RU2284895C2

RU2284895C2 - Method for impregnation of abrasive tool

Info

Publication number: RU2284895C2
Application number: RU2004129347/02A
Authority: RU
Inventors: Николай Павлович Жуков (RU); Николай Павлович Жуков; В чеслав Михайлович Дмитриев (RU); Вячеслав Михайлович Дмитриев; Нина Филипповна Майникова (RU); Нина Филипповна Майникова; Станислав Павлович Рудобашта (RU); Станислав Павлович Рудобашта; Алексей Владимирович Чурилин (RU); Алексей Владимирович Чурилин
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-10-10
Also published as: RU2004129347A

Abstract

FIELD: abrasive machining, in particular, process which may be used for manufacture and operation of abrasive tools.

SUBSTANCE: method involves impregnating abrasive tool with composition containing organic compound and water, with organic compound used being copolymer of ethylacrylate, dimethacryl ether of ethylene glycol and methylol methacrylate in aqueous medium. Impregnation of abrasive tool is carried out at room temperature during 10-15 min with preliminary vacuumizing thereof. Method further involves placing abrasive tool for 10-15 min period of time into reservoir filled with water at temperature of 90-95 C for fixing of impregnating compound in its porous space; providing convective drying of tool while rotating it at rotational velocity of 0.3-0.5 s^-1 at temperature of 80-95 C during 10-12 hours.

EFFECT: improved operating characteristics of tool, reduced impregnation and drying time, decreased manufacture costs and increased ecological controlling of grinding operation.

1 tbl

Description

Изобретение относится к производству и эксплуатации абразивного инструмента на керамической связке, а именно абразивных кругов.The invention relates to the production and operation of an abrasive tool on a ceramic bond, namely abrasive wheels.

Известны способы импрегнирования абразивного инструмента составами, содержащими органическое соединение и воду, с предварительной стадией обработки поверхности и пор инструмента растворами ПАВ и последующей длительной стадией сушки (Авт.св. СССР №1248779, кл. В 24 D 3/34, 1986, Бюл. №29; Авт.св. СССР №1604590, кл. В 24 D 3/34, 1990, Бюл. №41).Known methods for impregnating an abrasive tool with compositions containing an organic compound and water, with a preliminary stage of surface treatment and tool pores with surfactant solutions and a subsequent long drying stage (Aut. St. USSR No. 1248779, class. 24 D 3/34, 1986, Bull. No. 29; Aut. St. USSR No. 1604590, class B 24 D 3/34, 1990, Bull. No. 41).

Однако известные способы импрегнирования имеют следующие недостатки: операция пропитки раствором ПАВ в ацетоне не экологична из-за испарения растворителя; состав для импрегнирования содержит остаточный высокотоксичный мономер - стирол; стадия сушки занимает много времени.However, the known impregnation methods have the following disadvantages: the operation of impregnating a surfactant solution in acetone is not environmentally friendly due to the evaporation of the solvent; the composition for impregnation contains a highly toxic residual monomer styrene; the drying step takes a long time.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ импрегнирования абразивного инструмента по Авт.св. СССР №1726222, кл. В 24 D 3/34, 1992, Бюл. №14.Closest to the proposed technical essence is the method of impregnation of an abrasive tool according to Auth. USSR No. 1726222, cl. In 24 D 3/34, 1992, Bull. Number 14.

Импрегнатор, применяемый в данном способе, акрилатного типа, а именно линейный сополимер этилакрилата, метилметакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде. Однако операция обработки круга раствором ПАВ в ацетоне, применяемая для закрепления импрегнатора в порах круга, не экологична, а время пропитки импрегнатором и сушки от воды слишком большое; стоимость сополимера этилакрилата, метилметакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде (Эмукрила 2М) высока. Указанные ПАВ пригодны только для корундового абразивного инструмента, что сужает области применения способа.The impregnator used in this method is an acrylate type, namely a linear copolymer of ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylic ester and methyl methacrylamide in an aqueous medium. However, the operation of processing the circle with a solution of surfactant in acetone, used to fix the impregnator in the pores of the circle, is not environmentally friendly, and the time of impregnation of the impregnator and drying from water is too long; the cost of a copolymer of ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylic ester and methyl methacrylamide in an aqueous medium (Emucryl 2M) is high. These surfactants are suitable only for corundum abrasive tools, which narrows the scope of the method.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эксплуатационных свойств абразивного инструмента, снижении времени пропитки и сушки, повышении экологичности метода, удешевлении способа.The technical task of the invention is to increase the operational properties of an abrasive tool, reduce the time of impregnation and drying, increase the environmental friendliness of the method, reduce the cost of the method.

Это достигается тем, что в способе импрегнирования абразивного инструмента, включающем пропитку последнего составом, содержащим органическое соединение и воду, и сушку инструмента, в качестве органического соединения используют сополимер этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде, а пропитку абразивного инструмента ведут при комнатной температуре в течение 10-15 мин с предварительным его вакуумированием, после чего абразивный инструмент помещают на 10-15 мин в емкость с водой при температуре 90-95°С для фиксации пропитывающего состава в его поровом пространстве и осуществляют конвективную сушку инструмента при его вращении со скоростью 0,3-0,5 с^-1 при температуре 80-95°С в течение 10-12 часов.This is achieved by the fact that in the method of impregnation of an abrasive tool, comprising impregnating the latter with a composition containing an organic compound and water, and drying the tool, a copolymer of ethyl acrylate, ethylene glycol dimethacrylic ester and methyl methacrylamide in an aqueous medium is used as an organic compound, and the abrasive tool is impregnated at room temperature temperature for 10-15 minutes with preliminary evacuation, after which the abrasive tool is placed for 10-15 minutes in a container of water at a temperature 90-95 ° C for fixing the impregnating composition in its pore space and carry out convective drying of the tool when it rotates at a speed of 0.3-0.5 s ^-1 at a temperature of 80-95 ° C for 10-12 hours.

Линейный сополимер этилакрилата, диметакрилового эфира этиленгликоля и метилолметакриламида в водной среде - Эмукрил М - представляет собой жидкость молочно-белого цвета с массовой долей нелетучих веществ 40±2%. Стоимость Эмукрила М, ниже стоимости Эмукрила 2М.The linear copolymer of ethyl acrylate, ethylene glycol dimethacrylic ester and methyl methacrylamide in an aqueous medium, Emucryl M, is a milky white liquid with a mass fraction of non-volatile substances of 40 ± 2%. The cost of Emucril M is lower than the cost of Emucril 2M.

Сущность предлагаемого способа поясняется следующим обоснованием.The essence of the proposed method is illustrated by the following rationale.

Вследствие операции выдержки (10-15 мин.) импрегнированных кругов в горячей воде, дисперсия частично теряет устойчивость (появляется склонность к агрегации частиц, сопровождающейся их слипанием и закреплением на поверхности пор).Due to the soaking operation (10-15 min.) Of the impregnated circles in hot water, the dispersion partially loses stability (a tendency to aggregation of particles appears, accompanied by their sticking and fixing on the surface of the pores).

Дисперсия теряет устойчивость:Dispersion loses stability:

- из-за десорбционной дестабилизации, так как часть эмульгатора десорбируется с поверхности латексных частиц и переходит в воду;- due to desorption destabilization, since part of the emulsifier is desorbed from the surface of latex particles and passes into water;

- из-за действия повышенных температур и термосенсибилизации;- due to the action of elevated temperatures and thermosensitization;

- из-за выделения в водную среду многовалентных катионов и изменения значения рН среды, а также эффекта перераспределения эмульгатора между полимером и поверхностью пор круга.- due to the release of multivalent cations into the aqueous medium and a change in the pH of the medium, as well as the effect of the redistribution of the emulsifier between the polymer and the surface of the pores of the circle.

Закрепление частиц сополимера на поверхности пор не позволяет ему мигрировать по поровому пространству к поверхности абразивного инструмента при последующей сушке. Последнее существенно улучшает равномерность распределения сополимерной составляющей импрегнатора в порах, снижает дисбаланс кругов, что положительно сказывается на качестве обрабатываемой поверхности при шлифовании.The fixing of the copolymer particles on the pore surface does not allow it to migrate along the pore space to the surface of the abrasive tool during subsequent drying. The latter significantly improves the uniformity of the distribution of the copolymer component of the impregnator in the pores, reduces the imbalance of the circles, which positively affects the quality of the processed surface during grinding.

Эффективность работы абразивного инструмента оценивают коэффициентом шлифования, шероховатостью обработанной поверхности, наличием прижогов при обработке жаропрочного сплава ЖС6Ф. Экспериментальные данные представлены в таблице. Указанная последовательность операции обработки обязательна для достижения указанного эффекта. После обработки поверхности и пор инструмента импрегнатором на них образуются адсорбционные слои определенного состава и конфигурации.The efficiency of the abrasive tool is evaluated by the grinding coefficient, the surface roughness, the presence of burns during processing of the heat-resistant alloy ZhS6F. The experimental data are presented in the table. The specified sequence of processing operations is required to achieve the specified effect. After processing the surface and pores of the tool with an impregnator, adsorption layers of a certain composition and configuration are formed on them.

Шлифование осуществляют со скоростью круга 35 м/с в воздушной среде. Используют круги марок: 25А12СМ26К5Б, 25А16СМ26К5Б, 25А25СМ26К5Б, 25А32СМ26К5Б, 25А40СМ26К5Б, 25А25СМ16К5Б, 25А25С16К5Б, 25А25СТ16К5Б.Grinding is carried out with a circle speed of 35 m / s in air. The following grades are used: 25A12SM26K5B, 25A16SM26K5B, 25A25SM26K5B, 25A32SM26K5B, 25A40SM26K5B, 25A25SM16K5B, 25A25S16K5B, 25A25ST16K5B.

У инструмента, обработанного предлагаемым способом, в 1,5-2,0 раза повышается теплопроводность и на 20-30% температуропроводность (при содержании импрегнатора в порах инструмента до 10 масс.% в расчете на сухой остаток) по сравнению с необработанным инструментом, что способствует увеличению износостойкости шлифовальных кругов. В результате импрегнирования снижается влагопроницаемость шлифовальных кругов, приобретаются гидрофобные свойства, что предохраняет инструмент от разрушающего действия водных смазочно-охлаждающих жидкостей. 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 на складах.The tool processed by the proposed method, 1.5-2.0 times higher thermal conductivity and thermal conductivity by 20-30% (when the impregnator in the pores of the tool up to 10 wt.% Calculated on the dry residue) compared with the untreated tool, which contributes to increased wear resistance of grinding wheels. As a result of impregnation, the moisture permeability of grinding wheels decreases, hydrophobic properties are acquired, which protects the tool from the destructive effect of aqueous cutting fluids. 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 stored in warehouses.

Одновременно с этим достаточно полно и равномерно пропитанный абразивный инструмент будет иметь постоянные характеристики процесса шлифования, что скажется и на улучшении 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.At the same time, a sufficiently 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 coolants instead of kerosene-oil coolants, which will significantly reduce the cost and increase the environmental friendliness of grinding.

Экологичность шлифования повышается также за счет замены операции обработки пор растворами ПАВ в ацетоне на операцию обработки кругов горячей водой.The environmental friendliness of grinding is also enhanced by replacing the pore treatment operation with surfactant solutions in acetone by the operation of processing circles with hot water.

Шлифование инструментом, обработанным предлагаемым способом, приводит к повышению коэффициента шлифования и отсутствию прижогов.Grinding with a tool processed by the proposed method leads to an increase in the grinding coefficient and the absence of burns.

Увеличение значения коэффициента "К" приводит к увеличению производительности шлифования этим инструментом (при прочих равных условиях) по сравнению с производительностью шлифования необработанным инструментом, что в условиях крупносерийного и массового производства дает значительный экономический эффект.Increasing the coefficient "K" leads to an increase in grinding performance with this tool (ceteris paribus) compared with grinding performance with a raw tool, which in large-scale and mass production gives a significant economic effect.

Повышение качества обработки по параметру шероховатости и отсутствие прижогов также способствуют уменьшению брака.Improving the quality of processing according to the roughness parameter and the absence of burns also contribute to reducing rejects.

Claims

A method of impregnating an abrasive tool, comprising impregnating the latter with a composition containing an organic compound and water, and drying the tool, characterized in that the organic compound is a copolymer of ethyl acrylate, dimethacrylic ester of ethylene glycol and methylol methacrylamide in an aqueous medium, and the abrasive tool is impregnated at room temperature in room temperature for 10-15 minutes with preliminary evacuation, after which the abrasive tool is placed for 10-15 minutes in a container of water at a temperature of 90-95 ° C for fixing the impregnating composition in its pore space and carry out convective drying of the tool when it is rotated at a speed of 0.3-0.5 s ^-1 at a temperature of 80-95 ° C for 10-12 hours