Состав для пропитки абразивного инструмента

 

Изобретение относится к абразивной обработке жаропрочных сплавов без применения СОЖ или с применением масляных СОЖ. Целью изобретения является повышение стойкости абразивного инструмента при шлифовании жаропрочных сплавов в режиме самозатачивания. Состав содержит воду, буру, фторид щелочного металла, окись хрома и гидрофосфат аммония, например аммофос, при следующем соотношении компонентов, мас.%: бура 10-20

фторид щелочного металла 1-3

окись хрома 4-10

гидрофосфатаммония (моно-или диаммоний фосфат или их смесь) 2-5

вода остальное. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

299 А1 (191 (111 (51)5 В 24 в /4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф у х

g Е

1-3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4435252/40-08 (.22) 01.06 ° 88 (46) 07.07.90. Бюл. t(25 (72) В.А.Михайлов и Ю.В.Доронин (53) 621.922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1349983 кл. В 24 D 3/34, 1986. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ АБРАЗИВНОГО

ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к абразив" ной обработке жаропрочных- сплавов без применения СОЖ или с применением

Изобретение относится к абразивной обработке жаропрочных сплавов, а именно к составам для пропитки абразивного инструмента на керамической связке, работающего в режиме самозатачивания беэ СОЖ или с применением масляных СОЖ.

Цель изобретения — повышение сТойкости абразивного инструмента при шлифовании жаропрочных сплавов в режиме самозатачивания.

Предлагаемый состав для пропитки абразивного инструмента содержит воду, буру, Фторид щелочного металла, окись хрома и гидрофосфат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.

Бура 10-20 фторид щелочного металла

Окись хрома 4-10 2 масляных СОЖ. Целью изобретения является повышение стойкости абразивного инструмента при шлифовании жаропрочных сплавов в режиме самозатачивания °

Состав содержит воду, буру, фторид щелочного металла, окись хрома и гидрофосфат аммония, например аммоФос, при следующем соотношении компонентов, мас.i,: бура 10-20,фторид щелочного металла 1-3, окись хрома

4"10, гидрофосфат аммония (моно- или диаммонийфосфат или их смесь) 2-5, вода остальное. 4 табл, Г и д р оф о с " ф;-т аммония 2-5

Вода О стальное

В качестве фторида щелочного металла может использоваться фтористый калий, натрий или литий.

В качестве гидрофосфата аммония моно- или диаммонийфосфат или их смесь (90.ь моно- и 103 диаммонийфосфата). При уменьшении содержания компонентов ниже описываемых значений не обеспечивается образования в достаточном количестве зкранируюц ей пленки (из-за недостатка фосфатов аммония и окиси хрома), не происходит достаточного для самозатачивания разупрочнения керамической связки (из-эа недостатка фторида ц елочного металла), а также не обеспечивается достаточного поступления импрегнатора в зону шлифования и к вновь вскрывшимся зернам (иэ-за недостатка легкоплавкой буры). При увеличении

1576299 содержания компонентов сверх .описываемых значений отсутствует дальнейший рост стойкости кругов, а излишнее количество Фторидов приводит к повышенному износу кругов.

Пропиточный состав готовится растворением в горячей воде (70 - 90 С) требуемого количества буры, фторида щелочного металла и фосфата аммония.

В приготовленный перенасыщенный раствор при постоянном перемешивании вводится окись хрома.

Презназначенные для пропитки круги очищаются от грязи и пыли и прокаливаются при температуре около 150 С. Горячие круги помещаются в гоРячий пропиточный состав на 1/2—

3/4 высоты. Пропитка осуществляется методом свободного капиллярного поднятия при постоянном перемешивании пропиточного состава. Круги выдержис ваются в пропиточном составе 310 мин. После пропитки круги сушатся на воздухе 30 — 60 мин, а затем в печи при температуре 85 - 95 С в течение 5 — 6 ч. После сушки круги готовы к работе.

B высушенном абразивном инструменте на поверхности зерен и связки 30 имеется пленка импрегнатора, состоящая из легкоплавкой (бура) и тугоплавкой (фторид щелочного металла и окись хрома) фаз, а также фазы со средней температурой плавления (фос- З5 фат аммония). При шлифовании под действием высоких температур бура о плавится (температура плавления 75 С) и обеспечивает транспортирование более тугоплавких фаз в зону обработки 40 и к вскрывающимся в результате самоэатачивания зернам. Попадая в зону шлифования, бура обеэвоживается (при

300 - 400 С) и кристаллизуется, в таком состоянии она выполняет Роль 45 твердой смазки (температура плавле" ния безводного тетрабората натрия

741 С) . Диаммонийфосфат в зоне шлифования разлагается при 70 С, выделяя аммиак, и превращается в моноаммонийфосфат. При более высоких температурах моноаммонийфосфат дальше разлагается с выделением воды до пирофосфата аммония, а затем до метафосфата аммония, образующего стеклообраэный расплав при 280 С. Метафосфат аммония выступает в роли смазки, а продукты его разложения, реагируя с налипшим на зерна металлом, образуют химические экранирующие пленки Фосфатов и нитридов. Фосфаты имеют очень низкий коэффициент трения (0,05), но нетеплостойки, нитриды теплостойки, но имеют высокий коэффициент трения. Частицы окиси хрома, имея достаточно высокую твердость, внедряются в налипший металл и предотвращают схватывание как при низких, так и при высоких температурах. Сочетание экранирующих пленок, образующихся химическим путем

"по месту" и механическим путем, исключает интенсивное схватывание.

Пленки фосфатов и боратов, имеющие низкий коэффициент трения, предотвращают налипание металла на скользящие и давящие зерна и связку.

В процессе пропитки кругов происходит разупрочнение керамической связки. В пропиточном растворе имеются ионы фтора (продукт диссоциации фторидов) и водорода (продукт диссоциации моно- и диаммонийфосфата), Эти ионы реагируют с окисью кремния, составляющей основу керамической связки. В результате реакции образуется газообразный Фтори,". кремния и вода, Разупрочнение керамической связки способствует лучшему самозатачиванию абразивного инструмента, Таким образом, использование предлагаемого пропиточного состава обеспечивает устойчивую работу абразивного инструмента в режиме самозата=. чивания, исключает интенсивное налипание металла на зерна. Это позволяет резко сократить число правок и повысить стойкость инструмента.

Фтористый калий, натрий и литий при растворении в воде диссоциируют с образованием иона фтора. Поэтому

Они являются эквивалентами.

Моно- и диаммонийфосфат при растворении в воде диссоциируют с образованием ионов водорода, а при разложении в зоне шлифования образуют метафосфат аммония. При этом обеспечиваются близкие результаты, что позволяет признать их эквивалентами.

При использовании в качестве фторидов щелочного металла фтористого натрия или лития пропитанный абразивный инструмент негигроскопичен и может. эксплуатироваться в условиях повышенной влажности.

Пример 1. Нлифовались образцы иэ жаропрочного сплава ЭИ 787

1576299

1-3 металла

Окись хрома

ГидрофосФат аммония

Вода

Испытания велись на следуюцем режиме: скорость круга 35 м/с, скорость детали 0,3 м/с, подача на врезаниеручная, припуск под обработку 23 мм. Определялись расход кругов, 2-5

Остальное

Т-а б л и ц а 1

Пропиточный состав

Компоненты

1 .(известный) Содержание компонентов, мас.

12

15 20 25

2 3 5.

3 5 8

7 10 15

73 62 47

Бура

Фтористый калий Роданид аммония

Ионоаммонийфосфат

Окись хрома

Вода

0 5

1

92,5

83

77 кругами, пропитанными известным и описываемым пропиточными составами.

Шлифовальные круги характеристики

25А.40-П ° С2.6,К5.А пропитывались составами, приведенными в табл. 1.

Испытания проводились без примейения СОЖ на следующем режиме: скорость круга 35 м/с, скорость стола

0,2 м/с, глубина шлифования 0,05 мм/

/дв.ход. Для исключения влияния твердости кругов их испытывали дваж = ды: до и после пропитки. Определялись отношения параметров шлифования пропитанным кругом к параметрам шлифования непропитанным кругом. В качестве параметров процесса были выбраны: режущая способность (мм /с), удельная работа шлифования (Дж/мм ), коэффициент режущей способности (мм /Н с), коэффициент шлифования (мм металла/мм абразива) и стойкость круга (с). В табл. 2 сведены относительные параметры.

Как видно из табл. 2, использование описываемого пропиточного состава обеспечивает по сравнению с известным повышение стойкости кругов в 1,7 - ?,3 раза и коэффициента режущей способности в 1,5 — 2,0 раза, а также уменьшение износа кругов в

1, 15 - 1,3 раза и удельной работы шлифования в 1,2 - 1,6 раза. Лучшие результаты показал состав 4

Il р и м е р 2. Шлифовались детали из жаропрочных сплавов ЭИ787 и

ЖС6-У кругами характеристики 25А.40П.С1 ° 6К5А, пропитанными составами, приведенными в табл. 3. частота правок и производительн. обработки. Результаты сведены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, использова5 ние предлагаемого пропиточного состава по сравнению с известным повышает производительность обработки в 1,1 - 1,25 раза, стойкость кругов в 1,8 — 2,25 раза и снижает расход кругов в 1,3 — 1,55 раза.

При использовании эквивалентов (фтористых калия, натрия или лития, а также моно- или диаммонийфосфата или аммофоса) обеспечиваются примерно одинаковые параметры шлифования: различия по расходу кругов не превышают 18 - 22l, по производительности обработки - 14 - 16 .

20 При исключении из описываемого состава окиси хрома эксплуатационные свойства пропитанных кругов резко снижаются.

Формула и з о б р е т е н и я

Состав для пропитки абразивного инструмента на керамической связке, содержащий буру, торид щелочного металла, аммониевую соль и воду, о т л и ч а ю ц и и с я тем. что, с целью повышения стойкости инструмента при шлифовании жаропрочных сплавов в режиме самозатачивания, состав дополнительно содержит окись хрома, а в качестве аммониевой соли гидрофосфат аммония при следующем

35. соотношении ингредиентов, мас.3:

Бура 10-20 фторид щелочно"o

1576299

Табли ца 2

Удельная работа

Коэффи циент режущей способности

Коэффициент шлифования

Режущая способность

Стойкост ь круга

Пропиточный состав

Таблица 3

Пропиточный" состав

Компоненты

7 8 9 10 11

1, 4

Содержание компонентов, мас.

12

20

5

5

5

62.

77

1 Табли ца 4

Расход

Пропиточный состав.Производительность обработки дет./мин

Частота правок, шт./круг кругов, шт.-деталь

Сплав ЖС 6-У

Непропитанный круг

1 (известный)

l7

0,4

О 5

0,58

0,55

0,63

0,105

0, 085

О, 060

0, 065

0,055

Сплав ЭИ

Непропитанный круг

9

0,42

0,6

0,56

0,65

0,6

6-10

2 3

2

2-3

0,08

0,05

0,055

0,045

0,05. Непропитанный круг

1 (известный)

2 3

5

Бура

Фтористый калий фтористый натрий

Фтористый литий !

Роданид аммония

Моноаммонийфосфат

Диаммонийфосфат

Аммофос .

Окись хрома

Вода

1,0

1,1

1,1 . 1,15

1,15

1,05

1,05

1,0

0,65

0,55

0,45

0,4

0,4

0,7

1,0

2 3

2,6

3,0

3,1

1 3

8-12

4-5

2-3

2 3

787

1,0

1,6

1,85

1 95

2,05

1,5

1,6

1,0

2,2

3,8.

4,5

5,1

5,15

1,7