SU536953A1

SU536953A1 - Abrasive mass

Info

Publication number: SU536953A1
Application number: SU2099103A
Authority: SU
Inventors: Валерий Тихонович Чалый; Валентин Васильевич Рогов; Вера Васильевна Ефанова; Анатолий Ефимович Шило; Александр Петрович Денисенко; Аркадий Иванович Гришаев; Владимир Леонидович Приходько
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Свехтвердых Материалов Ан Украинской Сср
Priority date: 1975-01-30
Filing date: 1975-01-30
Publication date: 1976-11-30

Description

1one

Изобретение относитс к составам абразивных масс дл изготовлени абразивного инструмента , предназначенного дл чистовой обработки материалов.The invention relates to compositions of abrasive masses for the manufacture of an abrasive tool intended for finishing materials.

Известны абразивные массы, содержащие абразив, например алмаз, кубический нитрид бора или их смесь с вторым абразивом: карбидом кремни зеленым, окисью цери и другими , эпоксидную смолу, отвердитель, твердую смазку, наполнители, а также катализаторы .Abrasive masses containing abrasive are known, for example diamond, cubic boron nitride or their mixture with a second abrasive: silicon carbide green, cerium oxide and others, epoxy resin, hardener, solid lubricant, fillers, as well as catalysts.

Однако инструмент, изготовленный из этой массы, не обеспечивает высокой производительности . Кроме того, поверхность материалов , обработанна таким инструментом, имеет царапины.However, a tool made from this mass does not provide high performance. In addition, the surface of the materials treated with such a tool has scratches.

Это объ сн етс большим значением модул эластичности композиции, не обеспечивающей надлежащей жесткости и прочности закреплени образивных зерен.This is due to the large value of the modulus of elasticity of the composition, which does not provide adequate rigidity and strength of fixation of the abrasive grains.

Использование св зующего, например эпоксидной смолы, в жидком состо нии ухудшает технологичность массы и ограничивает возможность изготовлени широкого ассортимента инструмента, так как св зующее полимеризуетс при комнатной температуре, что вызывает преждевременное отверждение массы.The use of a binder, such as an epoxy resin, in a liquid state impairs the processability of the mass and limits the ability to manufacture a wide range of tools, since the binder polymerizes at room temperature, which causes premature curing of the mass.

Цель изобретени - повышение производительности и качества финишной обработкиThe purpose of the invention is to improve the performance and quality of finishing

материалов, улучшение технологии изготовлени инструмента.materials, improved tool manufacturing technology.

Это достигаетс тем, что в состав абразивной массы ввод т эпоксидную смолу с молекул рным весом от 1000 до 5000 совместно с коррозионно-активным веществом - наполнителем , реагирующим с поверхностью обрабатываемого материала, а также катализатор, например комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюмини .This is achieved by incorporating an epoxy resin with a molecular weight from 1000 to 5000 together with a corrosive active substance - a filler that reacts with the surface of the material being processed, as well as a catalyst, such as a complex compound of boron trifluoride with amine or aluminum hydroxide. .

При этом с целью улучшени технологии изготовлени инструмента эпоксидна смола, отвердитель, коррозионно-активное вещество,At the same time, in order to improve the technology of making the tool, epoxy resin, hardener, corrosive agent,

комплексное соединение трехфтористого бора с амином или гидроокись алюмини берут в порошкообразном состо нии.The boron trifluoride complex compound with the amine or aluminum hydroxide is taken in a powder state.

Введение высокомолекул рной смолы с молекул рным весом от 1000 до 5000 обуславливаетс ее высокой «смолоемкостыо, адгезией к абразиву и наполнителю, стойкостью к коррозионному действию растворов солей и кислот, прочностью и устойчивостью к истиранию .The incorporation of a high molecular weight resin with a molecular weight of from 1000 to 5000 is due to its high resin capacity, adhesion to abrasive and filler, resistance to the corrosive action of salt solutions and acids, strength and resistance to abrasion.

В качестве коррозионно-активных веществ примен ют, например, сульфат железа, меди, алюмини , цинка, марганца, кадми , аммони ; хлорид алюмини , железа, никел , маргапца , магни , кальци , цинка, натри , лити ,As corrosive substances, for example, ferrous sulfate, copper, aluminum, zinc, manganese, cadmium, ammonium are used; aluminum, iron, nickel, manganese, magnesium, calcium, zinc, sodium, lithium chloride,

кали ; нитрат меди, натри , кали ; сульфитpotassium; copper, sodium, potassium nitrate; sulfite

марганца, натри ; фторид аммони , натри ; их эквимолекул рную смесь. Может быть применена энтандионова и нтарна кислоты. Эти вещества имеют высокую агрессивную способность в состо нии раствора или расплава по отношению к обрабатываемому материалу .manganese, sodium; ammonium fluoride, sodium; their equimolecular mixture. Entandionic and succinic acids can be used. These substances have a high aggressive capacity in the state of solution or melt with respect to the material being processed.

Трехфтористый бор с амином или гидроокись алюмини - это катализаторы, которые ввод т в абразивную массу дл существенного повыщени отверждени массы в пресс-форме, ее физико-механических показателей, что повышает работоснособность инструмента.Boron trifluoride with amine or aluminum hydroxide are catalysts that are injected into the abrasive mass to significantly increase the curing of the mass in the mold, its physical and mechanical properties, which increases the performance of the tool.

Именно эти катализаторы сокращают врем термической обработки в 3-6 раз.It is these catalysts that reduce the heat treatment time by 3-6 times.

Следует отметить, что про вление действи комплексного коррозионно-активного вещества при условии его содержани в массе от 3 до Г5 об. % имеет место только в инструменте на основе высокомолекул рной эпоксидной смолы. Зто объ сн етс тем, что эта смола отличаетс высокой «смолоемкостью, адгезией и стойкостью к действию коррозионных солей и кислот. При использовании других смол, не обладающих вышеуказанными свойствами , поставленна цель не достигаетс , а увеличение коррозионно-активного вещества в абразивной массе вызывает разрушение рабочего сло инструмента.It should be noted that the manifestation of the action of a complex corrosive substance under the condition of its content in the mass from 3 to G5 vol. % occurs only in a high molecular weight epoxy resin instrument. This is due to the fact that this resin is characterized by a high "resin capacity, adhesion and resistance to the action of corrosive salts and acids. When using other resins that do not possess the above properties, the goal is not achieved, and an increase in the corrosive substance in the abrasive mass causes destruction of the working layer of the tool.

В качестве твердой смазки примен ют, например , дисульфид и диселенид вольфрама, фторпласт, дисульфид молибдена, гексагональный нитрид бора и другие известные смазки.As a solid lubricant, for example, disulfide and tungsten diselenide, fluoroplast, molybdenum disulfide, hexagonal boron nitride and other known lubricants are used.

Используемый абразив - смесь алмаза или кубического нитрида бора с вторым абразивом , например окисью алюмини , тори , карбидом бора, кремни , циркони , двуокисью кремни , цери , нитридом кремни и др.The abrasive used is a mixture of diamond or cubic boron nitride with a second abrasive, for example, alumina, thorium, boron carbide, silicon, zirconium, silica, cerium, silicon nitride, etc.

Компоненты абразивной массы вз ты в следующем соотношении, об. %:The components of the abrasive mass are taken in the following ratio, vol. %:

Абразив6-65Abrasive6-65

Эпоксидна смола15-60Epoxy resin15-60

Отвердитель5-45Hardener 5-45

Катализатор0,5-5Catalyst 0.5-5

Тверда смазка5-25 Коррозионно-активное вещество 3-15Solid lubricant5-25 Corrosive 3-15

При составлении оптимальной рецептуры абразивной массы дл обработки конкретного материала учитывают фактор избирательности действи коррозионно-активного вещества . Например, дл стали выбирают растворы нитратов слабых оснований, а при щлифовании стекла используют, например, этандиановую кислоту, сульфат железа и цинка, хлорид железа, меди и цинка.In formulating the optimal abrasive mass formulation for processing a particular material, the selectivity factor of the corrosive substance is taken into account. For example, solutions of nitrates of weak bases are chosen for steel, and for grinding glass, for example, ethanedioic acid, ferrous sulfate and zinc, ferric chloride, copper and zinc are used.

Повышенна прочность и химическа активность абразивной массы существенно повышают режущие свойства инструмента - производительность и качество финишной обработки материалов.The increased strength and chemical activity of the abrasive mass significantly increase the cutting properties of the tool - the performance and quality of finishing materials.

Пример 1. Компоненты абразивной массы берут в следующем соотнощении, об. %:Example 1. The components of the abrasive mass taken in the following proportions, about. %:

Абразив:Abrasive:

синтетический алмаз:synthetic diamond:

АСМ 14/1025,0AFM 14 / 1025.0

окись тори 16,5thorium oxide 16.5

Эпоксидна смола с молекул рным весом 350030,0Epoxy resin with a molecular weight of 350030.0

Отвердитель, например анилинофенолформ альдегидна смола10,0Hardener, for example anilinofenolform aldehyde resin 10.0

Катализатор, напримерCatalyst, for example

комплекс трехфтористого бора с бензиламином0,5boron trifluoride complex with benzylamine 0.5

Тверда смазка, напримерSolid lubricant for example

дисульфид вольфрама15,0tungsten disulfide15.0

Коррозионпо-активное вещество , например сульфат цинка3,0Corrosion-active substance, such as zinc sulfate3,0

Технологи изготовлени абразивного инструмента включает следующие операции: синтез высокомолекул рной эпоксидной смолы , дозирование компонентов по расчету, смешивание в барабане тина НИА-С14 по режиму: коэффициент заполнени - 0,3, скорость вращени барабана - 30 об/мин, врем - 6 час; дозирование композиции на заданный типоразмер инструмента, загрузка в прессформу , прессование абразивного сло по режиму: температура -160±5°С, давление - 300±25 кг/см, выдержка -30-50 мип, крепление абразивного сло к корпусу инструмента .The technology of making an abrasive tool includes the following operations: synthesis of high-molecular epoxy resin, dispensing components by calculation, mixing in a drum of NIA-C14 tina according to the mode: filling factor — 0.3, drum rotation speed — 30 rpm, time — 6 hours; dosing the composition to a given standard size of the tool, loading into the mold, pressing the abrasive layer according to the mode: temperature -160 ± 5 ° C, pressure - 300 ± 25 kg / cm, holding -30-50 mip, fixing the abrasive layer to the tool body.

Синтез высокомолекул рной смолы осуществл ют в емкости из нержавеющей стали, снабженной .мешалкой, обогревателем и охлаждающим устройством. Высокомолекул рную смолу получают в указанной емкости путем сплавлени низкомолекул рной эпоксидной смолы с молекул рным весом 450- 600 и содержанием эпоксигрупп 14-21 с диоксидифенилпропаном при температуре 170- 200°С в течение 1,5-2 час. Полученную смолу охлаждают и дроб т до мелкодисперсного состо ни .The synthesis of the high molecular weight resin is carried out in a stainless steel tank equipped with a stirrer, a heater and a cooling device. A high molecular weight resin is obtained in this container by fusing a low molecular weight epoxy resin with a molecular weight of 450-600 and an epoxy content of 14-21 with dioxydiphenylpropane at a temperature of 170-200 ° C for 1.5-2 hours. The resulting resin is cooled and crushed to a fine state.

Пример 2. Технологи изготовлени абразивного инструмента аналогична примеру 1, а соотношение компонентов следующее, об. %: Синт. алмаз АСМ 14/1025,0Example 2. The technology of making an abrasive tool is similar to Example 1, and the ratio of components is as follows, %: Sint. diamond AFM 14 / 1025.0

Эпоксидна смола с молекул рным весом 100053,7 Отвердители, например:Epoxy resin with a molecular weight of 100053.7 Hardeners, for example:

анилино-фенолформальдегидна aniline-phenol formaldehyde

смола4,0resin4.0

адининова кислота7,0adinic acid7.0

Катализатор, например комплекс трехфтористого бора с бензиламином2 ,3Catalyst, for example, boron trifluoride complex with benzylamine 2, 3

Тверда смазка, напримерSolid lubricant for example

фторопласт5,0fluoroplast5.0

Коррозионно-активный компонент , например хлоридCorrosive component, for example chloride

железа3,0iron3.0

Пример 3. Технологи изготовлени инструмента аналогична примеру 1 при следующем соотношении компонентов абразивной массы, об. %:Example 3. Tool manufacturing techniques are similar to Example 1 with the following ratio of abrasive mass components, vol. %:

Абразив:Abrasive:

кубический нитрид бораcubic boron nitride

КОС 40/2825,0CBS 40 / 2825.0

иитрид кремни 15,0silicon nitride 15.0

Эпоксидна смола с молекул рным весом 350033,0 Отвердитель, например анилинофенолформальдегидна смола8,5 Катализатор, например фентиазин1 ,5Epoxy resin with a molecular weight of 350033.0 Hardener, for example anilinophenol-formaldehyde resin8.5 Catalyst, for example fentiazin1, 5

Тверда смазка, напримерSolid lubricant for example

фторпласт7,0fluoroplast7.0

Коррозионно-активный компонент , например хлорид железа3,0Corrosive component, such as ferric chloride3.0

В случае применени в качестве отвердител коллоидного металла, например кадми , последний смешивают с эпоксидной смолой по электролитическому методу, при этом примен ют 5%-ный раствор полимера в толуоле.If a colloidal metal is used as a hardener, for example cadmium, the latter is mixed with epoxy resin using an electrolytic method, using a 5% polymer solution in toluene.

Электролитом служит водный раствор формиата кадми (25 г/л), а смешивание производ т при плотности тока на катоде 14- 16 а/Дм в течение 30 мин. Полученную смесь термически обрабатывают при 110°С до получени твердого продукта. После измельчени смолу смешивают с остальными компонентами по технологии, аналогичной примеру 1.An electrolyte is an aqueous solution of cadmium formate (25 g / l), and mixing is carried out at a cathode current density of 14-16 a / DM for 30 minutes. The resulting mixture is thermally treated at 110 ° C to obtain a solid product. After grinding, the resin is mixed with the other components according to a technology similar to Example 1.

Изготовленные суперфинишные бруски, например , при обработке желобов колец шарикоподшипников показывают повышение производительности обработки в 1,7-2,6 раза, чистоты поверхности на 1-2 класса; износ брусков уменьшаетс в среднем на 20% по сравнению с инструментом на известных абразивных массах. При доволочном шлифовании оптического стекла производительностьMade superfinishing bars, for example, when processing the grooves of ball-bearing rings, they show an increase in processing performance 1.7-2.6 times, surface finish by 1-2 classes; bar wear is reduced by an average of 20% compared to tools on known abrasive masses. When finishing grinding optical glass performance

повышаетс в 1,8-3 раза, класс чистоты на 1-2 класса, при этом отсутствуют царапины и риски. того, при изготовлении инструмента врем термической обработки снижаетс до 12 раз.increases by 1.8-3 times, the grade of purity is 1-2 grade, while there are no scratches and risks. Moreover, during the manufacture of the tool, the heat treatment time is reduced to 12 times

Claims

1. Abrasive mass for the manufacture of tools, including abrasive, for example

diamond, cubic boron nitride or a mixture of them with a less hard abrasive, epoxy resin, hardener, solid lubricant and fillers, is different from the fact that, in order to increase the productivity and quality of machining of parts, it has epoxy resin with a molecular weight from 1000 to 5000 together with fillers of a corrosive substance and a complex compound of boron trifluoride with amine or aluminum hydroxide, while the components are taken in the following ratio, vol. %:

Abrasive6-65

Epoxy resin15-60

Hardener 5-45

Hard grease 5-25

Corrosive active

substance3-15

Boron trifluoride complex compound with amine or aluminum hydroxide 0, 5-5

2. An abrasive mass according to claim I, characterized in that, in order to improve the epoxy tool manufacturing technology

resin, hardener, corrosive agent and complex combination of boron trifluoride with amine or aluminum hydroxide are taken in powder form.