SU1653940A1

SU1653940A1 - Compound for impregnating abrasive tools

Info

Publication number: SU1653940A1
Application number: SU884612304A
Authority: SU
Inventors: Виктория Витальевна Якушева
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1988-12-05
Publication date: 1991-06-07

Abstract

Изобретение относитс к абразивной обработке, в частности к пропитке абразивного инструмента. Цель изобретени - повышение эксплуатационных свойств инструмента путем снижени температуры и мощности шлифовани . Состав содержит стеариновую кислоту, гидроксид кали , мочевину и гидроксид алюмини при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: мочевина 11-15; гидроксид алюмини 2,5- 3,5; гидроксид кали 1-2; стеаринова кислота остальное. 2 табл.The invention relates to abrasive machining, in particular to the impregnation of an abrasive tool. The purpose of the invention is to improve the performance properties of the tool by reducing the temperature and grinding power. The composition contains stearic acid, potassium hydroxide, urea and aluminum hydroxide in the following ratio of ingredients, wt.%: Urea 11-15; aluminum hydroxide 2.5-3.5; potassium hydroxide 1-2; stearic acid else. 2 tab.

Description

Изобретение относитс к абразивной обработке, в частности касаетс пропитки абразивного инструмента.The invention relates to abrasive machining, in particular, to the impregnation of an abrasive tool.

Цель изобретени - повышение эксплуатационных свойств инструмента путем снижени температуры и мощности шлифовани .The purpose of the invention is to improve the performance properties of the tool by reducing the temperature and grinding power.

Состав содержит стеариновую кислоту, гидроксид кали , мочевину и гидроксид алюмини при следующем соотношении ингредиентов , мас.%:The composition contains stearic acid, potassium hydroxide, urea and aluminum hydroxide in the following ratio of ingredients, wt.%:

Мочевина11-15Urea11-15

Гидроксид алюмини 2,5-3,5Aluminum hydroxide 2.5-3.5

Гидроксид кали 1-2Potassium hydroxide 1-2

Стеаринова Stearinova

кислотаОстальное.Acid Else.

Стеаринова кислота широко используетс в составах дл механической обработки металлов как основное смазывающее и охлаждающее вещество. Однако, облада ог- РЭНИЧРННЫМ температурным диапазоном, внутри которого сохран ютс ее высокие реологические свойства, она не может быть успешно использована при интенсификации процесса шлифовани . В предлагаемом составе, помимо обычного назначени , играет роль среды дл взаимного растворени Stearic acid is widely used in machining of metals as the main lubricant and coolant. However, it has an ogranic temperature range, within which its high rheological properties are preserved, it cannot be successfully used in the intensification of the grinding process. In the proposed composition, in addition to the usual purpose, plays the role of medium for mutual dissolution

остальных ингредиентов. Поскольку необходимым условием проведени упом нутого процесса вл етс наличие насыщенной смеси, использование компонента в количестве , большем указанного предела, нецелесообразно . Кроме того, при излишке стеариновой кислоты состав по своим технологическим свойствам приближаетс к действию чистого вещества.the remaining ingredients. Since a prerequisite for carrying out the above process is the presence of a saturated mixture, the use of a component in an amount greater than the specified limit is impractical. In addition, with an excess of stearic acid, the composition of its technological properties is close to the action of a pure substance.

Снижение процентного содержани также нежелательно ввиду чрезмерного уплотнени среды в процессе изготовлени состава и,как следствие, снижени растворимости гидроксида алюмини . При эксплу- атации подобных концентрационных вариантов в зоне резани скапливаютс излишки продуктов высокотемпературного разложени , что отрицательно сказываетс на коэффициенте трени и соответственно мощности микрорезани .A decrease in the percentage is also undesirable because of the excessive consolidation of the medium during the manufacture of the composition and, as a consequence, the solubility of aluminum hydroxide. During operation of such concentration variants in the cutting zone, surpluses of high-temperature decomposition products accumulate, which negatively affects the coefficient of friction and, accordingly, the power of micro-cutting.

Мочевина примен етс в качестве вещества , способствующего переходу в раствор нерастворимого в стеариновой кислоте А(ОН)з через образование комплекса с мочевиной , обладающего высокой фазовой устойчивостью в расплаве стеариновой кислоты.Urea is used as a substance that facilitates the transition into a solution insoluble in stearic acid A (OH) 3 through the formation of a complex with urea, which has a high phase stability in the melt of stearic acid.

о (Jo (j

GCGC

ч:h:

ёyo

Другим положительным свойством мочевины вл етс ее способность при термическом разложении (250° С и выше) образовывать циануровую кислоту в короткие промежутки контакта контртел, котора , как установлено при лабораторных исследовани х вл етс пассиватором поверхности абразивных зерен. Следствием названной особенности компонента вл етс снижение засаливани абразивного инструмента .Another positive property of urea is its ability, upon thermal decomposition (250 ° C and above), to form cyanuric acid in short contact intervals of the counterbody, which, as established by laboratory tests, is a passivator of the surface of abrasive grains. A consequence of this feature of the component is a reduction in the clogging of the abrasive tool.

При использовании в составе мочевины в количестве, большем указанных пределов, наблюдаетс ухудшение гомогенности среды и обратное расслоение импрегнатора. Кроме того, образуетс чрезмерное количество соответствующих продуктов термического разложени и, как следствие, повышение коэффициента трени и снижение эффективности состава.When used in the composition of urea in an amount greater than the specified limits, deterioration of the homogeneity of the medium and reverse separation of the impregnator are observed. In addition, an excessive amount of the corresponding thermal decomposition products is formed and, as a result, an increase in the coefficient of friction and a decrease in the effectiveness of the composition.

Недостаток вещества ведет к неполному переходу гидроксида алюмини в общий раствор, снижа качество и выход основного продукта.The lack of substance leads to an incomplete transition of aluminum hydroxide to the total solution, reducing the quality and yield of the main product.

Функциональное назначение гидроксида алюмини заключаетс в улучшении физико-химическиххарактеристик импрегнатора за счет образовани , растворимого в стеариновой кислоте комплекса с мочевиной. Наличие названного комплекса в основной среде улучшает адсорбцию состава при высоких температурах и повышает термоустойчивость гомогенной тройной системы.The functional purpose of aluminum hydroxide is to improve the physicochemical characteristics of the impregnator by forming a urea complex soluble in stearic acid. The presence of this complex in the main medium improves the adsorption of the composition at high temperatures and increases the thermal stability of the homogeneous ternary system.

Избыток компонента способствует формированию грубого шлама при термическом распаде состава в процессе абразивной обработки металла из-за насыщенности его раствора при изготовлении импрегнатора.The excess component contributes to the formation of coarse sludge during thermal decomposition of the composition in the process of abrasive machining of the metal due to the saturation of its solution in the manufacture of the impregnator.

Недостаток гидроокиси алюмини уменьшает концентрацию комплекса А1(ОН)з- карбамид, негативно отража сь на общих реологических свойствах трибосо- става.The lack of aluminum hydroxide reduces the concentration of the A1 (OH) 3-carbamide complex, negatively affecting the general rheological properties of the tribosomal composition.

Добавление небольшого количества гидроокиси кали повышает термостабиль- «ость состава и предотвращает разделение фаз при критической температуре стеариновой кислоты.The addition of a small amount of potassium hydroxide increases the thermal stability of the composition and prevents phase separation at the critical temperature of stearic acid.

Содержание КОН, большее указанных пределов, способствует процессу щелочного распада стеариновой кислоты и разложению мочевины. Уменьшение содержани компонента приводит к ухудшению трибо- технических качеств готового продукта.The content of KOH, greater than these limits, contributes to the process of alkaline decomposition of stearic acid and the decomposition of urea. A decrease in the component content leads to a deterioration in the tribo-technical qualities of the finished product.

Технологи изготовлени импрегнатора .Impregnator manufacturing techniques.

В реактор помещают 2/5 навески стеариновой кислоты, расплавл ют, добавл ютA 2/5 sample of stearic acid is placed in the reactor, melted, added

мочевину, затем внос т гидроокись алюмини , и смесь выдерживают в течение 30 мин (температура -140° С) с периодическим перемешиванием (2-3 раза по 1-2 мин). В указанный промежуток времени происходит формирование комплекса А1(ОН)з - карбамид и образование двухфазной (негомогенной ) среды. Затем температуру расплава поднимают до 150-155° С, выдерживают 60urea, then aluminum hydroxide is introduced, and the mixture is kept for 30 minutes (temperature -140 ° C) with occasional stirring (2-3 times for 1-2 minutes). In this period of time, the formation of complex A1 (OH) s - carbamide occurs and the formation of a two-phase (non-homogeneous) medium. Then the temperature of the melt is raised to 150-155 ° C, stand 60

мин и добавл ют навеску гидроксида кали , в течение последующих 30-40 мин происходит взаимное растворение компонентов и их полна гомогенизаци . На последнем этапе в реактор внос т остаток стеариновойminutes and a portion of potassium hydroxide is added, over the next 30-40 minutes, the components are mutually intermixed and they are completely homogenized. At the last stage, the residue is added to the reactor.

кислоты, расплавл ют, и готовый состав выдерживают 10-15 мин при двух- трехкратном перемешивании.the acids are melted and the prepared composition is kept for 10-15 minutes with stirring two to three times.

Пропитку кругов производ т при 98-105° С с неполным погружением в расплав торцовойThe wheels are impregnated at 98-105 ° C with incomplete immersion into the end melt

стороной и с выдержкой до по влени сплошной пленки импрегнатора на наружной его части.side and exposure to the appearance of a continuous film impregnator on its outer part.

Концентрат представл ет собой твердую , гомогенную, светло-коричневую массуThe concentrate is a solid, homogeneous, light brown mass.

с температурой плавлени , в зависимости от количественного содержани компонентов , лежащей в пределах 105-120° С. Готовый состав желтого или светло-коричневого цвета ст.пл. 87-95° С.with a melting point, depending on the quantitative content of the components, lying in the range of 105-120 ° C. The finished composition is yellow or light brown st.pl. 87-95 ° C.

По описанной технологии приготовлены 5 составов импрегнатора 3 в пределах предлагаемых концентраций и 2 на запредельные значени массовых соотношений. Примеры приготовлени составов импрегнатора приведены в табл.1.According to the described technology, 5 compositions of the impregnator 3 were prepared within the limits of the proposed concentrations and 2 for exorbitant mass ratios. Examples of the preparation of the composition of the impregnator are given in table 1.

Механизм действи импрегнатора исследуетс физико-химическими методами анализа тонких слоев и лабораторным моделированием прооцессов микрорезани . Основным фактором снижени энергозатрат, теплонапр женности и износа абразивного инструмента следует считать влени моди фикации поверхностей контакта контртел за счет адсорбции и накоплени частиц гидроThe mechanism of action of the impregnator is investigated by physico-chemical methods for analyzing thin layers and laboratory modeling of micro-cutting processes. The main factor in reducing energy consumption, heat stress and wear of an abrasive tool should be considered as a modification of the contact surfaces of the counterbody due to adsorption and accumulation of particles

окиси алюмини и продуктов пиролиза мочевины и стеариновой кислоты, привод щих к образованию изолирующих пленок с низким коэффициентом трени .alumina and pyrolysis products of urea and stearic acid, leading to the formation of insulating films with a low coefficient of friction.

Испытани провод т кругами маркиTesting conducted by brand circles

25А25пСТ1 6К8 на азотированных стал х мавки ЭЙ 415. Площадь шлифовани 4x100 мм. Абразивный инструмент подвергнут импрегнированию составами из табл.1 и составами , вз тыми за известный и базовый25А25пСТ1 6К8 on nitrided steel became X 415 AW. Grinding area 4x100 mm. The abrasive tool is subjected to impregnation with compositions from Table 1 and compositions taken as known and basic.

объект.an object.

Исследуют зависимость мощности и температуры в зоне шлифовани от величины истинного объема (при ширине обрабатываемой детали В 4 мм).Investigate the dependence of power and temperature in the grinding zone on the value of the true volume (with the width of the workpiece In 4 mm).

Режим обработки следующий: VKP - Зб м/с, Удет - 0.17 м/с, Snon - 0. t переменна .The processing mode is as follows: VKP - 3 m / s, Udet - 0.17 m / s, Snon - 0. t is variable.

Результаты испытаний приведены в табл.2.The test results are shown in table 2.

Claims

Composition for impregnating an abrasive tool, containing stearic acid, potassium hydroxide and urea, characterized in that, in order to increase its efficiency

the operational properties of an instumert by lowering the temperature and grinding power, the composition additionally contains aluminum hydroxide in the following ratio of ingredients, wt.%: Urea 11-15

Aluminum hydroxide 2.5-3.5 Potassium hydroxide 1-2

Stearic Acid Else

Table 1

table 2