности делает его практически непригодным для обработки деталей с высокими требованиями к геометрической точности исполнительных поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является алмазный инструмент [патент Российской федерации N 2038944, кл. B 24 D 3/22, 1992], состоящий из диенового синтетического каучука (100 мас.ч.), антифрикционой добавки (3-15 мас.ч.), органического пероксида (1-5 мас.ч.), используемого в качестве вулканизующего агента минерального наполнителя (5-60 мас. ч. ) и алмазного микропорошка (5-15 мас.ч.).Такой алмазный инструмент при условии его термовулканизации обеспечивает получение шлифованных поверхностей с предельно низкими значениями шероховатости при высокой износостойкости и стабильности формы алмазного инструмента.
Однако такие инструменты эффективно работают только при финишной обработке (при использовании микропорошков алмазов) определенных марок оптических стекол, таких как силикатные стекла, а также некоторых видов природных и искусственных камней, например синтетического гранита. При обработке же, например, свинецсодержащих стекол, а также природных камней группы мраморов, наблюдается быстрый износ инструмента, а более твердых материалов, таких как боролантанные стекла, плавленый кварц и природные камни группы гранитов - низкая работоспособность и быстрая засаливаемость инструмента. Это объясняется тем, что сочетание в таких составах минерального наполнителя и антифрикционной добавки приводит к жесткой, нерегулируемой структуре, которая не дает возможности варьировать свойствами инструментов. Этот фактор тем самым ограничивает эффективное использование инструмента при обработке материалов, обладающих различными свойствами и применение алмазных шлифовальных порошков для ранних стадий обработки материалов.
В основу изобретения положена задача создать алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов, который за счет изменения его состава обеспечивал бы эффективную обработку материалов с различными физико-механическими свойствами и составами, а также его применение на различных стадиях обработки.
Поставленная задача решается тем, что алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов, содержащий алмазный порошок, диеновый синтетический каучук, органический пероксид и минеральный наполнитель, согласно изобретению дополнительно содержит технический углерод.
Целесообразно, чтобы состав алмазного инструмента содержал компоненты, мас.ч.:
Диеновый синтетический каучук - 100
Органический пероксид - 1-5
Минеральный наполнитель и технический углерод - 5-60
Алмазный порошок - 5-80
Необходимо минеральный наполнитель и технический углерод брать в соотношении, мас.ч.:
Минеральный наполнитель - 5-55
Технический углерод - 55-5
Введение технического углерода, общий состав алмазного инструмента, а также соотношение минерального наполнителя и технического углерода обеспечивает изготовление инструментов, обладающих необходимым комплексом свойств для механической обработки различных неметаллических материалов, в том числе различных марок синтетических стекол с высокими параметрами работоспособности, износостойкости и формостойкости, низкими значениями шероховатости и глубиной нарушенного слоя обрабатываемой поверхности на различных стадиях механической обработки.
Диеновый синтетический каучук - 100
Органический пероксид - 1-5
Минеральный наполнитель и технический углерод - 5-60
Алмазный порошок - 5-80
Необходимо минеральный наполнитель и технический углерод брать в соотношении, мас.ч.:
Минеральный наполнитель - 5-55
Технический углерод - 55-5
Введение технического углерода, общий состав алмазного инструмента, а также соотношение минерального наполнителя и технического углерода обеспечивает изготовление инструментов, обладающих необходимым комплексом свойств для механической обработки различных неметаллических материалов, в том числе различных марок синтетических стекол с высокими параметрами работоспособности, износостойкости и формостойкости, низкими значениями шероховатости и глубиной нарушенного слоя обрабатываемой поверхности на различных стадиях механической обработки.
Алмазный инструмент согласно изобретению содержащий алмазный порошок, диеновый синтетический каучук, органический пероксид, минеральный наполнитель и технический углерод, причем минеральный наполнитель и технический углерод берут в определенном соотношении в зависимости от свойств обрабатываемого материала и стадии обработки (зернистости алмазного порошка).
Для изготовления алмазного инструмента согласно изобретению берут диеновый синтетический каучук, например бутадиеннитрильный каучук (100 мас.ч.), органический пероксид, например дикумилпероксид (0,5-5 мас.ч.), минеральный наполнитель (5-60 мас.ч.), например диоксид кремния и технический углерод и алмазный порошок, например размером 28-40 мкм (5-80 мас.ч.),
При этом минеральный наполнитель и технический углерод берут в соотношении мас.ч.:
Минеральный наполнитель - 5-55
Технический углерод - 55-5
Готовят композицию путем смешения компонентов на вальцах. Затем композицию вулканизуют в пресс-форме под давлением и термообрабатывают в свободном состоянии при температуре 280-300oC.
При этом минеральный наполнитель и технический углерод берут в соотношении мас.ч.:
Минеральный наполнитель - 5-55
Технический углерод - 55-5
Готовят композицию путем смешения компонентов на вальцах. Затем композицию вулканизуют в пресс-форме под давлением и термообрабатывают в свободном состоянии при температуре 280-300oC.
Введение в состав композиции активного технического углерода существенно изменяет структурные свойства материала за счет образования углерод-каучукового геля и образования цепочечных структур частиц технического углерода. Это приводит к увеличению прочностных свойств, износостойкости и теплостойкости инструментов. Использование минеральных наполнителей в составах алмазных инструментов как малоактивных наполнителей приводит в основном лишь к увеличению твердости, и в некоторых случаях указанные наполнители могут выполнять роль дополнительного абразива. Технический углерод как структурообразующий компонент ответствен за свойства композиций.
При увеличении содержания минерального наполнителя повышается твердость композита и его износостойкость, но при этом увеличивается склонность инструмента к "засаливаемости". Увеличение количества технического углерода приводит к повышению работоспособности алмазного инструмента, но при этом понижается его износостойкость. Оптимальное соотношение минерального наполнителя и технического углерода в составе алмазного инструмента определяет необходимый комплекс свойств для обработки тех или иных материалов на различных стадиях обработки.
Необходимо отметить, что такие зависимости наблюдаются при условии перекисной вулканизации с дополнительной термообработкой инструмента при высокой температуре, когда происходит образование углерод-углеродных межмолекулярных связей в композите с высокой густотой вулканизационной сетки.
Таким образом, достижение комплекса оптимальных свойств алмазных инструментов на основе термовулканизованных эластомерных композиций находится в зависимости от соотношения доли малоактивного жесткого наполнителя, приводящего к увеличению твердости инструмента и технического углерода, влияющего на микроструктуру композита. Изменяя это соотношение, можно в широких пределах изменять свойства указанных композитов и тем самым регулировать параметры работоспособности алмазных инструментов, в том числе использовать в инструментах не только микропорошки алмазов, но и порошки более крупных зернистостей (до 400 мкм) для ранних стадий обработки материалов. Кроме того, технический углерод в термовулканизованных алмазных инструментах на основе каучуков выполняет роль твердой смазки, что приводит к снижению коэффициента трения при обработке и уменьшает теплообразование в зоне трущихся поверхностей.
Пример 1. Алмазный инструмент готовят следующим образом: на резиносмесительных вальцах производят смешение бутадиен-нитрильного каучука с 40%-ным содержанием нитрила акриловой кислоты (100 мас.ч.) (табл.1), дикумилпироксида (2 мас. ч.), диоксида кремния с размером частиц 40-80 мкм (20 мас. ч.), технического углерода (15 мас.ч.), алмазного порошка с размером зерен 28 - 40 мкм (20 мас.ч.). Полученную смесь загружают в пресс-форму, формируют на гидравлическом прессе и выдерживают под давлением 5± 0.2 МПа при температуре 150±5oC в течение 15 мин. Полученные эластичные заготовки помещают в сушильный шкаф и подвергают термообработке в свободном состоянии при температуре 300oC в течение 4 ч.
Инструменты испытывали по методу свободного притира на плоскошлифовальном станке. В ходе испытаний обрабатывали заготовки из оптических стекол разных марок и других материалов, указанных в табл.2. Диаметр заготовок 75 мм, частота вращения шпинделя - 700 об/мин, удельное давление на инструмент - 1 кг/см2, время цикла обработки - 60 с. Результаты испытаний представлены в табл.2.
Примеры 2-15. В табл. 1 приведены составы композиций для приготовления алмазных инструментов, отличающихся соотношением содержания минерального наполнителя и технического углерода, природой компонентов, а также зернистостью алмазного порошка. Методика получения, термообработки и испытаний алмазных инструментов аналогичнa описанным в примере 1. Причем в табл.2 указаны следующие параметры работоспособности инструментов: L - съем материала в мкм в минуту; h - относительный износ инструмента в %; Ra - получаемая шероховатость поверхности в мкм.
В примерах 1, 2 показана работоспособность инструментов с алмазными порошками зернистостью 28 - 40 и 10 - 14 мкм. Из табл.2 видно, что такие инструменты эффективно работают на стеклах средней (силикатные) и низкой (свинецсодержащие) твердости, а также плавленом кварце и синтетическом граните.
Различное соотношение минерального наполнителя и технического углерода по-разному влияет на параметры работоспособности инструментов при обработке различных материалов (примеры 3 - 5). Высокое содержание минерального наполнителя при небольшом количестве технического углерода оптимально для обработки материалов с высокой хрупкостью и низкими прочностными свойствами, таких как свинецсодержащие стекла и доломит.
Высокое содержание технического углерода при низком содержании минерального наполнителя благоприятно влияет на обработку боролантанных стекол и синтетического гранита. Примерно равное количество минерального наполнителя и технического углерода позволяет эффективно обрабатывать кварц и техническую керамику.
Совместное введение минерального наполнителя и технического углерода позволяет применять шлифовальные порошки алмазов для достаточно грубой обработки материалов с достаточной производительностью при относительно низком износе инструмента (примеры 6, 7).
Введение наполнителей в композицию на основе диеновых каучуков и перекисной вулканизирующей группы свыше 60 мас.ч. (примеры 8, 9) затруднительно из-за чрезмерного разогрева композиции при перемешивании и склонности к подвулканизации смеси. Кроме того, при большом содержании минерального накопителя повышается "засаливаемость" инструмента, а при большом содержании технического углерода низка его износостойкость.
Недостаточное количество органического пероксида (дикумилпероксида) (пример 13) не дает возможности получить качественную заготовку инструмента из-за недовулканизации смеси, а его избыток (пример 14) приводит к большой твердости заготовки, которую затруднительно извлечь из пресс-формы.
Применение диенового каучука другой природы, например бутадиенового (пример 10), не сильно влияет на работоспособность инструментов, так же как и пользование дибутилпероксида в качестве вулканизующего агента (пример 11).
Замена диоксида кремния на оксид циркония (пример 12) позволяет с большей эффективностью обрабатывать твердые материалы, так же как боролантанные стекла и техническую керамику.
Недостаточное количество алмазного порошка приводит к быстрой потере работоспособности инструмента (пример 15), а его содержание свыше 80 мас.ч. нецелесообразно из-за экономических соображений и не дает эффекта повышения показателей работоспособности.
Таким образом, заявляемый алмазный инструмент может эффективно использоваться при обработке различных материалов. Из табл. 2 видно, что путем подбора различного соотношения минерального наполнителя и технического углерода можно использовать оптимальный состав для обработки того или иного неметаллического материала.
Claims (1)
- Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов, содержащий алмазный порошок, диеновый синтетический каучук, органический пероксид и минеральный наполнитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит технический углерод при следующем соотношении компонентов в мас.ч.:
Диеновый синтетический каучук - 100,0
Органический пероксид - 0,5 - 5,0
Минеральный наполнитель и технический углерод - 5,0 - 60,0
Алмазный порошок - 5,0 - 80,0
причем минеральный наполнитель и технический углерод берут в соотношении мас.ч.:
Минеральный наполнитель - 5,0 - 55,0
Технический углерод - 55,0 - 5,0н
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96120003A RU2121425C1 (ru) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96120003A RU2121425C1 (ru) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2121425C1 true RU2121425C1 (ru) | 1998-11-10 |
RU96120003A RU96120003A (ru) | 1998-12-27 |
Family
ID=20186305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96120003A RU2121425C1 (ru) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2121425C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489248C1 (ru) * | 2011-12-02 | 2013-08-10 | Сергей Анатольевич Герасимов | Состав алмазного инструмента |
RU2513429C2 (ru) * | 2011-12-02 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Оптика" (ОАО НПО "Оптика") | Состав полировального инструмента со связанным абразивом |
-
1996
- 1996-10-16 RU RU96120003A patent/RU2121425C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. RU, 2038944, кл. B 24 3/22, 1992 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489248C1 (ru) * | 2011-12-02 | 2013-08-10 | Сергей Анатольевич Герасимов | Состав алмазного инструмента |
RU2513429C2 (ru) * | 2011-12-02 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Оптика" (ОАО НПО "Оптика") | Состав полировального инструмента со связанным абразивом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2523971B2 (ja) | 研磨物品 | |
CN104440619A (zh) | 一种提高树脂砂轮加工光洁度的方法 | |
WO2017045524A1 (zh) | 一种硬质砂轮以及其制备方法 | |
KR20030048446A (ko) | 연마기와 그 연마기 제조를 위한 조성물 | |
CN100581741C (zh) | 橡胶弹性砂轮 | |
CN108789187A (zh) | 一种青铜基金刚石砂轮及其制备方法 | |
RU2121425C1 (ru) | Алмазный инструмент для механической обработки неметаллических материалов | |
US3183633A (en) | Polyurethane gear finishing tool | |
US3986847A (en) | Vitreous bonded cubic boron nitride abrasive articles | |
CN101259602A (zh) | 一种软磨头及其制造方法 | |
CN109531454A (zh) | 一种橡胶磨具的制备方法 | |
RU2358852C2 (ru) | Состав алмазного инструмента | |
Samuel et al. | Morphology, microstructure evolution and properties of resin-bonded palm kernel and coconut shell grain-based abrasive grinding | |
US2384683A (en) | Grinding wheels | |
RU2038944C1 (ru) | Алмазный инструмент для финишной обработки и способ его изготовления | |
JP2004142085A (ja) | ビトリファイド研削砥石及びその製造方法 | |
RU2070852C1 (ru) | Состав алмазного инструмента | |
KR101025694B1 (ko) | 치(齒)기공용 화이바 보강 분리 디스크 | |
KR100571354B1 (ko) | 다목적 흡착 스테이지 테이블 및 그 제조방법 | |
CN111469064A (zh) | 一种用于提升陶瓷光度的磨料层及其制备方法 | |
RU2555270C2 (ru) | Состав алмазного инструмента | |
CN113801373B (zh) | 摩擦填料、摩擦材料组合物、摩擦材料及其应用 | |
CN113524053B (zh) | 一种玄武岩纤维增强高速钢轨打磨磨石及其制备方法 | |
RU2234408C2 (ru) | Связка для изготовления алмазно-абразивного инструмента | |
SU1004435A1 (ru) | Шлифовально-полировальна композици |