SU1024253A1 - Способ изготовлени абразивных инструментов - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, при котором на нагретую основу инструмента нанос т порошкообразное св зующее и абразивные зерна в атмосфере псевдоожиженного сло  и производ т термообработку, отличающийс  тем, что, с целью упрошени  процесса и повышени  качества инструмента, предварительно готов т смесь порошкообразного св зующего и абразива и псевдоо; ижают эту смесь, а основу инструмента перемеп ают возвратно-поступательно в прё делах высоты псевдоожиженного сло  смеси . 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  адгезии основы с абразивным слоем при использовании в качестве св зующего порошка непол рного и слабопол рного полимера, св зующее готов т из нестабилизированного и стабилизированного полимера при соотношении компонентов , вес. %: Нестабилизированный полимер5 -20 Стабилизированный полимер80-95 при этом дисперсность порошка нестабилизированного полимера выбирают равной

Description

Изобретение относитс  к изготовлению металлорежущих инструментов, а именно абразивного инструмента. Известен способ изготовлени  абразивного инструмента, согласно которому нанесение на основу инструмента св зующего и абразива осуществл ют в атмосфере псевдоожиженного (кип щего) сло  этих составл ющих . Согласно известному способу, основу, на которую нанос т абразивное покрытие, предварительно нагревают выще температуры плавлени  порошкообразного св зующего , затем помещают в псевдоожиж.енный (кип щий) слой порошкообразного св зующего . После этого порошкообразное св зующее оплавл ют при температуре пленкообразовани , когда полимер, переход  в зкотекучее состо ние, обладает высокой клеющей способностью. Затем основу с оплавленным св зующим помещают в псевдоожиженный (кип щий) слой абразивных зерен (порошка ), которые при этом раномерно налипают на поверхность св зующего. В случае необходимости нанесени  закрепл ющего сло , после нанесени  абразивных зерен основу помещают повторно В псевдоожиженный (кип щий) слой порошкообразного св зующего. При нанесении многослойного абразивного покрыти  указанные операции повтор ютс  столько раз, сколько абразивных слоев должно быть нанесено. После окончани  процесса нанесени  абразивного покрыти  производ т термообработку полимерного св зующего (отверждают его) 1. Недостатком известного способа изготовлени  абразивного инструмента  вл етс  необходимость использовани  при нанесении . порошка и абразива на корпус, как минимум, двух аппаратов, создающих кип щий слой, что приводит к возникновению р да технологических трудностей. Дело в том, что максимальное значение адгезии полимера и подложки дл  нестабилизированного полимера по сравнению со стабилизированным достигаетс  при меньших температурно-временных воздействи х. Однако, из-за слабой термостойкости большинство нолимероц св зующего из нестабилизированного материала не получило широкого распространени . В частности только лищь дл  обеспечени  достаточной адгезии св зующего к корпусу инструмента необходимо иметь два аппарата соответственно дл  нестабилизированного и стабилизированного полимерного кип щего сло . Всего же дл , осуществлени  известного способа изготовлени  абразивного инструмента необходимо , оказываетс , иметь три аппарата . Необходимо также учесть, что в процессе термического воздействи  окисл етс  не только определ ющий прочность адгезионного соединени  тонкий граничащий с металлом слой полимера, но и полимер в объеме. Длительное нахождение полимера в расплавленном виде на поверхности корпуса инструмента приводит к увеличению степени окислени . Вследствие окислени  полимера его физико-механические и химические свойства существенно ухудшаютс , в результате чего резко уменьшаетс  адгези  св зующего к абразиву и срок службы инструмента, а качество ухудщаетс . Цель изобретени  - усовершенствование технологического процесса изготовлени  при обеспечении высокого качества абразивного инструмента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, при котором .порошкообразное св зующее и абразивное зерно нанос т на нагретую основу инструмента в атмосфере псевдоожиженного сло , предварительно готов т смесь из указанных материалов и псевдоожижают эту смесь, а основу инструмента перемещают возвратнопоступательно в пределах высоты псевдоожиженного сло  смеси. В случае использовани  в качестве св зующего непол рных или слабопол рных полимеров с целью улучшени  адгезии абразивного сло  с основой корпуса, предварительно готов т смесь из порошка нестабилизированного и стабилизированного полимера при соотношении компонентов (Bec.Vq): Нестабилизцрованный полимер5-20 Стабилизированный полимер80-95 при этом дисперсность порошка нестабилизированного полимера выбирают равной (1 -10) дисперсности порошка стабилизированного полимера, а основу инструмента предварительно выдерживают над слоем псевдоожиженного полимера до образова-, ни  окисленного подсло , после чего основу погружают в слой смеси абразивного порошка и стабилизированного св зующего. Скорость перемещени  основы инструмента в пределах псевдоожиженного сло  составл ет 0,01-0,02 м/сек. Способ осуществл етс  следующим образом . Основу инструмента, на которую необходимо наносить абразивно-полимерный слой, нагревают до температуры оплавлени  св зующего. Затем основу помещают в псевдоожиженный (кип щий) слой смеси порошкообразного св зующего и абразива, затем производ т возвратно-поступательное передвижение ее в пределах высоты кип щего сло , в течение времени, необходимого дл  обеспечени  заданной толщины абразивного сло . Во врем  псевдоожижени  массы происходит разделение (сепараци ) различных по весу частиц. При этом структура кип щего сло  по его высоте распределены таким образом, что на верхней части сло  располагаютс  преимущественно более легкие частицы, а в нижней части -- более т желые частицы. Возвратно-поступательное движение основы с определенной скоростью в пределах вйсоты кип щего сло  обеспечивает более равномерное распределение абразивных частиц и св зующего в абразивном инструменте . В дальнейшем изделие с нанесенным абразивным слоем подвергают термообработке при температуре выше температуры плавлени  св зующего, необходимой дл  дооплавлени  св зующего и формировани  контакта между сло ми. При создании абразивного сло  на теплоемкой основе необходимость в такой термообработке может отсутствовать , поэтому эти издели  подвергают охлаждению непосредственно после извлечени  детали из аппарата дл  нанесени . В тех случа х, когда в качестве св зук щего примен ют непол рный или слабопол рный полимер, а ответственным за адгезию св зующего к корпусу  вл етс  тонкий окисленный слой полимера, используют в качестве св зки порошкообразный материал , состо щий из нестабилнзированного и стабилизированного полимера. Весовые соотношени  компонентов смеси определ ют расчетным методом из отношени  необхрдимых толщин рабочих слоев абразивного инструмента. Толщина сло  зависит от термостойкости полимера, скорости диффузии кислорода через расплав, каталитической активности поверхности издели  и других факторов , определ ющих изменение адгезии. г, В этом случае при псевдоожижении приготовленной смеси нйд псевдоожиженным слоем, содержащим абразивный порошок и порошок стабилизированного св зующего, образуетс  сепарированна  область, состо ща  только из мельчайших частиц нестабилизированного полимера. Изделие вначале помещают в эту сепарированную область и выдерживают в ней до тех пор, пока не образуетс  тонка  пленка полимера. Будучи тонкой , эта пленка быстро окисл етс , образу  окисленный подслой между основой и впоследствии образуем} 1м абразивным слоем. Дл  хорошей адгезии последнего с основой толщина подсло  должна составл ть не более 0,,05 мм. Более толстый окисленный подслой  вл етс  хрупким и поэтому ухудшает прочностные свойства инструмента . Затем основу погружают в псевдоожиженный слой абразивной смеси, осуществл   возвратно-поступательное движение с определенной скоростью в пределах высоты кип щего сло . i Гранулометрический состав смеси выбирают таким образом, чтобы во врем  псевдоожижени  смеси происходило ее разделение с образованием над слоем абразивного порошка и св зующего сло  порошка нестабилизированного полимера. Дл  этого дисперсность порошка нестабилизированного полимера выбирают равной (1 -10) дисперсности порошка стабилизированного полимера, а количество этого порошка берут равным 5-20% от веса св зующего. На практике размер порошка нестабилизированного полимера выбирают равным 25- 100 мкм, а стабилизированного мкм. Выбранна  скорость перемещени  основы обеспечивает осаждение определенного количества абразива и св зующего. При движении основы с большей скоростью может происходить растекание в зкотекучего абразивного сло  за счет инерционнь х сил. Пример J. Проведена проверка возможности и эффективности изготовлени  абразивного инструмента предлагаемым методом с использованием в качестве основы- сталь 45 и в качестве св зующего - поликапроамИд (пол рный полимер марки Б) с зернистостью 100-250 мкм, а в качестве абразивного зерна - электрокорунд белый ЭБ с зернистостью - 8. Цилиндрическую ,основу абразивного инструмента нйгревают до 230-250°С и помещают в кип щий слой, состо щий из полимер-абразивной смеси. Затем в пределах высоты кип щего осуществл ют возвратно-поступательное движение основы абразивного инструмента со скоростью 0,01-0,02 м/сек в течение 20-150 сек. После достижени  необходимой толщины изделие извлекаетс  из аппарата псевдоожижени  и охлаждаетс , Пример 2: Проведена проверка возможности и эффективности изготовлени  абразивного инструмента предложенным мето использованием в качестве основы „ 5, в качестве св зующего пентон, а качестве абразивных зерен - электроg g зернистостью - 8. Расчет композиции осуществл етс  следующим образом: нестабилизированный пентон составл л 12,5 вес. /о с размерами частиц 25-100 мкм и 87,5 вес. % - стабилизированный с величиной частиц 100- 250 мкм. Цилиндрическую основу нагревают до 250°С, затем основу выдержи1вают 2-5 сек над псевдоожиженным слоем (толщина окисленного подсло  0,04-0,05 мм). Дальше основу медленно опускают в псевдоожиженный слой и в пределах высоты этого сло  осуществл ют возвратно-поступательное движение издели  со скоростью 0,01 - 0,02 м/сек в течение 20-150 сек до достижени  необходимой толщины абразивоносного сло . Затем извлекают изделие из аппарата , производ т термообработку при 250°С в течение 10 мин дл  дооплавлени  св зующего. Охлаждение осуществл ют в воде при 15-20°С. Сравнительное исследование адгезии пентона (нестабнлизированного и стабилизированного ) показало, что адгез:и  полимер10242 5 ного сло , полученного с промежуточным тонким окисленным подслоем из нестабилизированного пентона в 20-30 раз больше, чем адгези  полимерного сло  из термостабилизированного пентона, такой же толщины и полученного при аналогичных термических режимах без промежуточного подсло , Таким образом, в предлагаемом способе в качестве металлической основы можно лримен ть любой металл или сплав. Однако ю при этом необходимо учитывать адгезию св зующего к данному металлу или сплаву. Известно, что полимеры хорошо прилипают к стали. В качестве св зующего, например, можно использовать полиамидные смолы. а в качестве абразивного зерна алмаз, кар- 5 бид кремни , электрокорунд белый, карбид бора, абразивные микропорошки (например , окись хрома) и т. д. 53 6 Конструкци  (форма) образивного инструмента дл  применени  предлагаемого способа может быть самой разнообразной и зависит главным образом от формы обрабатываемой поверхности. Сравнительный анализ известного и предлагаемого способов изготовлени  абразивных инструментов показал, что предлагаемый способ изготовлени  инструмента за счет совершенствовани  технологии позвол ет уменьшить себестоимость в 2-2,5 раза , а также улучшает шероховатость поверхности обработанной детали на 3-4 класса . При этом отсутствуют неравномерный износ рабочей поверхности инструмента за счет равномерного распределени  абразива и св зующего в рабочем слоем инструмента .

Claims (3)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, при котором на нагретую основу инструмента наносят порошкообразное связующее и абразивные зерна в атмосфере псевдоожиженного слоя и производят термообработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качества инструмента, предварительно готовят смесь порошкообразного связующего и абразива и псевдоожижают эту смесь, а основу инструмента перемещают возвратно-поступательно в пределах высоты псевдоожиженного слоя смеси.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения адгезии основы с абразивным слоем при использовании в качестве связующего порошка неполярного и слабополярного полимера, связующее готовят из нестабилизированного и стабилизированного полимера при соотношении компонентов, вес. %:

Нестабилизированный полимер 5—20

Стабилизированный полимер 80—95 при этом дисперсность порошка нестабилизированного полимера выбирают равной (1—10) дисперсности порошка стабилизированного полимера, а основу инструмента предварительно выдерживают над слоем псевдоожиженного полимера до образования окисленного подслоя, после чего основу погружают в псевдоожиженную абразивную смесь из абразивного порошка и ста- ** билизированного полимера.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что возвратно-поступательное перемещение основы инструмента в пределах высоты псевдоожиженного слоя смеси осуществляют со скоростью 0,01—0,02 м/сек.

SU „„1024253