Спосіб виготовлення абразивного інструменту з відходів металургійної промисловості

Винахід відноситься до способів виготовлення абразивного інструменту, наприклад, абразивних гранул, які застосовують для віброабразивної оброблювально-зачистної обробки металевих поверхонь. Відомо спосіб виготовлення абразивного інструменту, при якому змішують полімерне в'яжуче з отверджувачем, охолоджують до твердого стану, подрібнюють і в твердому виді змішують з абразивом, суміш помішують у відповідну форму, після формування проводять твердіння при температурі 20-80°С 2-2,5 години. [1. Патент РФ № 2104857, МПК6 B24D 3/22, БИ 1998, №5]. Однак при твердінні в цей спосіб виділяються токсичні речовини, застосування абразивного інструменту обмежено експлуатаційними можливостями - пропонується для обробки мідних сплавів. Найбільш близьким з відомих є спосіб виготовлення абразивного виробу, при якому змішують абразив - 51 мас.% просіяного, очищеного абразивного шліфпорошку з в'яжучим і з отверджувачем - 1 мас.% диметиланіліну. Одержану суміш помішують у відкриту матрицю заданої форми де формування відбувається з доступом кисню при кімнатній температурі 2-3 год. або 15-20 хв. при температурі 35-40°С. В якості в'яжучого використовують суміш бісерного за розміром полімеру - 24 мас.% поліметилметакрилату з мономером - 24 мас.% рідкого метилметакрилату. [2. Патент РФ №2169067, МПК7 B24D 3/20, БИ 2001,№17]. Цей спосіб має високу собівартість, хоч і забезпечує абразивним інструментам високі експлуатаційні можливості при фінішній обробці. В основу винаходу спосіб виготовлення абразивного інструменту з відходів металургійної промисловості, поставлено задачу вдосконалення способу шляхом підбору технології підготовки абразиву й формування абразивної маси, що забезпечує збереження високих абразивних властивостей, утилізацію відходів виробництва та зниження собівартості. Поставлена задача досягається способом, при якому змішують 51 мас. % абразиву просіяного й очищеного з в'яжучим , що є сумішшю бісерного полімеру -24мас.% поліметилметакрилату із мономером - 24 мас. % рідкого метилметакрилату, та з отверджувачем - 1 мас.% диметиланіліну, одержану суміш формують з доступом кисню при температурі кімнатній або підвищеній, за винаходом, перед використанням абразиву з відходів металургійної промисловості - шлаку, перетвореного у дрібнозернистий стан, добирають зернистість 45-35 мкм. Формування при кімнатній температурі проводять до двох годин. Формування при температурі £ 35°C проводять 5-10 хвилин. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєви х ознак винаходу і те хнічним результатом, якого можна досягти, полягає в тому, що : Спосіб дозволяє застосувати відходи металургійної промисловості - шлак, перетворений у дрібнозернистий стан, як абразив, але тільки шлак зернистістю 45-35 мкм за технологією, що пропонується, сприяє кращому формуванню маси, за рахунок чого, в порівнянні з прототипом, зберігаються або покращуються експлуатаційні характеристики абразивного інструменту й обробленої поверхні. В порівнянні з відомими способами виготовлення виробів з алмазної кришки, спосіб, що пропонується, забезпечує абразивному інструменту зниження собівартості в 6 разів за рахунок застосування відходів металургійної промисловості. Невідомо про спосіб, при якому підготовлене таким шляхом вторинне використання відходів металургійної промисловості - шлаку для виготовлення абразивних інструментів. З рівня техніки для спеціаліста не постає явним образом досягнення позитивного результату від застосування абразивних інструментів, виго товлених в такий спосіб. Інструмент зі застосуванням шлаку, виготовлений в умовах підготовки і формування інших ніж пропонуються, має підвищену сипучість, що приводить до засалювання інструменту, погіршує ріжучу спроможність, міцність, шорсткість обробленої поверхні; або має підвищену собівартість за рахунок перевитрати цінного в'яжучого. Пропонований спосіб був реалізований для виготовлення абразивних гранул конічної форми, які застосовують для віброабразивної оброблювально-зачистної обробки - фінішної обробки, наприклад, полірування металу. Форма у вигляді зворотного конусу для виготовлення абразивного інструменту - абразивної гранули, має розміри d=25мм, h=25мм, таких форм у матриці 25 штук, вигото влених із жароміцного скла, яке не утворює тривкого зв'язку з в'яжучим. Абразив готують ситовим методом. Відходи металургійної промисловості шлак, перетворений у дрібнозернистий стан, просіюють на ситах з розміром боку чарунки на світло 500-400 мкм і добирають необхідну зернистість. Приклади 1-3. В змішувач загружають 887,5г просіяного, очищеного шлаку рожевого доменного дібраної зернистості 45-35мкм, що містить нетоксичні складові: оксид кремнію, оксиди основних металів і сірку, змішують із 420г бісерного поліметилметакрилату (ПММК) з утворенням сипучої суміші. Змішують 420г рідкого метилметакрилату (ММК) з 22,5г диметиланіліну (ДМА). Розчин додають до сипучої суміші, перемішують до утворення однорідної маси 7хв., наповнюють матрицю. Формування відбувалось у відкритих формах при кімнатній температурі 1год.57хв.-1год.59хв. Абразивні гранули легко виймають. Результати в таблиці. Приклади 4-6. В змішувач загружають 887,5г просіяного, очищеного шлаку сірого доменного дібраної зернистості 45-35мкм, який містить нетоксичні складові : оксид кремнію, оксиди основних металів, сірку, і далі аналогічно прикладам 1-3. Формування відбувалось 1год.55 хв.-1год.56 хв. Результати в таблиці. Приклади 7-9. Аналогічно прикладам 1-3 (крім формування). Формування здійснювалось у відкритих формах при температурі £ 35°C 8-10 хвилин. Абразивні гранули легко виймають з матриці. Результати в таблиці. Приклади 10-12. Аналогічно прикладам 4-6 (крім формування). Формування здійснювали у відкритих формах при температурі £ 35°C 5-8 хвилин. Абразивні гранули легко виймають з матриці. Результати в таблиці. Приклад 13 (прототип). В змішувач загружають 887,5г просіяного, очищеного абразивного шліфпорошку, змішують із 420г бісерного поліметилметакрилату з утворенням сипучої суміші. Змішують 420г рідкого метилметакрилату з 22,5г диметиланіліну. Розчин додають до сипучої суміші й перемішують 7хв. до утворення однорідної маси та наповнюють матрицю. Формування здійснюється у відкритих формах при кімнатній температурі 2,5-3 години. Абразивні гранули легко виймають з матриці. Результати в таблиці. Приклад 14(прототип). Аналогічно прикладу 13. Формування здійснюють у відкритих формах при температурі 35-40°С 15-20 хвилин. Результати в таблиці. Поза граничні приклади: Під час формування шлаку при температурі 35-40°С 15-20 хвилин окислюється поліметилметакрилат, структура інструменту нерівномірна, погіршуються експлуатаційні властивості. Результати демонструють, що пропонований спосіб (приклади 1-12) економічний - не витрачається дорогий абразивний порошок, екологічний - утилізуються відходи металургійної промисловості. Виготовленні в цей спосіб абразивні інструменти: не поступаються відомим - по експлуатаційним показникам: ріжучій спроможності та питомому зніманню металу, що забезпечують достатню продуктивність; відсутності засалювання і достатній міцності, що підтверджують якість інструменту; покращують відомі - по наступним експлуатаційним властивостям: зносостійкості - подовжується строк служби інструменту; усталеній шорсткості - покращується якість обробки поверхні металу.