Композиционный полимерный материал для абразивного инструмента
Сущность изобретения: материал получен на основе политетрафторэтилена и алмазного порошка природного происхождения зернистостью 20-80 мкм при его содержании 20-60 мас.%. Материал получают методом холодного прессования при давлении 30-50 МПа с последующим спеканием при 370 плюс/минус 5 град.С. Шероховатость обработанной поверхности составляет 0,42-0,45 мкм при износе инструмента 14-15 мг и температуре нагрева 40-45 град.С. 1 табл.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к созданию абразивных материалов и инструментов, предназначенных для шлифования поверхностей твердых тел, включая твердые металлы, сплавы, драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни.
Известен состав для изготовления абразивного инструмента [1] содержащий в качестве основы фенилон, металлический галлий и абразив (алмаз), обладающий повышенной теплостойкостью (до 290-320oС). Однако этот состав имеет эксплуатационные свойства из-за недостаточной износостойкости и высокого коэффициента трения, вызывающего интенсивное тепловыделение и локальный нагрев поверхности при трении. Известна композиция для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразивный материал, органическую связку и наполнитель [2] Недостатком указанной композиции также являются низкие эксплуатационные свойства, обусловленные недостаточной износостойкостью, высоким коэффициентом трения и низкой теплостойкостью. Задачей настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных свойств абразивного материала. Для достижения технического результата композиционный абразивный материал содержит в качестве абразивного вещества алмазный порошок, структурно взаимосвязанный с основой политетрафторэтиленом, при соотношении ингредиентов в мас. алмазный порошок 20-60 политетрафторэтилен остальное Композиционный полимерный материал для абразивного инструмента изготовляется путем смешения исходных ингредиентов, холодного прессования и спекания. Пример 1. Смешивают композицию при следующем соотношении ингредиентов, мас. алмазный порошок 10 политетрафторэтилен остальное Полученную смесь помешают в матрицу необходимой формы и прессуют при удельном давлении 30-50 МПа. Спекание полученного изделия осуществляют при температуре 3705oС. Скорость подъема температуры, продолжительность выдержки и темп охлаждения определяют исходя из габаритов изделия. Пример 2. Смешивают композицию, мас. алмазный порошок 20 политетрафторэтилен остальное Изготовление инструмента осуществляется по примеру 1. Другие примеры абразивных композиций и результаты испытаний приведены в таблице. Испытания, проведенные на машине трения СМТ-1 при скорости скольжения 1 м/с, нагрузке 50 Н, в течение 5 мин. В качестве контртела использовался диск из стали 40 Х, термообработанный до НRC 50 с исходной шероховатостью 1,25 мкм. В результате испытаний показано, что по сравнению с прототипом разработанный материал обладает вдвое низким коэффициентом трения, повышенной на 25% износостойкостью. Существенное улучшение эксплуатационных свойств предлагаемого композиционного полимерного материала для абразивного инструмента обусловлено следующим. Физическое взаимодействие алмазного порошка и политетрафторэтилена при спекании формирует сетчатую структуру композита, характеризуемую наличием плотно упакованных сферолитов, в центрах которых расположены частицы алмаза. Непосредственное участие частиц алмаза в структурообразовании повышает прочность закрепления их в основе, сферолитные образования требуют больших энергозатрат для разрушения, чем и объясняется повышение износостойкости материала. Композиционный полимерный материал обладает достаточно высокой теплостойкостью, плавление сферолитных кристаллитов происходит при температуре 327oС, при этой же температуре наблюдается и его катастрофический износ. Низкий коэффициент трения обусловливает существенно меньший разогрев при трении, что с учетом теплостойкости материала расширяет допустимые пределы эксплуатации инструмента без применения смазочно-охлаждающих жидкостей. Используемые в композиционном полимерном материале ингредиенты выпускаются промышленностью, технология переработки не требует специального оборудования и отработана на многих предприятиях, что значительно упрощает освоение промышленного производства. Разработанный материал может использоваться для изготовления инструмента абразивного назначения для шлифовки и полировки поверхностей деталей машин, хонингования и суперфинишной обработки в машиностроении, полировки, обдирки и гранения изделий из камнесамоцветов. Применение разработанного материала позволит сократить расход дорогостоящего алмазного инструмента, в этом и заключается технико-экономическая эффективность изобретения.Формула изобретения
Композиционный полимерный материал для абразивного инструмента, полученный на основе полимерного связующего и абразивного наполнителя путем холодного прессования под давлением с последующим нагреванием, отличающийся тем, что он получен на основе политетрафторэтилена и алмазного порошка природного происхождения зернистостью 20-80 мкм, при его содержании 20-60 мас. прессование ведут при давлении 30-50 МПа с последующим спеканием при 3705oC.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к созданию материалов и инструмента для шлифования и полировки металлов и твердых сплавов
Абразивная масса // 2047475
Изобретение относится к изготовлению отрезного и шлифовального инструмента как методом холодного, так и горячего прессования
Изобретение относится к производству абразивного инструмента на бакелитовой связке и может быть использовано при изготовлении пористых кругов
Изобретение относится к производству абразивного инструмента на органическом связующем для полирования оптических материалов
Изобретение относится к производству абразивного инструмента
Способ изготовления абразивного инструмента // 1611719
Изобретение относится к области производства абразивного инструмента на бакелитовой связке для шлифования металлов
Изобретение относится к производству абразивного инструмента на органическом связующем для полирования оптических материалов
Изобретение относится к производству абразивного инструмента, в частности касается способов изготовления шлифовальных кругов для зачистки сварных швов, стального и чугунного литья, металлоконструкций, и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих указанный инструмент
Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента для суперфинишного полирования изделий из мрамора, гранита, керамики, стекла
Изобретение относится к шлифованию и тонкому шлифованию материалов
Изобретение относится к машиностроению, к созданию материалов, эффективных при шлифовании различных поверхностей: металлов, сплавов, а также материалов минерального происхождения
Изобретение относится к алмазно-абразивной обработке широкого класса материалов, а также к производству абразивного инструмента на органической связке, и может быть использовано в оптико-механической, электронной и других отраслях производства при обработке изделий из стекла, керамики, полупроводниковых материалов, сапфира, кварца и других материалов, а также в абразивной отрасли промышленности
Состав твёрдого полировального инструмента // 2210489
Изобретение относится к производству инструмента для обработки природного и искусственного камня
Абразивная масса // 2218264
Изобретение относится к абразивной промышленности и может быть использовано при изготовлении отрезных кругов на бакелитовой связке
Изобретение относится к абразивной промышленности и может быть использовано при производстве абразивного инструмента на бакелитовой связке, применяемого для обработки различных материалов, в том числе камня, керамики, стекла, полупроводниковых материалов и металлов
Способ приготовления абразивной массы // 2299118
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении шлифовального отрезного инструмента
Способ изготовления абразивного инструмента // 2301737
Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении, в частности шлифовальных кругов на органической связке