SU1763161A1 - Материал дл магнитно-абразивной обработки - Google Patents

Abstract

Использование: изготовление магнитно-абразивного порошка дл  обработки подшипниковых сталей. Сущность изобретени : материал выполн ют в виде гранул, содержащих ферромагнитную составл ющую из сплава на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,2-1,0,титан 2,0-5,0,железо - остальное . Снаружи на грануле формируют оболочку из оксидов титана - абразивную составл ющую. Гранулы содержат составл ющие в следующих количествах, мас.%: ферромагнитна  составл юща  90-95, абразивна  составл юща  5-10. Материал получают распылением струи расплава водой . 1 табл.

Description

сл

С

Изобретение относитс  к области чистовой обработки, а именно к материалам дл  магнитно-абразивной обработки подшипниковых сталей.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности обработки подшипниковых сталей за счет подбора составл ющих материала и выбора их оптимального соотношени .

Материал дл  магнитно-абразивной обработки выполн ют в виде гранул, содержащих ферромагнитную составл ющую из сплава на основе железа следующего состава , мас.%:

Углерод0,2-1,0

Титан2,0-5,0

ЖелезоОстальное

и абразивную составл ющую из оксидов титана , причем составл ющие вз ты в следующих количествах, мас.%:

Ферромагнитна  составл юща  90-95

Абразивна  составл юща 5-10

Материал получают распылением струи расплава водой или окисл ющей газовой средой.

Образованию пленки оксидов титана на поверхности гранул способствует контакт диспергировани  капель расплава, а затем охлаждающихс  гранул с кислородсодержащей средой распылени . Преимущественное содержание оксидов титана в составе оксидной пленки на поверхности гранул объ сн етс  более высоким сродством кислорода с титаном, чем с железом. Дл  обеспечени  максимальной работоспособности магнитно-абразивного материала окисна  пленка на поверхности гранул должна иметь достаточную толщину, что достигаетс  при определенном содержании титана в расплаве. При содержании титана в диспергируемом сплаве менее 2% толщина пленки оксидов не превышает 2 мкм, что не обеспеXJ

О СО

сЈ

чивает высоких абразивных свойств материала . Выплавка и особенно распыление сплава с содержанием титана более 5% затруднена из-за резкого увеличени  в зкости сплава и образовани  толстого сло  плотного шлака, преп тствующего осуществлению распылени .

Физико-химические расчеты и экспериментальные измерени  показывают, что концентраци  титана в расплаве от 2 до 5% соответствует присутствию в полученном материале абразивной составл ющей в количестве 5-10% от массы гранул, что  вл етс  достаточным дл  обеспечени  его высокой работоспособности.

Получение материала дл  магнитно-абразивной обработки в виде гранул сплава железо-углерод-титан по известной схеме; выплавка сплава в индукционной печи - перелив в промежуточное устройство - распы- ление струи расплава представл ет значительные трудности в св зи с образованием на поверхности расплава в промежуточном устройстве плотного сло  титанистого шлака, затрудн ющего равно- мерное поступление металла через отверстие в зону распылени . В св зи с этим целесообразно проводить обработку расплава в промежуточном устройстве металлическим кальцием, Эта операци  осуществл етс  порционной присадкой металлического кальци  на поверхность переливаемого металла. Металлический кальций, активно взаимодейству  с образующимс  шлаком, окисл етс . При этом как шлак, так и металлический расплав дополнительно нагреваетс . Металлический расплав становитс  менее в зким, а шлак - более жидкоподвижным. Во избежание разбрызгивани  металла и шлака из промежу- точногоустройствапорции

присаживаемого металлического кальци  ограничиваютО,1 кг. Очередные порции металлического кальци  присаживают по мере его сгорани ,

В св зи с тем, что шлак из промежуточного устройства не удал етс , во избежание загр знени  гранулированного металлического порошка шлаком, последнюю порцию металла в промежуточном устройстве замо- раживают, закрыва  отверстие холодным стальным шариком или стальным штырем.

Пример. В индукционной печи ИСТ- 0,16 выплавили п ть сплавов на железной основе с содержанием титана 0,92; 1,03; 3,10; 4,95; 5,11%. Титан в виде пластин присаживали в печь за 5-10 минут до выпуска металла при температуре расплава 1620- 1650°С. После усвоени  титана и удалени  остатков шлака из печи металл переливали

в предварительно нагретое промежуточное устройство установки распылени . На поверхности металла в промежуточном устройстве быстро образуетс  плотна  пленка шлаков, котора  преп тствует распылению достаточно в зкого металла. Поэтому сразу после начала образовани  ванны металла в промежуточном устройстве на поверхность металла присаживали металлический кальций . В результате энергичного окислени  кальци  с выделением большого количества тепла шлак на поверхности металла разжижалс , а достаточно жидкоподвижный металл полностью проходил через донное отверстие диаметром 9 мм. Расход кальци  составил 0,5 кг на плавку массой 130 кг. Распыление струи расплава осуществл ли водой, давление которой в форсунке поддерживали на уровне 90 атм.

Содержание углерода во всех опытных сплавах составило 0,5-0,7%.

Сбор и охлаждение порошка осуществл ли в воде. После двухчасовой выдержки порошок сушили в электрической печи с неконтролируемой атмосферой на поддонах при толщине насыпанного сло  30-50 мм. После окончани  сушки порошок был рассе н на фракции +315; -315 + 200; -200 + 160; -160 мкм. Испытание опытных магнитно-абразивных материалов и материала, выбранного в качестве прототипа, проводили при обработке шарикоподшипниковой стали ШХ15. Абразивные свойства оценивали по величине съема металла за определенное врем  испытани . Результаты испытаний приведены в таблице.

Результаты испытаний магнитно- абразивных материалов.

Режимы обработки:

Частота вращени  заготовки 630

Продолжительность обработки 60 с.

Сила тока катушек намагничивани  4 А.

Рабочий зазор 2 мм.

Тип СОЖ-СИНМА-1

Материал-прототип имел следующий состав, мас.%: С -0,45; Si-2,52; Мп - 1,07; Р - 0,143; 0 - 0,83, железо - остальное.

Измерение шероховатости обработанных поверхностей на профилометре-проф- илографе модели 252 показало, что при разном весовом съеме как прототип, так и описываемый материал обеспечивают примерно равную чистоту поверхности в пределах 0,16-0,32 мкм за прин тое врем  испытаний.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Материал дл  магнитно-абразивной обработки , выполненный в виде гранул, содержащих ферромагнитную составл ющую из оплава на основе железа, содержащего углерод , и абразивную составл ющую, включающую оксиды, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности при обработке подшипниковых сталей, сплав дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Прототип

   Описываемый материал

   1,03 3,10 М5 5,11

   Углерод0,2-1,0;

   Титан2,0-5,0;

   ЖелезоОстальное,

   а гранулы содержат составл ющие в следующих количествах, мас.%:

   Ферромагнитна 

   составл юща 90-95;

   Абразивна  составл юща 5-10.

   -2GG+160 0,01(12

   из-за усломнени  выплавки и распылени 

   -200+160 -200+160 -200+160 -200+160

   0,0568 0,1236 0,1572 0,1602

   Нецелесообразно из-за усложнени  выплавки и распылени