Спосіб підвищення експлуатаційних властивостей шліфувального інструменту

Винахід відноситься до області обробки матеріалів різанням і може бути використаний при шліфуванні різноманітних важкооброблюваних матеріалів кругами з надтвердих матеріалів (HTM). Шліфування кругам з HTM різноманітних сучасних швидкоріжучих сталей та композиційних матеріалів стикається із значними труднощами, що спричиняють підвищений знос кругів і, тим самим, зниження експлуатаційних властивостей алмазного Інструмента. Тому необхідна розробка способів підвищення зносостійкості кругів. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого винаходу є спосіб підвищення експлуатаційних властивостей шліфувального інструменту, робочий шар якого виготовлений з надтвердих матеріалів [Авт.св. СРСР №366963. кл. В 24 D 3/34, опублік. 23.01.73], при якому інструмент просочують у спеціальному середовищі і надалі піддають просушуванню, а у якості спеціального середовища застосовують скраплений газ (рідкий азот, гелій та інше). Такий спосіб є ефективним, однак він може бути застосований не для всіх матеріалів зв'язок кругів, робочий шар яких виготовлено із надтвердих матеріалів та їх корпусів, а, наприклад, тільки для керамічних, оскільки полімерні та металеві зв'язки та корпуси при проведенні такої операції з великим температурним перепадом і дією низьких температур зазнають розтріскування. Це призведе не до підвищення експлуатаційних властивостей, а, навпаки, до їх зниження і навіть до можливого руйнування. Також цей способ вимагає наявності досить складного обладнання, оскільки таке спеціальне середовище, наприклад рідкий азот, має температуру кипіння "-196°С". В основу винаходу поставлено задачу такого вдосконалення способу підвищення експлуатаційних властивостей шліфувального Інструмента, при якому, внаслідок запропонованої технології просочування і заморожування, забезпечується можливість використання будь-яких матеріалів для виготовлення зв'язок та корпусів шліфувального Інструмента, а також підвищення якості Інструмента, завдяки поліпшення його демпфуючої здатності, і спрощення самої технології його виготовлення в цілому. Причинно-наслідковий зв'язок заявленої сукупності ознак з вказаними вище технічними ефектами полягає у тому, що перед процесом шліфування робочий шар кругу з HTM піддається просочуванню водою таким чином, щоб заповнити нею пори зв'язки кругу. У порах під впливом твердої поверхні зв'язуючого і зерен формується стійка по відношенню до зовнішнього впливу орієнтаційна структура води. Просочування у воді та. наступне заморожування кругу з надтвердих матеріалів має подвійний позитивний ефект: по-перше, замерзання води у порах зв'язки призводить до ущільнення останньої, тим самим збільшуються зусилля утримання абразивних зерен у зв'язці, що сприяє підвищенню зносостійкості інструмента: по-друге, вода, яка утворилася Із льоду, після підсушування збільшує демпфуючу здатність зв'язки. Вода набуває властивості зв'язуючого, між молекулами якого діють більш сильні, ніж дисперсійні, сили водневих зв'язків, що сприяє тому, що зв'язка кругу більш ефективно опирається впливу. стружки оброблюваного матеріалу і знос кругів зменшується. Така порова вода, що знаходиться у порах шліфувального інструменту, має збільшену кількість поверхневих ОН-груп, які сприяють створенню зв'язків С-О-Н з ювенільною поверхнею надтвердого матеріалу алмазу при різанні, в результаті чого зменшується зчіплення алмазного зерна з оброблюваним матеріалом і зменшується знос шліфувального круга. Крім Іншого, також порова вода, потрапляючи у зону різання, спричиняє охолоджуючий ефект. Наведемо приклад конкретного здійснення запропонованого способу. Для цього беремо шліфувальний інструмент, робочий шар якого виготовлено на полімерній зв'язці із надтвердого матеріалу алмазу: 12А2-45 150x10x3x32 - АС4 100/80-В1-13 - 100%. Надалі розміщуємо на 40 годин у ємність з водою, таким чином, щоб водою була вкрита уся ріжуча поверхня алмазного круга. Далі алмазний круг виймаємо з води і розташовуємо у морозильну камеру на 1 годину. Після цього Інструмент виймаємо з морозильної камери, витримуємо при кімнатній температурі протягом 3 годин, встановлюємо на верстат моделі 3В642 та шліфуємо твердий сплав марки ВК6ОМ. Режими шліфування: швидкість круга 15 м/с, повздовжня подача 0,5 м/хв., поперечна подача 0,25 мм/подв.хід. Мастильно-охолоджувальна рідина: 0,5% азотнокислого натрію, 0,2% азотистокислого натрію, вода - залишок. Визначаємо, що зносостійкість кругу в описаному вище випадку складає 0,84 мг/г. Спосіб був реалізований також при граничних значеннях запропонованих режимів і при виході за них, а також при режимах способу-прототипу. Дані зведено в таблицю. Як випливає з таблиці, використання способу, що заявлено, дає можливість підвищити зносостійкость алмазного Інструмента у 1,44-2,17 раза у порівнянні Із прототипом.