RU2174138C2

RU2174138C2 - Superfinish polishing diamond paste

Info

Publication number: RU2174138C2
Application number: RU99108895A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Никитин; П.И. Пряхин; В.М. Волчков
Original assignee: Комбинат "Электрохимприбор"
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: described is polishing paste for superfinish treatment of surface of metals, alloys and nonmetallic materials. Said paste comprises abrasive, organic substrate and surfactant. Abrasive is ultradispersed diamond powder with purity of at least 98%, dispersity of 400-500 sq.m/g and primary particle size of 3.5-6.0 nm. Surfactant is oleic acid and organic substrate is glycerol, ratios of components being as follows, wt %: said ultradispersed diamond powder, 14-15; oleic acid, 2-5; and glycerol, the balance. EFFECT: improved cleanliness of surface being treated and greater efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области изготовления паст для суперфинишной доводки поверхности металлов, сплавов и неметаллических материалов. The invention relates to the field of manufacture of pastes for superfinishing the surface of metals, alloys and non-metallic materials.

Известны полировальные пасты, основанные на использовании в качестве абразива алмазных порошков различной зернистости (ГОСТ 25593-83). Known polishing pastes based on the use of abrasive diamond powders of different grain sizes (GOST 25593-83).

Согласно приведенному стандарту содержание алмаза в пастах на микронных и субмикронных порошках с размерами частиц менее 1 мкм регламентируются в пределах 2-10%. При этом скорость съема обрабатываемого материала такими пастами обеспечивается в пределах 0,80...0,35 мкм/мин в зависимости от зернистости порошка. С уменьшением зернистости скорость съема падает. According to the given standard, the diamond content in pastes on micron and submicron powders with particle sizes less than 1 micron are regulated within 2-10%. In this case, the removal rate of the processed material by such pastes is provided in the range of 0.80 ... 0.35 μm / min, depending on the grain size of the powder. With a decrease in graininess, the removal rate decreases.

Пасты, изготавливаемые из ультрадисперсных алмазных порошков с размерами частиц значительно меньших 1 мкм при выбранной по ГОСТ концентрации, характеризуются малой скоростью съема обрабатываемого материала и низкой производительностью, что объясняется недостаточным содержанием абразива и свойствами порошков. Pastes made from ultrafine diamond powders with particle sizes significantly smaller than 1 μm at a concentration selected according to GOST are characterized by a low removal rate of the processed material and low productivity, which is explained by the insufficient abrasive content and the properties of the powders.

Известна алмазная абразивная суспензия для суперфинишной полировки твердой поверхности (а.с. 1781271, МПК⁶ C 09 G 1/02), содержащая ультрадисперсный алмазографитовый порошок 5-50 мас.% с размерами частиц 40-120

и содержанием алмаза 16-40 мас.%, стабилизирующее поверхностно-активное вещество (блок-сополимеры этиленпропилена, или синтамид-5, или амины синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₄) 3-5 мас.% и органическую основу - остальное. Недостатком указанной суспензии является недостаточно высокая чистота обрабатываемой поверхности.Known diamond abrasive slurry for superfinishing polishing a hard surface (a.c. 1781271, IPC ⁶ C 09 G 1/02), containing ultrafine diamond-graphite powder 5-50 wt.% With particle sizes 40-120

and a diamond content of 16-40 wt.%, a stabilizing surfactant (block copolymers of ethylene propylene, or syntamide-5, or amines of synthetic fatty acids fraction C ₁₀ -C ₁₄ ) 3-5 wt.% and the organic base is the rest. The disadvantage of this suspension is the insufficiently high purity of the treated surface.

Полировальная паста, выбранная за прототип, содержит абразив, органическую основу и поверхностно-активное вещество (а.с. 1608212, МПК⁶ C 09 G 1/02). Недостатком указанной пасты является конечная большая шероховатость обработанной поверхности, что делает пасту непригодной для сверхтонкого полирования.The polishing paste selected for the prototype contains an abrasive, an organic base and a surfactant (A.S. 1608212, IPC ⁶ C 09 G 1/02). The disadvantage of this paste is the final large roughness of the treated surface, which makes the paste unsuitable for ultrafine polishing.

Задачей настоящего изобретения является увеличение скорости съема полируемого материала с одновременным обеспечением высокой чистоты обрабатываемой поверхности. The objective of the present invention is to increase the removal rate of polished material while ensuring high purity of the treated surface.

Для решения указанной задачи используется композиция, содержащая в качестве абразива ультрадисперсный алмазный порошок с чистотой не менее 99,0%, дисперсностью 400-500 м²/г и размерами первичных частиц 3,5-6,0 нм, в качестве поверхностно-активного вещества олеиновую кислоту, а в качестве органической основы глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ультрадисперсный алмазный порошок - 14-15
Олеиновая кислота - 2-5
Глицерин - Остальное
Результаты испытания на стальных образцах полирующей пасты, содержащей различную концентрацию ультрадисперсного алмазного порошка (УДА) приведены в таблице.To solve this problem, a composition is used that contains as an abrasive an ultrafine diamond powder with a purity of at least 99.0%, a dispersion of 400-500 m ² / g and primary particle sizes of 3.5-6.0 nm, as a surfactant oleic acid, and as an organic base glycerin in the following ratio of components, wt.%:
Ultrafine diamond powder - 14-15
Oleic acid - 2-5
Glycerin - Else
The test results on steel samples of polishing paste containing various concentrations of ultrafine diamond powder (UDD) are given in the table.

Из таблицы видно, что применение в полирующей пасте ультрадисперсного алмаза с характеристиками, указанными выше, обеспечивает высокую чистоту обрабатываемой поверхности (выше 14-го класса шероховатости) при любой концентрации абразива в пределах 10-17%. Однако наибольшая скорость съема обеспечивается при концентрации УДА 14-15%. С увеличением концентрации более 15% скорость съема практически не увеличивается. The table shows that the use of ultrafine diamond in the polishing paste with the characteristics indicated above ensures high surface finish (above the 14th roughness class) at any abrasive concentration in the range of 10-17%. However, the highest removal rate is provided at a concentration of UDD of 14-15%. With an increase in concentration of more than 15%, the removal rate practically does not increase.

Приготовление полирующей пасты осуществляют известными способами путем последовательного смешения порошка УДА с олеиновой кислотой и глицерином. Диспергирование пасты проводят в барабанной мельнице. Степень заполнения мельницы составляет 40-50% от общего объема барабана. Мелющий элемент - стальные шары диаметром 20 мм. Соотношение между объемом шаров и объемом диспергируемой пасты (0,5...0,8)-1. The preparation of the polishing paste is carried out by known methods by successively mixing UDD powder with oleic acid and glycerin. The dispersion of the paste is carried out in a drum mill. The degree of filling of the mill is 40-50% of the total drum volume. The grinding element is steel balls with a diameter of 20 mm. The ratio between the volume of balls and the volume of dispersible paste (0.5 ... 0.8) -1.

Испытание скорости съема материала проводили по ГОСТ 25593-83. The test material removal rate was carried out according to GOST 25593-83.

Шероховатость поверхности оценивали по ГОСТ 2789-73 на микроинтерференционном микроскопе МИИ-4 ГОСТ 9847-79. The surface roughness was evaluated according to GOST 2789-73 on a MII-4 microinterference microscope GOST 9847-79.

Испытания пасты на оптических деталях подтвердили ее высокие характеристики. Testing the paste on optical parts confirmed its high performance.

Claims

Polishing paste for superfinishing the surface of metals, alloys and non-metallic materials, including an abrasive, an organic base and a surfactant, characterized in that the paste contains an ultrafine diamond powder with a purity of at least 99%, a dispersion of 400 - 500 m ² / g and a primary particle size of 3.5 - 6.0 nm, oleic acid as a surfactant, and glycerol as an organic base in the following ratio of components, wt.%:
Specified ultrafine diamond powder - 14 - 15
Oleic acid - 2 - 5
Glycerin - Else