Патент на изобретение №2349688

(54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОЛУФАБРИКАТОВ АБРАЗИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ НА ОРГАНИЧЕСКИХ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СВЯЗКАХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивных инструментов на органических термореактивных связках, предназначенных для шлифования металлов и сплавов. Группу полуфабрикатов абразивных инструментов перед термообработкой помещают в теплоизолированный парогазопроницаемый радиопрозрачный термостат. Проводят полный цикл термообработки упомянутых полуфабрикатов. Цикл включает стадии предварительного прогрева и отверждения группы полуфабрикатов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц для абразивных инструментов толщиной до 100 мм и с частотой 890…915 МГц для абразивных инструментов толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с последующей выдержкой при этой температуре. В процессе СВЧ-термообработки осуществляют принудительное равномерное удаление летучих веществ из свободного объема термостата потоком воздуха через щели, выполненные в передней и задней стенках термостата. Исключают возможность достижения парами летучих веществ состояния насыщения при сохранении максимально возможного эффекта теплоизоляции рабочей зоны термостата, и обеспечении разброса температуры полуфабрикатов внутри термостата, не превышающего ±10% от ее среднего уровня.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления абразивных инструментов на органических термореактивных связках (бакелитовой, вулканитовой и др.), предназначенных для шлифования заготовок из различных металлов и сплавов. Данное изобретение распространяется на все типоразмеры абразивных инструментов, изготовленных из любых абразивных материалов.

Известен способ изготовления абразивных инструментов на бакелитовой связке, включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси (абразивных зерен, фенолоформальдегидной смолы и наполнителей), формование абразивного инструмента, извлечение его из пресс-формы, сушку на воздухе, термическую обработку в печах с конвективным принципом нагрева, последующую механическую обработку и контроль качества (см. Бакуль В.Н. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. – М.: Машиностроение, 1975. – С.132-133). К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа изготовления абразивных инструментов на бакелитовой связке, относится то, что указанная технология предусматривает достаточно длительный и весьма энергоемкий процесс полимеризации связующего шлифовальных кругов в печах, где теплоносителем является воздух.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ изготовления абразивного инструмента на бакелитовой связке (патент на изобретение №2294825, МКП В24D 18/00. / С.М.Михайлин, Н.И.Веткасов, Н.А Трефилов, А.И.Капустин, С.В.Жданов. Опубл. 10.03.07. Бюл. №7), включающий дозирование и перемешивание компонентов формовочной смеси, формование полуфабрикатов абразивных инструментов в пресс-форме без нагрева, их последующее извлечение и сушку на воздухе, полный цикл термообработки, включающий стадии предварительного прогрева и отверждения группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц для абразивного инструмента толщиной до 100 мм и с частотой 890…915 МГц для абразивного инструмента толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации бакелитовой связки с последующей выдержкой при этой температуре, механическую обработку и контроль качества.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании указанного способа, относится то, что в процессе термообработки при нагревании полуфабрикатов абразивных инструментов выделяются летучие вещества, несвоевременное удаление которых из рабочего объема СВЧ-камеры приводит к ухудшению качества абразивного инструмента (коробление, вспучивание и др.).

Технический результат – повышение качества абразивных инструментов на органических термореактивных связках, полуфабрикаты которых термообработаны в СВЧ-поле.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе термообработки полуфабрикатов абразивных инструментов на бакелитовой связке, заключающемся в проведении полного цикла термообработки, включающего стадии предварительного прогрева и отверждения группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ- камеры с частотой 2450 МГц для абразивных инструментов толщиной до 100 мм и с частотой 890…915 МГц для абразивных инструментов толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с последующей выдержкой при этой температуре, особенность заключается в том, что группу полуфабрикатов абразивных инструментов перед термообработкой помещают в теплоизолированный, паро-газопроницаемый, радиопрозрачный термостат, а в процессе СВЧ-термообработки осуществляют принудительное равномерное удаление летучих веществ из свободного объема термостата, исключая возможность достижения парами летучих веществ состояния насыщения при сохранении максимально возможного эффекта теплоизоляции рабочей зоны термостата и обеспечении разброса температуры полуфабрикатов внутри термостата не более ±10% от ее среднего уровня, причем удаление летучих веществ осуществляют потоком воздуха через щели, выполненные в передней и задней стенках термостата.

Принудительное равномерное удаление потоком воздуха, создаваемым системой вытяжной вентиляции, 10…30% летучих веществ (горячей парогазовой смеси), выделяющихся в процессе СВЧ-термообработки из полуфабрикатов абразивных инструментов на органической термореактивной связке в свободный объем термостата, куда перед началом цикла термообработки помещают полуфабрикаты абразивных инструментов, через щели, выполненные в передней и задней стенках термостата, при сохранении максимально возможного эффекта теплоизоляции и обеспечении разброса температуры полуфабрикатов не более ±10% от ее среднего уровня внутри термостата позволяет, с одной стороны, исключить достижения парами летучих веществ состояния насыщения и его отрицательное влияние на качество термообработанных абразивных инструментов и, с другой стороны, обеспечить оптимальные условия протекания процесса термообработки за счет создания эффекта дополнительного прогрева поверхности полуфабрикатов горячей парогазовой смесью.

Заявляемое изобретение представляет собой способ термообработки полуфабрикатов абразивных инструментов на органических термореактивных связках. Предлагаемый способ термообработки абразивных инструментов на органических термореактивных связках предусматривает проведение полного цикла термообработки, включающего стадии предварительного прогрева и отверждения группы полуфабрикатов абразивных инструментов, помещенных в теплоизолированный паро-газопроницаемый радиопрозрачный термостат, в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц для абразивных инструментов толщиной до 100 мм и с частотой 890…915 МГц для абразивных инструментов толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с последующей выдержкой при этой температуре и равномерном принудительном удалении из свободного объема термостата в процессе СВЧ-термообработки выделяющихся из полуфабрикатов летучих веществ (горячей парогазовой смеси) потоком воздуха, создаваемым системой вытяжной вентиляции, которой оборудована СВЧ-камера, через щели, выполненные в передней и задней стенках термостата, исключающем возможность достижения парами летучих веществ состояния насыщения при сохранении максимально возможного эффекта теплоизоляции рабочей зоны термостата и обеспечении разброса температуры полуфабрикатов внутри термостата не более ±10% от ее среднего уровня внутри термостата. В результате существенно повышается качество абразивного инструмента на органической термореактивной связке, изготовленного по СВЧ-технологии.

Формула изобретения

Способ термообработки полуфабрикатов абразивных инструментов на органических термореактивных связках, заключающийся в проведении полного цикла термообработки, включающего стадии предварительного прогрева и отверждения группы полуфабрикатов абразивных инструментов в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц для абразивных инструментов толщиной до 100 мм и с частотой 890…915 МГц для абразивных инструментов толщиной свыше 100 мм до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с последующей выдержкой при этой температуре, отличающийся тем, что группу полуфабрикатов абразивных инструментов перед термообработкой помещают в теплоизолированный парогазопроницаемый радиопрозрачный термостат, а в процессе СВЧ-термообработки осуществляют принудительное равномерное удаление летучих веществ из свободного объема термостата, исключая возможность достижения парами летучих веществ состояния насыщения при сохранении максимально возможного эффекта теплоизоляции рабочей зоны термостата и обеспечении разброса температуры полуфабрикатов внутри термостата не превышающего ±10% от ее среднего уровня, причем удаление летучих веществ осуществляют потоком воздуха через щели, выполненные в передней и задней стенках термостата.