состав алмазного инструмента
Классы МПК: | B24D3/22 на основе каучуков |
Автор(ы): | Герасимов С.А., Овсянников Н.Я., Неклюдов Ю.Г., Альтшуллер В.М., Терентьева О.Ю., Косарева Т.А. |
Патентообладатель(и): | Государственное научно-производственное объединение "Оптика" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-05-25 публикация патента:
27.12.1996 |
Изобретение относится к составам алмазного инструмента для финишной обработки хрупких неметаллических материалов, например оптического стекла. Настоящее изобретение направлено на повышение износостойкости и стабильности формы алмазного инструмента за счет применения нового состава. Алмазный инструмент состоит из 1,2-полибутадиенового каучука, органического пероксида, минерального наполнителя, антифрикционной добавки и алмазного микропорошка. Применение перекисной вулканизации 1,2-полибутадиенового каучука позволяет получить алмазный инструмент, обладающий повышенными показателями по износостойкости и стабильности формы инструмента при высокой его производительности и высокой чистоте обрабатываемых поверхностей. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Состав алмазного инструмента для финишной обработки хрупких неметаллических материалов, содержащий каучук, вулканизирующий агент и алмазный порошок, отличающийся тем, что состав инструмента в качестве связующего содержит синтетический 1,2-полибутадиеновый каучук, в качестве вулканизирующего агента органический пероксид, а также дополнительно содержит минеральный наполнитель и антифрикционную добавку при следующем соотношении компонентов, мас.ч. 1,2-Полибутадиеновый каучук 100Органический пероксид 7 10
Антифрикционная добавка 3 15
Минеральный наполнитель 5 60
Алмазный порошок 5 15
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к составам алмазного инструмента на органической связке для финишной обработки хрупких неметаллических материалов, например, оптического стекла. Для тонкого алмазного шлифования широко используются алмазные инструменты на основе полимерных связующих. В отличие от инструментов на металлических и керамических связках полимерные связующие обеспечивают получение низкой шероховатости обрабатываемой поверхности и минимальную глубину нарушенного слоя. Однако связки на основе эпоксидных и фенольных смол, полиуретанов обладают низкой теплостойкостью и, как следствие, инструменты на таких связках характеризуются низкой производительностью, быстро теряют работоспособность (засаливаются) и точность формы инструмента. Известно применение для финишной обработки металлических и неметаллических материалов алмазных инструментов на каучуковой связке [1] В состав таких связок входят бутадиен-нитрильный каучук, вулканизующий агент - сера, ускорители вулканизации каптакс, тиурам, активатор вулканизации - оксид цинка, стабилизатор стеарат кальция, пластификатор дибутилфталат. Для повышения адгезионных свойств каучука по отношению к алмазному зерну в состав связки входит пульвербакелит. Для повышения износостойкости каучуковых связок, а также улучшения формуемости инструмента связки содержат поливинилхлорид. Некоторые виды инструментов содержат в связках наполнители такие, как графит, нитрид кремния, фталоцианин меди. Основным недостатком известных инструментов на основе синтетических каучуков, вулканизуемых серой и содержащих значительные количества дибутилфталата и термопластичного поливинилхлорида, является их низкая теплостойкость, что приводит к размягчению алмазоносного слоя, его необратимой деформации, потере режущих свойств и засаливанию инструмента в процессе работы. Наиболее близким по технической сущности и применимости к предлагаемому изобретению является состав [2] состоящий из бутадиен-нитрильного каучука СКН-40 С (100,0 мас.ч.), вулканизующего агента серы (1,0 2,0 мас.ч.), ускорителей вулканизации каптакса (1,0 2,0 мас.ч.) и тиурама (0,3 1,0 мас.ч.), активатора вулканизации оксида цинка (3,0 5,0 мас.ч.), пластификатора дибутилфталата (25,0 35,0 мас.ч.), стабилизатора поливинилхлорида стеарата кальция (1,0 1,5 мас.ч.), адгезионной добавки - пульвербакелита (10,0 20,0 мас. ч.) и поливинилхлорида (50,0 60,0 мас.ч.), который используется для повышения износостойкости, стойкости к старению и формуемости связки. Такой инструмент позволяет получать высокую чистоту обрабатываемой поверхности (для оптической керамики Ra=0,025 0,020 мкм) при относительно высокой производительности обработки. Недостатком этого состава является низкая теплостойкость инструмента, обусловленная, во-первых, применением серной вулканизующей группы, что приводит к образованию нетермостабильных полисульфидных межмолекулярных связей при вулканизации инструмента, во-вторых, наличием в связке большого количества дибутилфталата и термопластичного поливинилхлорида. Низкая теплостойкость материала связки обусловливает пониженную износостойкость и малую формостойкость инструмента, что в сочетании с высокой эластичностью делает его практически непригодным для обработки деталей с высокими требованиями к геометрической точности исполнительных поверхностей. Для получения инструмента, обладающего высокими значениями износостойкости и формостойкости, предлагается связку изготавливать на основе 1,2-полибутадиенового каучука, у которого облегчена межмолекулярная сшивка по 1,2 боковым двойным связям, а в качестве вулканизующего агента использовать органический пероксид (например, пероксид дикумила, пероксид бензола), который позволяет получить при вулканизации термостабильные углеродные межмолекулярные связи. Применение большого количества (7,0 10,0 мас.ч.) органического пероксида в сочетании с минеральными наполнителями такими, как белая сажа, каолин, тальк и др. позволяет достичь необходимой твердости материала. Использование антифрикционной добавки (например, дисульфида молибдена, графита), дает возможность достижения при обработке необходимых трибологических свойств таких, как уменьшение коэффициента трения контактирующих поверхностей, а также теплообразования в зоне обработки, что приводит к уменьшению износа инструмента и улучшению чистоты обрабатываемой поверхности. Предлагаемый состав позволяет получить жесткий и прочный алмазный инструмент, обладающий высокими значениями износостойкости и формостойкости при высокой производительности и стабильности шлифования, а гибкоцепная природа высокомолекулярного каучука определяет получение обрабатываемых поверхностей с предельно низкими значениями шероховатости (Ra![состав алмазного инструмента, патент № 2070852](/images/patents/402/2070086/8776.gif)
значительное повышение износостойкости и стабильности формы инструмента. ПРИМЕР 1. Согласно изобретению алмазный инструмент готовят следующим образом: на лабораторных вальцах в течение 20 мин при температуре валков 20 - 30oC производят смешение каучука СКД-СР (100 мас.ч.), пероксида дикумила (8 мас. ч.), дисульфида молибдена (5 мас.ч.), белой сажи БС-50 (20 мас.ч.), алмазного микропорошка АСМ 14/10 (8 мас.ч.) (табл.1). Полученную смесь загружают в пресс-форму, формуют на гидравлическом прессе и выдерживают под давлением 5 МПа при температуре 150
![состав алмазного инструмента, патент № 2070852](/images/patents/402/2070009/177.gif)
Класс B24D3/22 на основе каучуков