Материал для магнитно-абразивной обработки

 

Использование: изготовление магнитно-абразивного порошка для обработки подшипниковых сталей. Сущность изобретения: материал выполняют в виде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую 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 составляющую. Гранулы содержат составляющие в следующих количествах, мас.%: ферромагнитная составляющая 90-95, абразивная составляющая 5-10. Материал получают распылением струи расплава водой . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 24 D 3/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818853/08 (22) 08,02.90 (46) 23,09.92. Бюл.N. 35 (71) Физико-технический институт АН БССР и Белорусский институт механизации сельского хозяйства (72) Ю.Г.Орлов, А,Р,Дудецкая, B.Ä.Åôðåìîâ, В.И.Ефремов, Л.М,Кожуро, В.Л,Пичкур и

Н.Я.Скворчевский (56) Авторское свидетельство СССР N.

703321, кл. В 24 D 3/34, 1977. (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Использование: изготовление магнитно-абразивного порошка для обработки .

Изобретение относится к области чистовой обработки, а именно к материалам для магнитно-абразивной обработки подшипниковых сталей.

Целью изобретения является повышение производительности обработки подшипниковых сталей за счет подбора составляющих материала и выбора их оптимального соотношения, Материал для магнитно-абразивной обработки выполняют в виде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую из сплава на основе железа следующего состава, мас.%:

Углерод 0,2-1,0

Титан 2,0-5,0

Железо Остальное и абразивную составляющую из оксидов титана, причем составляющие взяты в следующих количествах, мас,%:

Ферромагнитная составляющая 90 — 95

5U 17б31б1 А1 подшипниковых сталей. Сущность изобретения: материал выполняют в виде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую 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 составляющую. Гранулы содержат составляющие в следующих количествах, мас.%: ферромагнитная составляющая 90 — 95, абразивная составляющая 5 — 10, Материал получают распылением струи расплава водой, 1 табл.

Абразивная составляющая . 5 — 10

Материал получают распылением струи расплава водой или окисляющей газовой средой.

Образованию пленки оксидов титана на поверхности гранул способствует контакт диспергирования капель расплава, а затем охлаждающихся гранул с кислородсодержащей средой распыления, Преимущественное содержание оксидов титана в составе оксидной пленки на поверхности гранул объясняется более высоким сродством кислорода с титаном, чем с железом, Для обеспечения максимальной работоспособности магнитно-абразивного материала окисная пленка на поверхности гранул должна иметь достаточную толщину, что достигается при определенном содержании титана в расплаве. При содержании титана в диспергируемом сплаве менее 2% толщина пленки оксидов не превышает 2 мкм, что не обеспе1763161 чивает высоких абразивных свойств материала. Выплавка и особенно распыление сплава с содержанием титана более 5;(, затруднена из-за резкого увеличения вязкости сплава и образования толстого слоя плотного шлака, препятствующего осуществлению распыления.

Физико-химические расчеты и экспериментальные измерения показывают, что концентрация титана в расплаве от 2 до 5 соответствует присутствию в полученном материале абразивной составляющей в количестве 5-10 от массы гранул, что является достаточным для обеспечения его высокой работоспособности.

Получение материала для магнитно-абразивной обработки в виде гранул сплава железо-углерод-титан по известной схеме; выплавка сплава в индукционной печи — перелив в промежуточное устройство — распыление струи расплава представляет значительные трудности в связи с образованием на поверхности расплава в промежуточном устройстве плотного слоя титанистого шлака, затрудняющего равномерное поступление металла через отверстие в зону распыления. В связи с этим целесообразно проводить обработку расплава в промежуточном устройстве металлическим кальцием, Эта" бперация осуществляется порционной присадкой металлического кальция на поверхность переливаемого металла. Металлический кальций, активно взаимодействуя с образующимся шлаком, окисляется. При этом как шлак, так и металлический расплав дополнительно нагревается, Металлический расплав становится менее вязким, а шлак— более жидкоподвижным, Во избежание разбрызгивания металла и шлака из промежуточного устройства порции присаживаемого металлического кальция ограничивают0,1 кг. Очередные порции металлического кальция присаживают по мере его сгорания, В связи с тем, что шлак из промежуточного устройства не удаляется, во избежание загрязнения гранулированного металлического порошка шлаком, последнюю порцию металла в промежуточном устройстве замораживают, закрывая отверстие холодным стальным шариком или стальным штырем.

П ример. В индукционной печи ИСТ—

0,16 выплавили пять 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 усвоения титана и удаления остатков шлака из печи металл переливали в предварительно нагретое промежуточное устройство установки распыления. На поверхности металла в промежуточном устройстве быстро образуется плотная пленка

5 шлаков, которая препятствует распылению достаточно вязкого металла. Поэтому сразу после начала образования ванны металла в промежуточном устройстве на поверхность металла присаживали металлический каль10 ций. В результате энергичного окисления кальция с выделением большого количества тепла шлак на поверхности металла разжижался, а достаточно жидкоподвижный металл полностью проходил через донНое

15 отверстие диаметром 9 мм. Расход кальция составил 0,5 кг на плавку массой 130 кг.

Распыление струи расплава осуществляли водой, давление которой в форсунке поддерживали на уровне 90 атм.

20 Содержание углерода во всех опытных сплавах составило 0 5 — 0,7 .

Сбор и охлаждение порошка осуществляли в воде. После двухчасовой выдержки порошок сушили в электрической печи с не25 контролируемой атмосферой на поддонах при толщине насыпанного слоя 30 — 50 мм.

После окончания сушки порошок был рассеян на фракции +315; -315+ 200; -200+ 160;

-160 мкм. Испытание опытных магнитно-аб30 разивных материалов и материала, выбранного в качестве прототипа, проводили при обработке шарикоподшипниковой стали

ШХ15, Абразивные свойства оценивали по величине съема металла за определенное

35 время испытания, Результаты испытаний приведены в таблице.

Результаты испытаний магнитноабразивных материалов.

Режимы обработки:

40 Частота вращения заготовки 630 мин

Продолжительность обработки 60 с, Сила тока катушек намагничивания 4 А.

Рабочий зазор 2 мм.

Тип СОЖ-СИНМА-1

45 Материал-прототип имел следующий состав, мас. : С вЂ” 0,45; Si — 2,52; Мп — 1,07;

P — 0,143; (О) — 0,83, железо — остальное.

Измерение шероховатости обработанных поверхностей на профилометре-проф50 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 принятое время

55 испытаний.

Формула изобретения

Материал для магнитно-абразивной обработки, выполненный в виде гранул, содержащих ферромагнитную составляющую из сплава на основе железа, содержащего уг1763161

Ti, мас.т

Испытуемый материал то2 мас. 1

Весовой Примечание съем,мг

Зернистость порошка, мкм

М опыта

-315+200 О, 0501

Прототип

Опысываемый материал

0,0650

О, 1486

0,1758

0,1822

2.

3,10

6 14

9..66

0,15

1,03

3,10

4,95

5,11

-315+200

1315+200

"315+200

-315+200

Нецелесообразно из-за усложнения выплавки и распыления

-200+160 0,0412

Прототип

Описываемый материал

0,0568

0,1236

0,1572

0,1602

-200+160

"200+160

-200+160

-200+160

1,03

3,10

4,95

5,11

8

10

3; 1О

6,14

9,66

10,15

Нецелесообразно из-за усложнения выплавки и распыления

Составитель И.Малхазова

Техред М.Моргентал Корректор М.Андрушенко

Редактор Т.Иванова

Заказ 3414 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лерод, и абразивную составляющую, включающую оксиды, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения производительности при обработке подшипниковых сталей, сплав дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод 0,2 — 1,0:

Титан 2,0 — 5,0:

Железо Остальное, а гранулы содержат составляющие в следу5 ющих количествах, мас. :

Ферромагнитная составляющая 90-95;

Абразивная составляющая 5 — 10,