Состав для пропитки абразивного инструмента

 

Изобретение относится к области абразивной обработки труднообрабатываемых металлов и сплавов без применения СОЖ или с применением масляных СОЖ. Целью изобретения является повьшение производительности шлифования за счет повышения эффективности пропиточного состава при высоких температурах . Состав для пропитки содержит карбамид, карбонат калия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбамид 5-15, карбонат калия 3,3-10, вода остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1386436 А 1 (51) 4 В 24 D 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4074564/40-08 (22) 04.06.86 (46) 07.04.88. Бюл. N9 13 (72) Ю.В.Доронин (53).621.922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 11228833006699, -кл. В 24 D 3/34, 1984. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ АБРАЗИВНОГО

ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к области абразивной обработки труднообрабатываемых металлов и сплавов беэ применения СОЖ или с применением масляных

СОЖ. Целью изобретения является повышение производительности шлифования за счет повышения эффективности пропиточного состава при высоких температурах. Состав для пропитки содержит карбамид, карбонат калия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: карбамид 5-15, карбонат калия

3,3-10, вода остальное. 2 табл.

1386436

Изобретение относится к пройэводству абразивного ииструмента и может быть использовано при шлифовании труднообрабатываемых материалов, 5 преимущественно сталей и титановых сплавов, беэ применения СОЖ или с масляными СОЖ.

Целью изобретения является повышение производительности шлифования труднообрабатываемых материалов.

Состав для пропитки абразивного инструмента содержит карбамид, воду и карбонат калия при следующем соотношении компонентов, мас.Х: 15

Карбамид 5 0-15,0

Карбонат калия 3,3-10, 0

Вода Остальное

Дополнительное введение в состав для пропитки абразивного инструмента, 20 содержащего карбамид, карбоната калия приводит к образованию в результате химической реакции между карбамидом и карбонатом калия цианата калия.

Реакция приводит к тому, что в порах 25 круга после пропитки и сушки находятся карбамид, карбонат калия и цианат калия. Цианат калия имеет температуру плавления 320 С, поэтому стружка, нагретая до высоких температур (1100- 30 о

1200 С), обволакивается тонким слоем расплавленных цианатов калия и карбамида и выносится иэ пор круга под действием центробежных сил. Более высокая температура плавления цианата калия, чем карбамида, приводит к.тому, что вместе со стружкой цианата калия выбрасывается значительно меньше, чем карбамида. Это приводит к тому, что в порах круга остается достаточное количество цианата калия, 40 являющегося химически активным веществом.

Расплав цианата калия в процессе шлифования окисляется кислородом воздуха, в результате чего образуются активные атомы азота и углерода, взаимодействующие с металлом, налипшим на абразивные зерна. На поверхности этого налипшего металла в результате химической реакции образуется карбо- 50 нитридный слой, имеющий высокую твердость, сопротивление износу, малый коэффициент трения. Этот слой прочно связан с налипшим металлом, не отслаивается и не выкрашивается. Образую- 55. щийся в процессе шлифования износо,стойкий карбонитриднМ4 слой выполняет роль высокотемпературной твердой смазки, предотвращающей схватывание налиншего на абразивные зерна металла с обрабатываемым металлом. Карбонитридный слой, как менее хрупкий, выдерживает значительно больше нагрузки, чем слой нитридов. Карбонитридный слой имеет значительно меньший коэффициент трения (0,22), чем нитридный слой (0,63), что снижает температуру в зоне шлифования. Кроме того, имея высокую твердость, карбонитридный слой осуществляет резание, что повышает режущую способность абразивного инструмента и снижает его износ.

Все это приводит к тому, что абразивный инструмент, пропитанный предлагаемым составом, долго сохраняет свои режущие свойства, позволяет шлифовать труднообрабатываемые материалы со значительно большей производительностью, чем инструмент, пропитанный известным составом для пропитки.

Указанное соотношение компонентов является оптимальным. При увеличении содержания карбамида свыше 15Х и карбоната калия свыше 10 ухудшаются условия размещения стружки в порах круга, что приводит к снижению производительности шлифования. При снижении содержания карбамида менее 5 и карбоната калия менее 3,3 . эффект от пропитки не наблюдается (из-эа малой концентрации активных атомов).

При увеличении количества карбамида более 15 и одновременном снижении количества карбоната калия менее

3 3 образуется недостаточное количество цианата калия, поэтому на поверхности налипшего металла образуется не прочный слой карбонитридов, а, в основном, хрупкий слой нитридов, что и приводит к снижению производительности шлифования. Увеличение количества карбоната калия более 10Х и одновременное снижение количества карбамида менее 5Х приводит к избытку химически малоактивного карбоната калия, имеющего высокую температуру плавления (896 С), что ухудшает условия удаления стружки из пор абразивного инструмента, ведет к засаливанию инструмента и снижению производительности шлифования.

Замена в составе для пропитки карбоната калия на карбонат натрия приводит к существенному снижению производительности шлифования. Это обьясняется более высокой температурой

1386436

5 0-15 0

3,3-10,0

Остальное

Таблица 1

Компоненты Состав для пропитки абразивного инструмента, мас.7

4 3 4

5 6 7 8 9

1 (извест ный) 10 15 20 . 5 10 15 1,7

10 5

Карб амид

Карбонат калия

Карбонат натрия

Вода

1,7 3 3 5 6,7

5 10 15 5

80 73,3

90

90 93 3 86?

90 80 70 93,3 плавления образующегося цианата натрия (520 С), по сравнению с цианатом калия. Это не только ухудшает условия удаления стружки из пор инструмента из-за меньшего оплавления

5 компонентов пропиточного состава при контакте со стружкой, но и снижает интенсивность образования активных атомов азота и углерода. 10

Состав для пропитки абразивного инструмента приготовляется путем растворения карбамида и карбоната калия в воде с температурой 20-40 С..

Абразивный инструмент пропитывается полученным раствором методом свободного капиллярного поднятия путем погружения в раствор на 1/2-2/3 высоты и выдержки в нем от 2-10 мин (инструмент на керамической связке) до .2-5 сут (инструмент на бакелитовой связке). После пропитки абразивный инструмент сушится при температуре

20-80 С в,течение 1-3 сут. Высушенный

6 круг готов к применению. 2$

Шлифовальные круги 4К80х32Х20

25А25ПСМ15К6 пропитывались составами, приведенными в табл. 1.

Круги пропитывались в течение

3 мин сушка — 1 5 сут при температуУ У

30 ре 80 С. Испытания пропитанных кругов велись на универсально-заточном стенке ЗМ642Е без СОЖ. Обрабатываемый материал — быстрорежущая сталь

Р9М4К8 (ИКС65-67).Режимы шлифования: скорость круга 19 м/с, скорость стола 0,04-0,06 м/с (ручная),глубина шлифования 0,04 мм/дв.ход.

Определялись мощность шлифова ния, шероховатость обработанной 10 поверхности, стойкость круга до появления прижога, коэффициент шлифования за период стойкости и максимальная глубина бесприжогового шлифования.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Предлагаемый состав для пропитки абразивного инструмента обеспечивает повышение производительности при шлифовании в 1,5-1,9 раза, мощность шлифования снижается в 1,2-1,4 раза, шероховатость — в 1,05-1,25 раза (до

1 разряда), стойкость круга увеличивается в 1,2-1,6 раза, коэффициент шлифования — в 1,1-1,2 раза по сравнению с известным составом для пропитки. Лучшие результаты обеспечивает состав 4 (карбамид 15Х, карбонат калия 57, вода 807).. Замена карбоната калия на карбонат натрия снижает производительность шлифования в 1,72 1 раза. Состав для пропитки на основе полимолибдатов металлов группы железа обеспечивает Ra 0,32 мкм при подачах 0,02-0,04 мм/об и скорости круга 30-35 м/с при шлифовании стали

Р6М5„ Предлагаемый состав обеспечивает

Ra 0,32 мкм при подаче 0,04 мм/дв.ход и скорости круга 19 м/с при шлифовании стали Р9М4К8, т.е. одинаковая шероховатость достигается при почти вдвое меньшей скорости круга. Круги, пропитанные предлагаемым составом, эффективны именно при работе в режиме самозатачивания, когда обеспечивается наибольшая производительность.

Формула и з обретения

Состав для пропитки абразивного инструмента, содержащий карбамид и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности шлифования труднообрабатываемых материалов, он дополнительно содержит карбонат калия при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Карбамид.

Карбонат калия

Вода

1386436

Габлица2

Показатели

2 3 4 5

1, (извест ный) 6 7 8

9 10 11

0,40

70 35 30 50 35

45 65 90 50 85

4,0

150

Составитель Н. Балашова

Редактор Л, Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор С. Шекмар

Заказ 1211/20 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

МОЩНОСТЬ ШЛИ фования, Вт 56

ШероховаI тость Ra мкм

Стойкость круга, дв.ход 55

Коэффициент шлифования 4,5

Максимальная глубина бесприжогового шлифования, мкм

Состав для пропитки абразивного инструмента, мас,7.

63 46 40 59 44 45 68 72 58 67

0,45 0,38 0,32 0,45 0,35 0,37 0,50 0,56 0,45 0,50

4,3 5,0 5,5 4,4 5,2 5,0 4,0 3,8 4,4

120 220 280 135 240 220 100 90 140 105