моюще-полирующее средство

Формула изобретения

Моюще-полирующее средство для эффективной предварительной подготовки поверхности изделий перед их суперфинишной обработкой, содержащее ультрадисперсный алмазный порошок с чистотой 92-99% и удельной поверхностью 400-500 м²/г в качестве абразива, глицерин в качестве органической основы и моющий состав в качестве поверхностно-активного вещества, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит абразив с размером частиц в пределах 0,5-1,6 мкм, образующий с алмазным порошком абразивную смесь, а алмазный порошок состоит из зерен округлой формы с размером частиц при следующем содержании компонентов, мас.%:

Ультрадисперсный алмазный порошок 1,2-2,4

Абразив 55-65

Глицерин 7,5-15

Моющий состав Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области изготовления паст для доводки поверхности металлов, сплавов и неметаллических материалов.

Наиболее эффективно заявляемое техническое решение может быть использовано для эффективной предварительной подготовки поверхностей перед суперфннишной обработкой изделий.

Существует техническая проблема, которая выражается в необходимости создания средства для эффективной подготовки поверхностей перед обработкой их составами на основе ультрадисперсных материалов.

Размер зерен абразивов, получаемых промышленностью, составляет 0,5...5 мкм. Средний размер зерна ультрадисперсного алмаза динамического синтеза составляет 0,004...0,006 мкм. В связи с этим составы на основе самых мелких абразивов не дают удовлетворительной шероховатости обработанной поверхности, а составы на основе ультрадисперсных алмазов не обеспечивают необходимую величину съема материала.

Известна полировальная паста, содержащая абразив, органическую основу и поверхностно-активное вещество (а.с. 1608212, кл. МПК⁶ C 09 G 1/02). Недостатком указанной пасты является конечная большая шероховатость обработанной поверхности, что делает пасту непригодной для сверхтонкого полирования.

Известна суперфинишная алмазная полировальная паста, содержащая в качестве абразива ультрадисперсный алмазный порошок, глицерин в качестве органической основы и поверхностно-активное вещество (пат. №2174138). Недостатком указанной пасты является отсутствие моющего действия на поверхность обрабатываемого материала.

Известна алмазная суспензия, содержащая в качестве абразива алмазный порошок, глицерин в качестве органической основы и в качестве поверхностно-активного вещества моющий состав (пат. №2196158). Недостатком указанной суспензии является невозможность эффективной подготовки поверхности материала к суперфинишному полированию, а также высокая стоимость, связанная с большой концентрацией ультрадисперсного алмаза. Данная алмазная суспензия является наиболее близкой к заявляемому техническому решению и принята за прототип.

Задачей настоящего технического решения является создание средства для эффективной подготовки поверхностей перед обработкой их составами на основе ультрадисперсных алмазов с одновременным моющим и обезжиривающим действием.

Поставленная задача решается тем, что моюще-полирующее средство для подготовки поверхностей перед суперфинишной обработкой поверхностей изделий содержит алмазно-абразивную смесь в качестве абразива, глицерин в качестве органической основы и моющий состав в качестве поверхностно-активного вещества. В качестве абразива моюще-полирующее средство содержит смесь порошков абразива зернистостью 0,5-1,6 мкм и ультрадисперсного алмаза. Ультрадисперсный алмазный порошок имеет чистоту 92-99%, удельную поверхность 400...500 м² /г и состоит из зерен округлой формы с размерами частиц 10-200 .

Моюще-полирующее средство имеет следующее соотношение компонентов, маc. %:

Ультрадисперсный алмазный порошок 1,2-2,4

Абразив зернистостью 0,5-1,6 мкм 55-65

Глицерин 7,5-15

Моющий состав остальное

Результаты испытания на стальных образцах моюще-полирующего средства, содержащего различную концентрацию ультрадисперсного алмазного порошка и абразива, приведены в таблице.

№образца	Состав МПС, %	Шероховатость поверхности, RZ, мкм
Прототип по пат.№2196158	УДА - 4-5 Глицерин - 24-26 МС - остальное	0,05
1	абразив - 25 МС - остальное	0,10
ч	абразив - 25 УДА - 0,6 Глицерин - 3,7 МС - остальное	0,10
3	абразив - 25 УДА - 1,2 Глицерин - 7,5 МС - остальное	0,10
4	абразив - 50 МС - остальное	0,10
5	абразив - 50 УДА - 1,2 Глицерин - 7,5 МС - остальное	0,10
6	абразив - 50 УДА - 2,4 Глицерин - 7,5 МС - остальное	0,10
7	абразив - 55 УДА - 1,2 Глицерин - 7,5 МС - остальное	0,08
8	абразив - 60 УДА - 1,2 Глицерин -7,5 МС - остальное	0,08
9	абразив - 60 УДА - 2,4 Глицерин - 15 МС - остальное	0,08
10	абразив - 65 УДА - 1,2 Глицерин - 7,5 МС - остальное	0,08
11	абразив - 65 УДА - 2,4 Глицерин - 15 МС - остальное	0,08
12	абразив- 70 УДА - 1.2 Глицерин - 7,5 МС - остальное	0,08
13	абразив - 70 УДА - 2,4 Глицерин - 15 МС - остальное	0,08

Как видно из данных таблицы, наиболее оптимальный результат достигается при содержании абразива в пределах 55-60% и содержании УДА в пределах 1,2-2,4%. Большее процентное содержание абразива ведет к повышению вязкости моюще-полирующего средства, что является неудобным для проведения полировки поверхности материалов.

Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствие представленного в настоящей заявке изобретения критерию “новизна”.

Сопоставленный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков не известна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию “изобретательский уровень”.

Процесс обработки поверхности проходит постепенно. Сначала в работе участвуют зерна более грубого абразива, в частности диоксида церия, удаляя микронеровности, оставшиеся от предыдущей обработки. Постепенно разрушаясь на более мелкие фракции, они уменьшают величину зазора между деталью и притиром до величины сотых долей микрона, при которой наступает вторая стадия обработки - обработка частицами ультрадисперсных алмазов.

Дополнительно жировые (масляные) загрязнения, находящиеся на поверхности в виде тонкой пленки, при смачивании моющим раствором распадаются на отдельные капли и переходят в его объем, эмульгирование жидких жировых загрязнений обычно сопровождается их солюбилизацией. Комочки твердых загрязнений под действием моющего вещества пептизируются и также переходят в моющий раствор.

Твердые и жидкие частицы загрязнений в объеме моющего раствора защищены адсорбционно-сольваными слоями от коагуляции и коалесценции, а также от повторного налипания на очищенную поверхность.

Смесь глицерина и моющего состава дает возможность частицам ультрадисперсного алмаза и диоксида церия находиться во взвешенном состоянии, что обеспечивает их равномерное распределение на поверхности полировальника. Кроме того, в связи с тем, что каждая частица абразива и ультрадисперсного алмазного порошка находится в оболочке, происходит точечный контакт с разрывом пленки в точке соприкосновения зерна с покрытием обрабатываемой поверхности, что способствует получению высококачественной полированной поверхности.

Дополнительно глицерин обладает способностью удерживать воду, которая является компонентом комплекса СОЖ, и препятствует образованию задиров и улучшает отвод тепла и отработанных частиц из зоны обработки.

В качестве моющего состава могут быть использованы любые моющие средства, а именно:

1. мыла природных и синтетических жирных кислот (частные формы реализации "FAIRY", "PRIL"...);

2. моющие средства синтетических натуральных первичных и вторичных спиртов (частные формы реализации "Прогресс", "Оксанол"...).

Приготовление моюще-полирующего средства осуществляется известными способами путем последовательного смешения порошка ультрадисперсного алмаза с глицерином и последующим смешением с абразивом и моющим составом.

Диспергирование полирующего компонента проводится в барабанной мельнице. Степень заполнения мельницы составляет 40-50% от общего объема барабана. Мелющий элемент - стальные шары диаметром 20 мм. Соотношение между объемом шаров и объемом диспергируемой пасты (0,5...0,8):1.

Испытания показали, что данное моюще-полирующее средство обеспечивает оптимальную скорость съема материала за счет применения абразива с размером зерна 0,5...1,6 мкм, а также достаточную чистоту обрабатываемой поверхности (выше 13-го класса шероховатости) за счет введения в качестве абразива алмазно-абразивной смеси и введения в качестве поверхностно-активного вещества моющего состава, т.к. очищенная поверхность полируется значительно быстрее и качественнее. Кроме того, изделия после обработки заявленным моюще-полирующим средством не требуют дополнительной очистки.

Заявленное моюще-полирующее средство обеспечивает достижение нового технического результата, который выражается в эффективной предварительной подготовке поверхностей перед суперфинишной обработкой изделий с одновременным моющим и обезжиривающим действием.