Спосіб визначення зернистості і зернового складу абразивних порошків

1 Спосіб визначення зернистості і зернового складу абразивних порошків, який передбачає розділення проби порошку на фракції у ВІДПОВІДНОСТІ із стандартизованим розміром комірок сит і визначення процентного вмісту зерен за масою фракцій, який відрізняється тим, що розділення проби порошку на фракції здійснюють Винахід належить до способів визначення зернистості і зернового складу абразивних порошків по масі окремих їх фракцій, одержаних шляхом попереднього розділення зерен за їх ЛІНІЙНИМИ розмірами Відомий найбільш близький за технічною суттю до винаходу спосіб визначення зернистості і зернового складу абразивних порошків (див ДСТУ 3292), згідно з яким здійснюють розділення абразивного матеріалу на фракції у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ стандартизованим розміром комірок сит і визначення процентного вмісту зерен по масі фракцій, причому розділення абразивного матеріалу на фракції проводять шляхом розсіювання з використанням набору контрольних сит із сітками високої точності згідно стандарту, наступного визначення мас крупної, основної та дрібної фракцій проби матеріалу, процентної долі кожної із цих фракцій від загальної маси проби порошку і визначення його зернистості Недоліком такого способу є те, що він може бути використаний за наяності певної мінімальної маси порошку, достатнього для відбору проби, проведення розсіювання і наступного зважування виділених фракцій Наприклад, згідно прототипу така КІЛЬКІСТЬ має складати не менше ніж 20 карат абразивного порошку (4г) Крім того для здійснення способу необхідно мати у розпорядженні дорогі у вартісному відношенні комплекти сит, збірку яких мікроскопічним методом шляхом вимірювання довжини, ширини і висоти зерен проби із наступним розрахунковим визначенням розміру комірок сит, на яких будуть затримуватися фракції проби порошку 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що визначенням розміру комірок сит, на яких будуть затримуватися фракції проби порошку, здійснюється за такою математичною залежністю 2-(Ь' Де х =0,43575 - поправковий коефіцієнт, b - ширина зерна, h - висота зерна потрібно здійснювати при реалізації способу в стіг так, щоб сито найбільшого розміру було розташоване зверху, а решта під ним у порядку зменшення розмірів комірок Під НИЖНЄ СИТО встановлюють піддон Цей комплект розмішують в установці для здійснення зворотно-поступального руху В процесі розсіювання комірки сит постійно забиваються Це зменшує корисну площу сит і погіршує якість і продуктивність процесу Для очистки комірок сит використовуються спеціальні прилади, але після двох-трьох таких очисток сита стають непридатні для подальшого використання Все це, а також підвищені вимоги до точності їх виготовлення та необхідність постійного контролю їх технічного стану в процесі роботи обумовлюють високу вартість проведення процесу ситового розсіювання в цілому В основу винаходу поставлено задачу такого вдосконалення способу визначення зернистості і зернового складу абразивних порошків, при якому за рахунок проведення процесу без використання сит і здійснення розсіювання забезпечується спрощення процесу, знімаються обмеження на наявну КІЛЬКІСТЬ порошку, а також можливість переводу показників зернового складу за масою зерен в показники за їх КІЛЬКІСТЮ, ЩО призведе до значного здешевлення процесу, розширення його технологічних можливостей і одержання додаткових характеристик якості порошку, необхідних для 1 со 49397 більш ефективного його використання Для рішення цієї задачі у способі визначення зернистості і зернового складу абразивних порошків, який передбачає розділення абразивного матеріалу на фракції у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ стандартизованим розміром комірок сит і визначення процентного вмісту зерен по масі фракцій, згідно винаходу розділення проби абразивного матеріалу на фракції здійснюють мікроскопічним методом шляхом вимірювання довжини, ширини і висоти зерен проби, наступного їх розподілу у ВІДПОВІДНОСТІ із стандартизованими розмірами комірок сит, причому визначення ВІДПОВІДНОГО виміряним зернам проби стандартизованого розміру комірки сита проводять по такій математичній залежності, вперше запропонованій нами 2- fcr + h' де І - розмір комірок сит, х = 0,43575 - поправочний коефіцієнт, b - ширина зерна, h - висота зерна Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному Завдяки ВІДМОВІ від ситового обладнання значно здешевлюється процес визначення зернистості і зернового складу, розширюється його інформативність, звужуються (до 100 зерен) обмеження на наявну КІЛЬКІСТЬ проби порошку Вимірювання розмірів зерен проби абразивного матеріалу не складне, але враховуючи дрібні їх розміри цю операцію найкраще здійснювати шляхом мікроскопічного аналізу А виведена нами математична залежність, наведена у формулі винаходу, дозволить визначати зернистість і зерновий склад абразивного матеріалу найбільш простим шляхом, який зводиться практично до одного із варіантів можливого моделювання цього процесу Точність запропонованого способу залежить від точності вимірювання розмірів зерен проби, які при використанні для цього мікроскопічного аналізу достатньо високі ПРИКЛАД КОНКРЕТНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ СПОСОБУ ВИЗНАЧЕННЯ ЗЕРНИСТОСТІ І ЗЕРНОВОГО СКЛАДУ АБРАЗИВНОГО МАТЕРІАЛУ ЗГІДНО ЗАПРОПОНОВАНОГО ВИНАХОДУ Як абразивний матеріал використовували стандартний по ДСТУ 3292-95 шліфпорошок синтетичних алмазів марки АС65 зернистістю 200 / 160, КІЛЬКІСТЬ якого складала 50 карат (10г) Розділення проби на фракції здійснювали шляхом вимірювання довжини, ширини і висоти відібраних точковим методом від цієї контрольної проби зерен в КІЛЬКОСТІ 100 штук за допомогою мікроскопічного аналізу на мікроскопі МБР із збільшенням 1200х з окуляр ною сіткою Вибране збільшення забезпечує ціну поділки окулярної сітки, рівне 1мкм Відібрані зерна розмішувались на предметному склі і розрівнювались в один шар так, щоб не перекривали одне одного Вимір висоти зерен здійснювали за допомогою оптиметрової трубки, прикріпленої до тубусу мікроскопа За допомогою спеціального кронштейну мікроскоп фокусувався на площину предметного скла і здійснювався перший ВІДЛІК ПО шкалі трубки Потім об'єктив фокусувався на вершину зерна і проводився другий ВІДЛІК ПО шкалі Різниця ВІДЛІКІВ визначала висоту зерна Результати вимірювання довжини, ширини і висоти кожного із зерен проби, приведені в таблиці 1 На основі цих даних для кожного зерна контрольної проби за математичною залежністю, представленою у формулі винаходу, розраховувалась довжина комірки сита, на якому це зерно буде затримуватись Одночасно проводилось опосередковане визначення маси зерна по математичній залежності v = 7iabhp/6 де ті = 3,14159265 - універсальна математична константа, а - довжина зерна, р = 3,58 х 103г/мкм3 питома густина матеріалу абразивного порошку (в даному випадку - синтетичного алмазу) Результати цих обчислень приведені в таблиці 1 По одержаному значенню довжина комірки сита зерна контрольної проби разом із їх об'ємом розподілялись у ВІДПОВІДНОСТІ з стандартизованими розмірами комірок сит на класи зернистості Номери класів зернистості приведені в таблиці 1, а їх границі, утворені розміром комірок стандартизованого по ДСТУ 3292 ряду сит, - в таблиці 2 Потім знаходився загальний об'єм проби зерен і об'єми кожної із виділених їх фракцій в абсолютному і відносному вимірі Паралельно подібний аналіз виконувався і по критерію КІЛЬКОСТІ зерен у виділених фракціях Результати розподілу для обох випадків, а також фактичні дані по зерновому складу шліфпорошка приведені в таблиці 2 Порівняльний аналіз показує, що максимальна похибка способу, який патентується, для крупної і дрібної фракцій не перевищує + 1%, для основної - - 2% Така величина похибки цілком сприйнятлива для практичних потреб 3 іншої сторони стандартом ДСТУ 3292 на шліфпорошки із синтетичних алмазів при визначенні їх зернового складу допустиме випадкове відхилення від границі норми по абсолютному значенню не повинно перевищувати - для крупної фракції - + 8%, - для основної фракції - -15%, - для дрібної фракції - + 3% Таким чином, точність визначення зернового складу способом, що патентується , як бачимо, задовольняє також і вимогам стандарту 49397 Таблиця І - Результати вимірювання довжини, ширини, висоти зерен проби і обчислення по них об'єму, граничної довжини комірки сита, на якому зерно буде затримуватись, і класу зернистості, до якого зерно відноситься (границі стандартизованих класів п/п І 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 розміри зерна, мкм висота довжина ширина і 3 4 240 209 271 241 210 279 239 208 261 198 228 280 168 193 212 211 242 269 231 201 291 190 165 230 191 220 231 241 210 278 241 210 250 238 207 262 193 168 240 191 166 289 202 176 300 189 164 231 261 192 167 220 300 191 238 207 259 191 240 166 194 169 211 220 189 164 258 230 200 192 167 221 211 184 290 238 207 261 250 221 192 240 261 209 241 239 208 190 220 165 211 330 184 241 223 194 242 279 211 250 230 200 270 241 210 211 190 165 288 243 211 230 221 192 251 230 200 220 209 182 289 221 192 1, об'єм зерна, Чк'М мкм 6 196,03 196,84 195,21 186,23 157,64 197,66 188,68 155,19 179,69 196,84 196,84 194,39 157,64 156,01 164,99 154,37 156,82 179,69 194,39 156,01 158,46 154,37 187,86 156,82 172,34 194,39 180,51 196,03195,21 155,19 172,34 182Д4 197,66 187,86 196,84 155,19 198,48 180,51 187,86 170,71 180,51 0.71099хЮ7 0 73810хЮ7 0.67906x107 0 66298x107 0 35969хЮ7 0.71756хЮ7 0.70728* 107 0.37819х10т 0.50925x10' 0.73545хЮ7 0.66138хЮ7 0.67597x107 0.40719х107 0.48022хЮ7 0.55757хЮ7 0.37585x107 0.43825x10' 0 66137хЮ7 0.66823хЮ7 0.39880хЮ7 0.3617ІХІ07 0.35795хЮ7 0.62166х107 0.37108хЮ7 0.58808хЮ7 0.67339x107 0.55616хЮ7 7 0.68476хЮ 0 62703x107 0 36175хЮ7 0 66920x107 0.54589x107 0 74423хЮ7 0б0238хІ07 О71429хіо" 0 34695x107 0 77460х107 0.51167хЮ7 0 60479x107 0.43771хЮ7 0 64292хЮ7 Номер класу зернистості 7 7 7 7 7 6 7 7 6 7 7 7 7 6 6 7 6 6 7 7 6 6 6 7 6 7 7 7 7 7 6 7 7 7 7 6 7 7 7 7 7 49397 1 42 43 44 45 46 47 43 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Ы 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 2 251 300 298 249 2J0 281 222 231 249 268 241 280 250 310 279 231 230 290 251 243 281 268 289 251 250 211 300 310 262 230 251 290 231 239 229 280 231 310 272 300 300 231 249 241 220 260 > 3 230 279 231 240 229 238 210 188 221 250 231 240 191 213 229 201 210 270 231 219 240 201 218 219 241 202 249 231 240 211 220 232 199 242 220 240 231 249 222 251 228 220 221 198 187 240 Продовження таблиці 4 5 187,86 200 227,88 243 201 188,68 209 196,03 187,04 199 194,39 207 171,52 183 164 153,56 180,51 192 217 204,20 201 188,68 209 196,03 166 156,01 185 173,98 187,04 199 175 164,17 183 171,52 235 220,53 IS8,68 201 178,88 191 196,03 209 164,17 175 190 178,06 191 178,88 210 196,84 176 164,99 203,38 217 188,68 201 196,03 209 184 172,34 191 179,69 189,49 202 173 162,54 197,66 211 179,69 191 209 196,03 188,68 201 217 203,38 193 181,33 205,01 218 198 186,23 191 179,69 192 180,51 172 161,72 163 152/74 209 196.03 1 O6O479xlO7 0 10637x108 0 72429x107 O65328xlO7 0 54938x107 0 72499x107 044593хЮ7 0 37188х107 0 55393x107 0 76294x107 0.58575хЮ7 0.7346ЇХІ07 041541хЮ7 0 6406Ы0 7 0 66642x107 0 42509х107 0 46200x107 0 96294x107 0 61006x107 О53085хЮ7 0 73723x107 0 49318хЮ7 0.62558x107 0 54832хЮ7 0 66138хЮ7 0 39216хЮ7 0 84722x107 0 75346хЮ7 0 68738x107 0.4664ІХІ07 7 0 55334х10 7 0 71097хЮ 7 041667х10 7 0 63753хЮ 7 0 50484x10 0.73461хЮ7 7 0.56145хЮ 7 0 8754бхЮ 7 061059х10 7 086088x10 0 71034x107 050925x107 0 55393x107 0 43035хЮ7 7 0.35041хЮ 0 68214хЮ7 7 7 8 7 7 7 7 7 6 7 8 7 7 6 7 7 7 7 8 7 7 7 7 7 7 7 7 8 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 7 8 7 7 7 7 6 7 49397 1 88 89 90 91 92 93 2 271 249 261 280 268 280 279 231 280 262 198 241 310 Продовження таблицї ї і 188,68 0.65867xlO 174 239 218 241 242 201 219 211 5 201 3 231 200 240 '229 202 260 94 95 96 97 98 99 300 10 163,36 0.4536бхЮ7 • 0.68476x107 О.66881х107 O.498O9xlO7 0.86214х107 209 196,03 199 187,04 176 164,99 226 212,36 208 195,21 190 178,06 210 196,84 211 197,66 175 164,17 190 178,88 184 172,34 6 7 0.72590хЮ7 0.50OO3xlO7*'0,74074хЮ7 0.69S89xl07 0.36436хЮ7 0.52648хЮ7 0 62 864x107 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 Іаблиця 2 •-• Границі стздшаріизошшх юшст зерниешсп, фактичні дані і результати тестового розподілення зерен за класами зершісгоси з шікорнсіаііням математичної залежності, представленої у формулі винаходу, за масою зерен і їх кількістю граниш стандарти зованих класів зернистості, мкм від до включно) ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71