галтовочное тело для абразивной обработки

Формула изобретения

Галтовочное тело для абразивной обработки, выполненное в форме геометрического тела из абразивного материала и связки, отличающееся тем, что в качестве абразивного материала оно содержит нитрид кремния или композиционный материал на основе нитрида кремния, полученный самораспространяющимся высокотемпературным синтезом из отходов производства ферросилиция, в количестве от 0,1 до 90% от объема галтовочного тела.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится преимущественно к области машиностроения, приборостроения и инструментального производства и может быть использовано при безразмерной обработке поверхностей деталей методами галтовки: барабанной, вибрационной, центробежной, буксирной, магнитной, и других подобных методах обработки с целью удаления заусенцев, облоя, ржавчины, окалины, округления острых кромок и полирования.

Известны абразивная гранула (авторское свидетельство РФ № 1650403, МПК В24В 31/14. Опубл. 1988.08.19.) и абразивная гранула (патент РФ № 2100175, МПК В24В 31/14. Опубл. 1997.12.27), которые состоят из абразивного материала и связки.

Недостатком известных абразивных гранул является то, что они изготавливаются из стандартного абразивного материала, технология получения которого длительна, с исключительно большим расходом электроэнергии, что делает высокой его себестоимость, а следовательно, и себестоимость самих гранул.

Задачей изобретения является уменьшение себестоимости галтовочных тел и улучшение эксплуатационных характеристик.

Технический результат заявляемого изобретения - уменьшение себестоимости и улучшение эксплуатационных характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что галтовочное тело для абразивной обработки выполнено в форме геометрического тела из абразивного материала и связки, при этом в качестве абразивного материала оно содержит нитрид кремния или композиционный материал на основе нитрида кремния, полученный самораспространяющимся высокотемпературным синтезом из отходов производства ферросилиция, в количестве от 0,1 до 90% от объема галтовочного тела.

Изготовление галтовочных тел с объемным содержанием менее 0,1% нитрида кремния или композиционного материала на его основе не проявляется. Изготовление галтовочных тел с объемным содержанием более 90% нитрида кремния или композиционного материала на его основе тоже нецелесообразно, так как значительно сокращается стойкость галтовочных тел.

Галтовочное тело выполнено в форме геометрического тела, содержащего в качестве абразивного материала нитрид кремния или композиционный материал на его основе в количестве от 0,1 до 90% от общего объема галтовочного тела и связку.

Галтовочные тела, состоящие из нитрида кремния или композиционного материала на его основе, изготовленного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из ферросилиция, и связки, имеют меньшую себестоимость по сравнению с галтовочными телами, изготовленными из абразивного материала, полученного по стандартной технологии. При производстве нитрида кремния и композиционных материалов на его основе методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из ферросилиция высокие температуры для расплавления минерального сырья достигаются не за счет внешних источников энергии, а за счет тепла химической реакции системы, а в качестве исходного материала для получения нитрида кремния и композиционных материалов на его основе применяется пыль ферросилиция, являющаяся отходом производства в процессе получения ферросилиция. Это приводит к сокращению себестоимости нитрида кремния и композиционных материалов на его основе в десятки раз по сравнению с производством стандартного абразивного материала. За счет уменьшения себестоимости исходных материалов пропорционально уменьшается себестоимость галтовочных тел. Экспериментальным путем было установлено, что нитрид кремния и композиционные материалы на его основе имеют удовлетворительные абразивные свойства, а некоторые виды композиционных материалов на его основе превышают по параметрам стандартные абразивные материалы. Поэтому нитрид кремния и композиционные материалы на его основе могут применяться в качестве абразивных материалов.

В зависимости от механических свойств материала обрабатываемых деталей и требуемого результата обработки деталей соответственно подбираются галтовочные тела, изготовленные из связки и нитрида кремния или композиционных материалов на его основе следующего состава:

1. «Si ₃N₄+Fe»;

2. «Si ₃N₄+SiC+Fe»;

3. Si₃ N₄;

4. «Si₃N₄ +ZrO₂(T,M)+Si₂N₂O+Fe».

Галтовочные тела, содержащие композиционные материалы на основе нитрида кремния «Si₃N₄+Fe» и «Si₃N₄+SiC+Fe», обеспечивают высокую режущую способность, превышающую режущую способность галтовочных тел, изготовленных из стандартного нормального электрокорунда. Галтовочные тела, содержащие нитрид кремния Si₃N ₄ и композиционный материал на основе нитрида кремния «Si ₃N₄+ZrO₂(T,M)+Si₂N ₂O+Fe», обеспечивают более высокое качество обработанной поверхности по параметру шероховатости обработанной поверхности. Эксплуатационные параметры галтовочных тел задаются путем выбора вида композиционного материала на основе нитрида кремния и его объемного содержания в галтовочном теле от 0,1 до 90% от общего объема галтовочного тела. Так, например, увеличение количества нитрида кремния или композиционного материала на его основе приводит к увеличению режущей способности галтовочных тел.

Таким образом, применение для изготовления галтовочных тел нитрида кремния и композиционных материалов на его основе позволяет уменьшить их себестоимость и увеличить эксплуатационные характеристики, например увеличить режущую способность, уменьшить износ, а также улучшить качество обрабатываемых поверхностей деталей. Галтовочные тела из нитрида кремния и композиционных материалов на его основе позволяют увеличить эффективность обработки деталей из цветных металлов и сплавов, нержавеющих и других марок сталей, дерева, пластмасс, полимерных и других материалов.