RU2164857C2 - Method of improving abrasive tool operating properties - Google Patents
Method of improving abrasive tool operating properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164857C2 RU2164857C2 RU99102863A RU99102863A RU2164857C2 RU 2164857 C2 RU2164857 C2 RU 2164857C2 RU 99102863 A RU99102863 A RU 99102863A RU 99102863 A RU99102863 A RU 99102863A RU 2164857 C2 RU2164857 C2 RU 2164857C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- temperature
- cooling
- abrasive
- impregnator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству и эксплуатации абразивного инструмента, в частности мелкозернистого на керамической связке. The invention relates to the production and operation of an abrasive tool, in particular a fine-grained ceramic bond.
Известны способы повышения твердости абразивного инструмента и эффективности шлифования за счет импрегнирования различными технологическими средами, например термопластичной смолой-шеллаком, расплавом серы и др. (см. авт. свид. СССР, N 337245, кл. B 24 D 3/34, 1972; Хостикоев М.З., Никитина Н. А. Резервы повышения эффективности шлифования // Науч. - техн. реф. сб. Технология, организация и экономика машиностроительного производства. - 1983. - N 6, с. - 3-4). Known methods for increasing the hardness of an abrasive tool and grinding efficiency due to impregnation with various technological environments, for example, thermoplastic shellac resin, sulfur melt, etc. (see ed. Certificate of the USSR, N 337245, class B 24
Недостатком этих способов является неудовлетворительное качество и неравномерность пропитки инструмента, особенно мелкозернистого, на что и указывают сами авторы этих способов, рекомендуя процесс пропитки повторять несколько раз. Это объясняется тем, что во время изготовления инструмента в момент его охлаждения и последующего хранения происходит адсорбция влаги, различных окислов и других соединений на его поверхности порового пространства, а внешняя поверхность инструмента загрязняется органическими веществами, что приводит к уменьшению капиллярного всасывания при пропитке и неудовлетворительному качеству импрегнирования. The disadvantage of these methods is the unsatisfactory quality and unevenness of the impregnation of the tool, especially fine-grained, as indicated by the authors of these methods, recommending the impregnation process to be repeated several times. This is because during the manufacture of the tool at the time of its cooling and subsequent storage, moisture, various oxides and other compounds are adsorbed on its surface in the pore space, and the external surface of the tool is contaminated with organic substances, which leads to a decrease in capillary absorption upon impregnation and unsatisfactory quality impregnation.
Известен способ повышения эксплуатационных свойств абразивного инструмента на керамической связке за счет специальной термической обработки путем предварительного нагрева инструмента до температуры 200 - 300oC с последующим охлаждением в холодной среде, например в воде, жидком азоте (см. авт. свид СССР N 422577, кл. B 24 D 3/34, 1974). Этот способ принят за прототип.A known method of increasing the operational properties of an abrasive tool on a ceramic bond due to special heat treatment by pre-heating the tool to a temperature of 200 - 300 o C followed by cooling in a cold environment, such as water, liquid nitrogen (see ed. USSR certificate N 422577, class B 24
Недостатком этого способа является невозможность полного и равномерного термического взаимодействия на инструмент по всей его толщине (особенно кругов с большой высотой), так как жидкость, соприкасаясь с нагретыми поверхностями инструмента, имеющими температуру (200-300oC) выше температуры кипения жидкости, мгновенно превращается в пар и образует паровые подушки в порах инструмента. Из-за этого инструмент не полностью пропитывается жидкостью, а значит, и не обеспечивается воздействие на инструмент холодной среды равномерное по толщине. Кроме того паровые подушки из газообразных продуктов кипения препятствуют созданию внутри инструмента необходимого градиента температуры для необходимого термического воздействия. Вероятно, поэтому авторы рекомендуют такую операцию производить многократно.The disadvantage of this method is the impossibility of a complete and uniform thermal interaction on the tool over its entire thickness (especially circles with a high height), since the liquid, in contact with the heated surfaces of the tool having a temperature (200-300 o C) above the boiling point of the liquid, instantly turns into steam and forms steam cushions in the pores of the instrument. Because of this, the tool is not completely saturated with liquid, which means that the impact on the tool of the cold environment is not uniform in thickness. In addition, steam pads of gaseous boiling products prevent the creation of the necessary temperature gradient inside the tool for the necessary thermal effect. This is probably why the authors recommend such an operation to be performed repeatedly.
Другим недостатком этого способа является непродолжительный период (3-5 дней) сохранения повышенной стойкости и режущей способности инструмента, приобретенной при таком способе, из-за отсутствия защиты от воздействия окружающей среды на инструмент. За этот период происходит адсорбционное понижение прочности абразивных зерен и связки инструмента согласно эффекту Ребиндера, а если использовать такой инструмент с водными СОЖ, то свойства, приобретенные за счет закалки инструмента, теряются мгновенно. Another disadvantage of this method is the short period (3-5 days) of maintaining the increased resistance and cutting ability of the tool purchased with this method, due to the lack of protection from environmental influences on the tool. During this period, there is an adsorption decrease in the strength of abrasive grains and tool bundles according to the Rebinder effect, and if you use such a tool with aqueous coolant, the properties acquired due to tool hardening are lost instantly.
Предлагаемым способом решается задача ликвидации указанных недостатков аналогов и прототипа за счет улучшения равномерности и полноты пропитки жидкостью абразивного инструмента, особенно мелкозернистого, а также сохранение на длительное время приобретенных абразивным зерном после термического воздействия прочностных качеств и возможности работы инструмента с водными СОЖ. The proposed method solves the problem of eliminating these drawbacks of analogues and prototype by improving the uniformity and completeness of liquid impregnation of an abrasive tool, especially fine-grained, as well as maintaining for a long time acquired abrasive grain after thermal exposure, strength properties and the ability of the tool to work with water coolant.
Решение этой задачи позволяет достичь следующий технический результат - повысить режущую способность и стойкость абразивного инструмента. The solution to this problem allows you to achieve the following technical result - to increase the cutting ability and durability of the abrasive tool.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу готовый абразивный инструмент на керамической связке первоначально нагревают при температуре 450-500oC с выдержкой 20-30 мин. для удаления адсорбционной влаги из пор и загрязнений с поверхности инструмента, затем охлаждают на воздухе до температуры технологической среды импрегнатора, а после инструмент подвергают импрегнированию, например, методом капиллярной пропитки. При этом в качестве импрегнатора используют гидрофобные жидкости или расплавы веществ, например серу, способных экранировать и консервировать поверхности зерна и порового пространства инструмента от воздействия внешней среды.This goal is achieved by the fact that according to the method, the finished abrasive tool on a ceramic bond is initially heated at a temperature of 450-500 o C with a shutter speed of 20-30 minutes to remove adsorption moisture from the pores and contaminants from the surface of the tool, then it is cooled in air to the temperature of the impregnator technological medium, and after that the tool is subjected to impregnation, for example, by capillary impregnation. At the same time, hydrophobic liquids or melts of substances, for example sulfur, are used as an impregnator, which can shield and preserve the surface of the grain and the pore space of the tool from the influence of the external environment.
Способ повышения эксплуатационных свойств абразивного инструмента осуществляется следующим образом. A method of increasing the operational properties of an abrasive tool is as follows.
При нагреве инструмента под воздействием повышенных температур (450-500oC) происходит десорбция влаги и выгорание загрязняющих поверхность веществ, что значительно повышает капиллярность инструмента и улучшает полноту и равномерность его пропитки технологическими средами (см. табл. 1).When the tool is heated under the influence of elevated temperatures (450-500 o C), desorption of moisture and burnout of surface pollutants occur, which significantly increases the capillarity of the tool and improves the completeness and uniformity of its impregnation with technological media (see table. 1).
Охлаждение абразивного инструмента на воздухе при том же градиенте (перепаде) температур, что и в способе, взятом за прототип, позволяет также повысить прочность и самозатачиваемость абразивных зерен, но лишена тех недостатков, которые присуще прототипу. Это объясняется тем, что охлаждающая среда - воздух свободно проникает в поровое пространство абразивного инструмента, т.к. не создает паровые подушки в порах инструмента. Это приводит к равномерному и полному термическому воздействию на инструмент по всей его толщине независимо от высоты и других размеров инструмента. Кроме того, охлаждение на воздухе не требует дополнительной сушки инструмента как у прототипа. Охлаждение инструмента на воздухе повышает механическую прочность абразивных зерен и их охрупчивание (см. табл. 2), что способствует самозатачиванию зерен в процессе шлифования, а значит, и повышению режущей способности и стойкости в целом инструменте (см. табл. 3). Cooling an abrasive tool in air at the same temperature gradient (difference) as in the method taken as a prototype also allows to increase the strength and self-sharpening of abrasive grains, but is devoid of the disadvantages that are inherent in the prototype. This is because the cooling medium - air freely penetrates into the pore space of the abrasive tool, because Does not create steam pads in tool pores. This leads to a uniform and complete thermal effect on the tool over its entire thickness, regardless of the height and other dimensions of the tool. In addition, air cooling does not require additional drying of the tool as in the prototype. Cooling the tool in air increases the mechanical strength of the abrasive grains and their embrittlement (see table. 2), which contributes to the self-sharpening of the grains during grinding, and hence increase the cutting ability and resistance in the whole tool (see table 3).
Охлаждение инструмента до температуры технологической среды - импрегнатора устраняет нежелательные факторы, препятствующие свободному проникновению импрегнатора в поры инструмента, которые могут возникнуть, если инструмент будет иметь температуру выше или ниже, чем имеет температуру импрегнатор. Например, расплав серы имеет наименьшую вязкость при температуре в пределах 140-145oC. С повышением или понижением температуры от этого предела вязкость расплава серы резко повышается, что скажется на качестве пропитки инструмента.Cooling the tool to the temperature of the impregnation medium eliminates undesirable factors that prevent the free penetration of the impregnator into the pores of the tool, which can occur if the tool has a temperature higher or lower than the temperature of the impregnator. For example, the sulfur melt has the lowest viscosity at a temperature in the range of 140-145 o C. With an increase or decrease in temperature from this limit, the viscosity of the sulfur melt sharply increases, which will affect the quality of the tool impregnation.
Использование импрегнатора, обладающего гидрофобными свойствами, при пропитке абразивного инструмента позволяет защитить поверхности зерна и порового пространства от воздействия окружающей среды, особенно от влаги, и сохранить приобретенные инструментом новые качества длительное время, например при хранении его на складах. Одновременно с этим полно и равномерно пропитанный абразивный инструмент будет иметь постоянные характеристики процесса шлифования, что скажется и на улучшение качества поверхности шлифуемого изделия. Кроме того, такой инструмент, пропитанный гидрофобным импрегнатором, можно применять с водными СОЖ вместо керосино-масляных СОЖ, что значительно уменьшит стоимость и повысит экологичность шлифования. The use of an impregnator with hydrophobic properties when impregnating an abrasive tool allows you to protect the surface of the grain and pore space from environmental influences, especially from moisture, and to preserve the new qualities acquired by the tool for a long time, for example, when storing it in warehouses. At the same time, a fully and evenly impregnated abrasive tool will have constant characteristics of the grinding process, which will affect the improvement of the surface quality of the grinding product. In addition, such a tool, impregnated with a hydrophobic impregnator, can be used with aqueous coolant instead of kerosene-oil coolant, which will significantly reduce the cost and increase the environmental friendliness of grinding.
Сущность способа на примере пропитывания абразивного инструмента расплавом серы заключается в следующем. Абразивный инструмент помещают в нагревательное устройство, нагревают при 450-500oC с выдержкой 20-30 мин в зависимости от характеристики инструмента, затем вынимают и охлаждают на воздухе до температуры расплава серы (140-145oC) и после этого инструмент плавно опускают в предварительно подготовленный расплав серы и выдерживают до полной пропитки инструмента. Время выдержки от 1 до 5 мин в зависимости от характеристики инструмента. После пропитки инструмент вынимается и охлаждается до комнатной температуры.The essence of the method on the example of impregnation of an abrasive tool with a molten sulfur is as follows. The abrasive tool is placed in a heating device, heated at 450-500 o C with a holding time of 20-30 minutes depending on the characteristics of the tool, then removed and cooled in air to a sulfur melt temperature (140-145 o C) and then the tool is gently lowered into pre-prepared sulfur melt and incubated until the tool is completely saturated. The exposure time is from 1 to 5 minutes, depending on the characteristics of the tool. After impregnation, the tool is removed and cooled to room temperature.
1. Влияние температуры нагрева на капиллярность абразивного инструмента
Для нахождения оптимальной температуры нагрева инструмента проводилась серия опытов с образцами размером 75х20х10 мм из абразивного инструмента 25А12К5. За показатель капиллярности принималась высота подъема импрегнатора в образце во время его пропитки за 15 с.1. The effect of heating temperature on the capillarity of an abrasive tool
To find the optimum temperature for heating the tool, a series of experiments was carried out with samples of size 75x20x10 mm from an abrasive tool 25A12K5. The height of the impregnator in the sample during its impregnation for 15 s was taken as an indicator of capillarity.
Перед пропиткой образцы в муфельной печи нагревались при 150, 250, 350, 450, 550oC с выдержкой 30 мин, а затем охлаждались на воздухе до температуры импрегнатора - расплава серы - 145oC.Before impregnation, the samples in a muffle furnace were heated at 150, 250, 350, 450, 550 o C with a holding time of 30 min, and then cooled in air to an impregnator - sulfur melt temperature of 145 o C.
Полученные результаты сведены в табл. 1. The results are summarized in table. 1.
Как видно из данных табл.1, при температуре нагрева 450-500oC капиллярность становится максимальной при хорошем качестве пропитки образцов инструмента.As can be seen from the data in table 1, at a heating temperature of 450-500 o C capillarity becomes maximum with good quality impregnation of the instrument samples.
2. Влияние температуры нагрева на прочностные свойства абразивного зерна 25А32
Абразивные зерна белого электрокорунда разбивались на пять проб по 100 шт. и нагревались в муфельной печи последовательно при следующих температурах 150, 300, 500, 700, 900oC с выдержкой 20 мин, а затем охлаждались на воздухе до комнатной температуры.2. The effect of heating temperature on the strength properties of abrasive grain 25A32
Abrasive grains of white electrocorundum were divided into five samples of 100 pieces. and heated in a muffle furnace sequentially at the following temperatures of 150, 300, 500, 700, 900 o C with an exposure of 20 minutes, and then cooled in air to room temperature.
После термического воздействия каждая проба зерен подвергалась раздавливанию с определением разрушающей нагрузки и фиксированием характера разрушения, по которому определялось процентное содержание охрупченных зерен. Результаты испытаний обрабатывались методами математической статистики и приведены в табл. 2. After thermal exposure, each grain sample was crushed to determine the breaking load and fix the nature of the destruction, which determined the percentage of embrittled grains. The test results were processed by methods of mathematical statistics and are given in table. 2.
Как видно из данных табл. 2, при температуре 500oC наблюдается самая высокая прочность зерен на раздавливание и максимальный процент охрупченных зерен, что свидетельствует о целесообразности такой температуры нагрева абразивных зерен.As can be seen from the data table. 2, at a temperature of 500 o C there is the highest grain crushing strength and the maximum percentage of embrittled grains, which indicates the feasibility of such a temperature for heating abrasive grains.
3. Сравнительные испытания абразивных кругов 25А25СМ1
Для сравнительных испытаний были выбраны следующие круги: исходный без термической обработки, пропитанный расплавом серы (по существующей технологии) и термообработанный и пропитанный расплавом серы по предлагаемому методу.3. Comparative tests of abrasive wheels 25A25CM1
For comparative tests, the following circles were selected: the initial one without heat treatment, impregnated with a sulfur melt (according to the existing technology) and heat-treated and impregnated with a sulfur melt according to the proposed method.
Круги оценивались по следующим эксплуатационным параметрам: стойкостью круга до затупления и удельной производительностью. The circles were evaluated according to the following operational parameters: resistance to dullness of the circle and specific productivity.
Испытания были проведены на плоскошлифовальном станке модели 3Е711. Обрабатывались образцы из стали Р18. Режимы шлифования: Vкр = 35 м/с, Vст = 20 м/мин, t = 0,002 мм/дв. ход.The tests were carried out on a surface grinding machine model 3E711. Samples from P18 steel were processed. Grinding modes: V cr = 35 m / s, V st = 20 m / min, t = 0.002 mm / dv. move.
Результаты испытаний приведены в табл. 3. The test results are given in table. 3.
В результате испытаний установлено: стойкость и удельная производительность круга обработанного по предлагаемому способу возросла по сравнению с исходным кругом соответственно в 2,2 и 1,7 раза, а по сравнению с базовым объектом в 1,4 и 1,4 раза соответственно. As a result of the tests, it was established: the durability and specific productivity of the circle processed by the proposed method increased in comparison with the initial circle by 2.2 and 1.7 times, respectively, and in comparison with the base object by 1.4 and 1.4 times, respectively.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102863A RU2164857C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method of improving abrasive tool operating properties |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102863A RU2164857C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method of improving abrasive tool operating properties |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99102863A RU99102863A (en) | 2000-12-27 |
| RU2164857C2 true RU2164857C2 (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=20215878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99102863A RU2164857C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method of improving abrasive tool operating properties |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2164857C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619416C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" (НовГУ) | Method for impregnation of abrasive wheel cutting surface |
-
1999
- 1999-02-15 RU RU99102863A patent/RU2164857C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619416C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" (НовГУ) | Method for impregnation of abrasive wheel cutting surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5215552A (en) | Sol-gel alumina abrasive grain | |
| RU2164857C2 (en) | Method of improving abrasive tool operating properties | |
| CN103305669B (en) | A kind of cryogenic treating process improving GCr15 steel dimensions stability | |
| Afolalu et al. | Impacts of carburizing temperature and holding time on wear of high speed steel cutting tools | |
| US3982917A (en) | Method of increasing the strength of silicate glass laser rods | |
| US20090260298A1 (en) | Cryogenic Treatment Systems and Processes for Grinding Wheels and Bonded Abrasive Tools | |
| Dańko et al. | Reclamation of alkaline spent moulding sands of organic and inorganic type and their mixtures | |
| US3394462A (en) | Process for drying wood materials by contact with a desiccant | |
| SU916248A1 (en) | Part grinding method | |
| RU1755494C (en) | Abrasive grinding wheel | |
| SU1177145A1 (en) | Solid grinding composition | |
| JP6795364B2 (en) | How to mold the core | |
| US2367995A (en) | Composition for treating abrasive bodies | |
| JPH1050473A (en) | Granular heating element and heating method using thereof | |
| SU865646A1 (en) | Method of enhancing working working properties of abrasive tool | |
| RU2676536C1 (en) | Method of the abrasive tools impregnation | |
| US463470A (en) | Method of strengthening mantles for transportation | |
| US3689241A (en) | Method of abrasive application to straight sleeves | |
| Li et al. | Dynamic mechanical analysis (DMA) of CMP pad materials | |
| SU1227443A1 (en) | Method of manufacturing abrasive tool | |
| SU1504079A1 (en) | Method of treating abrasive tool | |
| SU830599A1 (en) | Getter activation method | |
| SU581637A1 (en) | Method of treatment of welded joints | |
| SU1645122A1 (en) | Method of abrasive tool impregnation | |
| JPH04266045A (en) | Solder heat test method for plastic sealed semiconductor device |