RU2086396C1

RU2086396C1 - Method for manufacturing abrasive articles

Info

Publication number: RU2086396C1
Application number: RU95116438A
Authority: RU
Inventors: В.М. Оробинский; А.И. Курченко; А.И. Банников; О.А. Макарова; А.Г. Головко; Ю.В. Бобынин
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1997-08-10

Abstract

FIELD: production of abrasive tools for finishing hard-to-work materials. SUBSTANCE: proposed method involves preparation of mixture composed of ceramic powder materials and moulding articles by static and dynamic loading the powder mixture by shock wave with subsequent thermal treatment. Moulding is accomplished in two stages. First 35 to 40 per cent of total powder mass is poured into the lower part of the mould, then a separator consisting of three 1.5 to 2.5-mm thick plates is laid down and, as the second stage of moulding, the upper part of the mould is filled with the remaining 60 to 65 per cent of the powder mixture. Thermal treatment of the lower moulding is carried out at a temperature of 1870 to 1880 C. EFFECT: improved quality of abrasive tools and wider field of their employments. 2 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к производству абразивного инструмента, преимущественно для финишной обработки труднообрабатываемых материалов. The invention relates to the production of abrasive tools, mainly for finishing machining difficult to process materials.

Известен способ изготовления абразивных изделий для финишной обработки, при котором приготавляют шихту из порошков электрокорунда различных фракций с введением порообразователя и производят формообразование из шихты изделий взрывной ударной волной с последующей термообработкой (см авт.св. 673446, кл. B 24 D 17/00, 1977). A known method of manufacturing abrasive products for finishing, in which a mixture is prepared from powders of electrocorundum of various fractions with the introduction of a blowing agent and a shaping is made from a mixture of products by an explosive shock wave with subsequent heat treatment (see ed. St. 673446, class B 24 D 17/00, 1977).

Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является невозможность получения абразивных инструментов для комплексной обработки материалов. The reason that impedes the achievement of the required technical result is the inability to obtain abrasive tools for complex processing of materials.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления абразивных изделий, при котором при формообразовании заготовки на порошок электрокорунда оказывается статическое нагружение до плотности 0,6 0,7 от плотности готового изделия и динамическое нагружение ударной волной мощностью 0,75 - 1,00 МВт/г веса порошка с последующей термообработкой при 1850^oC в течение 2 -4 ч, при этом воздействие ударной волны повторяют 5 7 раз [1]
Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является неполное использование энергии ударной волны. При динамическом прессовании абразивных изделий происходит уменьшение энергии фронта ударной волны. При этом уровень дробления зерен начинает постепенно снижаться, начиная с некоторой пороговой высоты засыпки абразивной массы. Исследования показали, что величина зернистости начинает меняться на 8 10% на расстоянии 0,6 0,9 мм от нижнего торца. Для практики финишной обработки это неважно, так как абразивный инструмент приклеивается нижней частью на стальной корпус (колодку) и заранее является дефектным, не используемым для обработки деталей. Этим способом в пресс-форме можно получить абразивный инструмент только одной зернистости, что не дает возможности получить одновременно комплект инструментов с различными технологическими свойствами для предварительной и окончательной финишной обработки.Closest to the invention is a method for the manufacture of abrasive products, in which when the blank is formed on electrocorundum powder, it is subjected to static loading to a density of 0.6 0.7 from the density of the finished product and dynamic loading by a shock wave with a power of 0.75 - 1.00 MW / g weight powder, followed by heat treatment at 1850 ^o C for 2 to 4 hours, while the impact of the shock wave is repeated 5 7 times [1]
The reason that impedes the achievement of the required technical result is the incomplete use of shock wave energy. During dynamic pressing of abrasive products, a decrease in the energy of the shock front occurs. At the same time, the level of grain crushing begins to gradually decrease, starting from a certain threshold height of filling the abrasive mass. Studies have shown that the grain size begins to change by 8 10% at a distance of 0.6 0.9 mm from the lower end. For the practice of finishing, this does not matter, since the abrasive tool is glued with the lower part to the steel casing (block) and is defective in advance, not used for processing parts. In this way, an abrasive tool of only one grain size can be obtained in a mold, which makes it impossible to obtain a set of tools with different technological properties for preliminary and final finishing at the same time.

Задачей изобретения является получение абразивных изделий с расширенными технологическими характеристиками. The objective of the invention is to obtain abrasive products with advanced technological characteristics.

Технический результат изобретения повышение производительности изготовления инструмента и расширение его технологических возможностей. The technical result of the invention is to increase the productivity of manufacturing a tool and expand its technological capabilities.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления абразивных изделий преимущественно для финишной обработки, приготавливают шихту из керамических порошковых материалов и производят формообразование из шихты изделий статическим и динамическим нагружением ударной волной с последующей термической обработкой, причем формообразование осуществляют путем засыпки шихты в матричную полость последовательно в две стадии. На первой стадии засыпают шихту в количестве 35 40% от массы шихты в нижнюю часть пресс-формы, устанавливают разделительный пуансон, состоящий из трех пластин, каждая толщиной 1,5 2,5 мм, а на второй стадии в верхнюю часть пресс-формы засыпают шихту в количестве 60 65% термообработку нижней прессовки проводят при 1870 1880^oC.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing abrasive products, mainly for finishing, a mixture is prepared from ceramic powder materials and formed from a mixture of articles by static and dynamic loading by a shock wave, followed by heat treatment, and shaping is carried out by filling the mixture into the matrix cavity in series in two stages. In the first stage, the charge is poured in an amount of 35 to 40% of the mass of the charge into the lower part of the mold, a separation punch consisting of three plates, each with a thickness of 1.5–2.5 mm, is installed, and in the second stage, it is poured into the upper part of the mold the mixture in an amount of 60 65% heat treatment of the lower pressing is carried out at 1870 1880 ^o C.

Формообразование из шихты абразивных изделий на этапе засыпки в две стадии с установкой разделительного пуансона позволяет получить комплект абразивных изделий для последовательных этапов финишной обработки. Учитывая эффект потери энергии ударной волны и увеличения размеров получаемых зерен, можно получить за один цикл динамического прессования два вида абразивного инструмента с различными технологическими свойствами различной зернистостью, отвечающей условиям предварительной и окончательной обработки поверхностей деталей. Для этого необходимо обеспечить некоторое пороговое снижение энергии ударной волны так, чтобы при прохождении через абразивную массу вниз матричной полости получалось такое увеличение зернистости формируемого изделия, которое отвечало бы условиям предварительной финишной обработки. Это достигается размещением между засыпаемыми один над другим объемами абразивной массы разделительного пуансона, состоящего из трех металлических пластин одинаковой толщины. Наличие трех пластин с двумя стыками позволяет произвести пороговое снижение энергии ударной волны и обеспечить получение зернистости нижнего абразивного изделия, отвечающего требованиям предварительной финишной обработки. Так как нижняя часть абразивной шихты подвергается меньшему энергетическому воздействию, ее объем будет спрессовываться в меньшей степени, чем объем верхней абразивной массы. Поэтому объем засыпки в нижнюю и верхнюю полости должен быть различным, чтобы получить в итоге инструмент одной высоты, отвечающий стандартным типоразмерам. Экспериментальными исследованиями показано, что соотношение этих объемов должно быть 35 40% для нижнего изделия и 60 65% для верхнего. Кроме того, объем сформированного абразивного изделия в нижней части матрицы получает дополнительную энергию для формирования заданных прочностных свойств за счет увеличения температуры спекания до 1880^oC.The molding from the charge of abrasive products at the stage of filling in two stages with the installation of the separation punch allows you to get a set of abrasive products for the subsequent stages of finishing. Taking into account the effect of shock wave energy loss and an increase in the size of the obtained grains, it is possible to obtain two types of abrasive tools with different technological properties of different granularities in one cycle of dynamic pressing that meet the conditions of preliminary and final processing of the surfaces of parts. To do this, it is necessary to provide a certain threshold decrease in the energy of the shock wave so that when passing through the abrasive mass down the matrix cavity, an increase in the granularity of the formed product is obtained that would meet the conditions of preliminary finishing. This is achieved by placing between the falling as one above the other volumes of the abrasive mass of the separation punch, consisting of three metal plates of the same thickness. The presence of three plates with two joints allows for a threshold decrease in the energy of the shock wave and to ensure the granularity of the lower abrasive product that meets the requirements of preliminary finishing. Since the lower part of the abrasive charge is subjected to less energy impact, its volume will be compressed to a lesser extent than the volume of the upper abrasive mass. Therefore, the volume of backfill in the lower and upper cavities must be different in order to obtain a tool of the same height as a result, corresponding to standard sizes. Experimental studies have shown that the ratio of these volumes should be 35 40% for the lower product and 60 65% for the upper. In addition, the volume of the formed abrasive product in the lower part of the matrix receives additional energy to form the specified strength properties by increasing the sintering temperature to 1880 ^o C.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the invention, allowed us to establish that the applicant has not found an analogue characterized by features identical to all features of the invention, and the definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest analogue in terms of the totality of features, it was possible to identify the set of essential technical results with respect to the applicant ln signs in the claimed object set forth in the claims.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники. An additional search for known solutions was carried out in order to identify features that match the features of the invention that are distinctive from the prototype, the results of which show that the invention does not explicitly follow the prior art for a specialist.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень". Therefore, the invention meets the requirement of "inventive step".

Испытания комплекта абразивных изделий, полученного предлагаемым способом, проводят при обработке методом хонингования стали ХВГ, термообработанной до HRC 55. Нижние бруски использовались для предварительной обработки, верхние бруски использовались для окончательной обработки. Режимы обработки для предварительного хонингования: окружная скорость 18 м/мин; скорость возвратно-поступательного перемещения 7 м/мин; удельное давление прижима 0,8 МПа. Режимы обработки для окончательного хонингования: окружная скорость 27 м/мин; скорость возвратно-поступательного перемещения 5 м/мин; удельное давление прижима 0,4 МПа. Tests of the set of abrasive products obtained by the proposed method are carried out during processing by honing of HVG steel, heat-treated to HRC 55. The lower bars were used for pre-treatment, the upper bars were used for final processing. Processing modes for preliminary honing: peripheral speed 18 m / min; reciprocating speed of 7 m / min; specific pressure of 0.8 MPa. Processing modes for final honing: peripheral speed 27 m / min; reciprocating speed of 5 m / min; specific pressure of 0.4 MPa.

Для обеспечения высокой эффективности финишной обработки требуется шероховатость после предварительного хонингования Ra 0,63-1,25 мкм; шероховатость после окончательного хонингования Ra 0,32-0,08 мкм. Чтобы получить требуемую шероховатость обработанной поверхности, необходимая зернистость инструмента для предварительной обработки 63-80 мкм, зернистость для окончательной обработки 20 40 мкм (см. Прогрессивные методы хонингования/ С.И. Куликов, Ф.Ф.Романчук, С.В.Ковалевский. М. Машиностроение, 1983. 135 с.). To ensure high finishing efficiency, roughness is required after preliminary honing Ra 0.63-1.25 microns; roughness after final honing Ra 0.32-0.08 μm. To obtain the required roughness of the treated surface, the necessary granularity of the tool for preliminary processing is 63-80 μm, the grain size for final processing is 20 40 μm (see Progressive Honing Methods / S.I. Kulikov, F.F. Romanovich, S.V. Kovalevsky. M. Engineering, 1983. 135 p.).

Изобретение поясняется фиг.1 и 2. The invention is illustrated in figures 1 and 2.

Для засыпки шихты используют пресс-форму, состоящую из матрицы 1, верхнего пуансона 2, разделительного пуансона 3, нижнего пуансона 4, кольца 5. Матричная полость пресс-формы разделена на верхнюю 6 и нижнюю 7 полости энергопоглощающим пуансоном 3, состоящим из трех пластин. For filling the charge, a mold is used consisting of a matrix 1, an upper punch 2, a separation punch 3, a lower punch 4, and a ring 5. The matrix cavity of the mold is divided into the upper 6 and lower 7 cavities by an energy-absorbing punch 3 consisting of three plates.

Пример 1. Для изготовления абразивного изделия приготавливают шихту из порошка электрокорунда одной зернистости, например 250 мкм (от 250 до 315 мкм по ГОСТ 3647-80). Засыпают приготовленную шихту в пресс-форму последовательно в две стадии на первой стадии засыпают 40% от общей массы в верхнюю часть пресс-формы; устанавливают энергопоглощающий пуансон из стали 35ХГСА, состоящий из трех пластин высотой по 1,5 мм; на второй стадии засыпают 60% от общей массы шихты в нижнюю часть пресс-формы. Проводят статическое прессование в течение 40 с. Затем, не снимая статической нагрузки, проводят динамическое нагружение электрогидравлической ударной волной удельной мощности 0,85 МВт/г веса верхней прессовки. Динамическое нагружение повторяют 5 раз при неизменной мощности. Полученные прессовки имеют различную зернистость: зернистость верхней прессовки 18 35 мкм; зернистость нижней прессовки 63 72 мкм. Верхняя и нижняя прессовки имеют одинаковую высоту. Затем прессовки извлекаются из пресс-формы и подаются в печь для термообработки. Термическая обработка верхней прессовки проводится при 1850^oC в течение 3 ч; термическая обработка нижней прессовки проводится при 1870^oC в течение 3 ч. Полученные абразивные изделия имеют предел прочности на сжатие: нижняя прессовка 56 МПа, верхняя прессовка 58 МПа. При испытаниях методом хонингования полученного комплекта абразивных инструментов достигается производительность обработки 1200 мм³/м и чистота поверхности после предварительного хонингования Ra 0,63 мкм, после окончательного хонингования Ra 0,08 мкм.Example 1. For the manufacture of an abrasive product, a mixture is prepared from electrocorundum powder of the same grain size, for example, 250 μm (from 250 to 315 μm according to GOST 3647-80). The prepared mixture is poured into the mold sequentially in two stages; in the first stage, 40% of the total mass is poured into the upper part of the mold; an energy-absorbing punch made of 35KhGSA steel, consisting of three plates 1.5 mm high, is installed; in the second stage, 60% of the total mass of the charge is poured into the lower part of the mold. Perform static pressing for 40 s. Then, without removing the static load, conduct dynamic loading with an electro-hydraulic shock wave of a specific power of 0.85 MW / g of the weight of the upper pressing. Dynamic loading is repeated 5 times at constant power. The obtained compacts have different grain sizes: granularity of the upper compact is 18 35 microns; granularity of the lower pressing 63 72 microns. The upper and lower compacts have the same height. Then the compacts are removed from the mold and fed into the furnace for heat treatment. Heat treatment of the upper compact is carried out at 1850 ^o C for 3 hours; heat treatment of the lower compact is carried out at 1870 ^o C for 3 hours. The obtained abrasive products have a compressive strength: lower compact 56 MPa, upper compact 58 MPa. When testing by honing the obtained set of abrasive tools, processing productivity of 1200 mm ³ / m and surface finish after preliminary honing Ra 0.63 μm, after final honing Ra 0.08 μm are achieved.

Пример 2. Шихту, приготовленную по примеру 1, засыпают в пресс-форму последовательно в две стадии: на первой стадии засыпают 48% от общей массы; устанавливают энергопоглощающий пуансон из стали 35ХГСА, состоящий из трех пластин высотой по 2 мм; на второй стадии засыпают 62% от общей массы шихты. Проводят статическое прессование в течение 40 с. Затем, не снимая статической нагрузки, проводят динамическое нагружение электрогидравлической ударной волной мощности 0,85 МВт/г веса верхней прессовки. Динамическое нагружение повторяют 5 раз при неизменной мощности. Полученные прессовки имеют различную зернистость: зернистость верхней прессовки 18 35 мкм, зернистость нижней прессовки 68 79 мкм. Верхняя и нижняя прессовки имеют одинаковую высоту. Затем прессовки извлекаются из пресс-формы и подаются в печь для термообработки. Термическая обработка верхней прессовки проводится при 1850^oC в течение 3 ч; термическая обработка нижней прессовки проводится при 1875^oC в течение 3 ч. Полученные абразивные изделия имеют предел прочности на сжатие: нижняя прессовка 57 МПа, верхняя прессовка 58 МПа. При испытаниях методом хонингования полученного комплекта абразивных инструментов достигается производительность предварительной обработки 1250 мм³/мин, и чистота поверхности после предварительного хонингования Ra 0,8 мкм, после окончательного хонингования Ra 0,16 мкм.Example 2. The mixture prepared according to example 1, is poured into the mold sequentially in two stages: at the first stage, 48% of the total mass is poured; install an energy-absorbing punch made of steel 35HGSA, consisting of three plates with a height of 2 mm; in the second stage, 62% of the total mass of the mixture is covered. Perform static pressing for 40 s. Then, without removing the static load, conduct dynamic loading of an electro-hydraulic shock wave with a power of 0.85 MW / g weight of the upper pressing. Dynamic loading is repeated 5 times at constant power. The obtained compacts have different granularities: the granularity of the upper compact is 18 35 microns, the granularity of the lower compact is 68 79 microns. The upper and lower compacts have the same height. Then the compacts are removed from the mold and fed into the furnace for heat treatment. Heat treatment of the upper compact is carried out at 1850 ^o C for 3 hours; heat treatment of the lower compact is carried out at 1875 ^o C for 3 hours. The obtained abrasive products have a compressive strength: lower compact 57 MPa, upper compact 58 MPa. When testing by honing the obtained set of abrasive tools, a pre-treatment productivity of 1250 mm ³ / min and a surface finish after preliminary honing of Ra 0.8 μm, after final honing of Ra 0.16 μm are achieved.

Пример 3. Шихту, приготовленную по примеру 1, засыпают в пресс-форму последовательно в две стадии: на первой стадии засыпают 35% от общей массы; устанавливают энергопоглощающий пуансон из стали 35ХГСА, состоящий из трех пластин высотой по 2,5 мм; на второй стадии засыпают 65% от общей массы шихты. Проводят статическое прессование в течение 40 с. Затем, не снимая статической нагрузки, проводят динамическое нагружение электрогидравлической ударной волной удельной мощности 0,85 МВт/г веса верхней заготовки. Динамическое нагружение повторяют 5 раз при неизменной мощности. Полученные прессовки имеют различную зернистость: верхней прессовки 18 35 мкм; нижней прессовки 75-80 мкм. Верхняя и нижняя прессовки имеют одну высоту. Затем прессовки извлекаются из пресс-формы и подаются в печь для термообработки. Термическая обработка верхней прессовки проводится при 1850^oC в течение 3 ч; термическая обработка нижней прессовки проводится при 1880^oC в течение 3 ч. Полученные абразивные изделия имеют предел прочности на сжатие: нижняя прессовка 58 МПа, верхняя 58 МПа. При испытаниях методом хонингования полученного комплекта абразивных инструментов достигается производительность предварительной обработки 1300 мм³/мин, и чистота поверхности после предварительного хонингования Ra 1,25 мкм, после окончательного хонингования Ra 0,32 мкм.Example 3. The mixture prepared according to example 1, is poured into the mold sequentially in two stages: at the first stage, 35% of the total mass is poured; install an energy-absorbing punch made of 35KhGSA steel, consisting of three plates 2.5 mm high; in the second stage, 65% of the total mass of the mixture is covered. Perform static pressing for 40 s. Then, without removing the static load, conduct dynamic loading with an electro-hydraulic shock wave of a specific power of 0.85 MW / g of the weight of the upper workpiece. Dynamic loading is repeated 5 times at constant power. The obtained compacts have different grain sizes: top compacts 18 35 microns; lower pressing 75-80 microns. The upper and lower compacts have the same height. Then the compacts are removed from the mold and fed into the furnace for heat treatment. Heat treatment of the upper compact is carried out at 1850 ^o C for 3 hours; heat treatment of the lower compact is carried out at 1880 ^o C for 3 hours. The resulting abrasive products have a compressive strength: lower compact 58 MPa, upper 58 MPa. When testing by honing the obtained set of abrasive tools, a pre-treatment productivity of 1300 mm ³ / min and a surface finish after preliminary honing of Ra 1.25 μm and after final honing of Ra 0.32 μm are achieved.

Пример 4. Шихту, приготовленную по примеру 1, засыпают в пресс-форму последовательно в две стадии: на первой стадии засыпают 50% от общей массы; устанавливают энергопоглощающий пуансон из стали 35ХГСА, состоящий из трех пластин высотой 4 мм; на второй стадии засыпают 50% от общей массы шихты. Проводят статическое прессование в течение 40 с. Затем, не снимая статической нагрузки, проводят динамическое нагружение электрогидравлической ударной волной удельной мощности 0,85 МВт/г веса верхней прессовки. Динамическое нагружение повторяют 5 раз при неизменной мощности. Полученные прессовки имеют зернистость: верхней прессовки 18 35 мкм, нижней 146 168 мкм. Высота верхней прессовки меньше высоты нижней прессовки. Нижняя прессовка получается рыхлой, с большим количеством поверхностных и объемных дефектов. Дальнейшую обработку нижней прессовки проводить нецелесообразно. После термической обработки верхней прессовки описанный способ дает только один годный к эксплуатации инструмент. Example 4. The mixture prepared according to example 1, is poured into the mold sequentially in two stages: at the first stage, 50% of the total mass is poured; install an energy-absorbing punch made of steel 35KhGSA, consisting of three plates with a height of 4 mm; in the second stage, 50% of the total mass of the mixture is covered. Perform static pressing for 40 s. Then, without removing the static load, conduct dynamic loading with an electro-hydraulic shock wave of a specific power of 0.85 MW / g of the weight of the upper pressing. Dynamic loading is repeated 5 times at constant power. The resulting compacts have a grain size: the upper compact is 18 35 μm, the lower is 146 168 microns. The height of the upper compact is less than the height of the lower compact. The lower pressing is loose, with a large number of surface and volume defects. Further processing of the lower pressing is impractical. After heat treatment of the upper compact, the described method gives only one usable tool.

Пример 5. Шихту, приготовленную по примеру 1, засыпают в пресс-форму последовательно в две стадии: на первой стадии засыпают 75% от общей массы, устанавливают энергопоглощающий пуансон из стали 35ХГСА, состоящий из одной пластины высотой 3 мм; на второй стадии засыпают 25% от общей массы шихты. Проводят статическое прессование в течение 40 с. Затем, не снимая статической нагрузки, проводят динамическое нагружение электрогидравлической ударной волной удельной мощностью 0,85 МВт/г веса верхней прессовки. Динамическое нагружение повторяют 5 раз при неизменной мощности. Полученные прессовки имеют зернистость: верхней прессовки 18 35 мкм; нижней 25 39 мкм. Высота верхней прессовки больше высоты нижней прессовки. Затем прессовки извлекаются из пресс-формы и подаются в печь для термообработки. Термическая обработка верхней и нижней прессовки проводится при 1850^oC в течение 3 ч. Полученные абразивные изделия имеют предел прочности на сжатие: нижняя прессовка 48 МПа; верхняя прессовка 58 МПа. Так как полученные абразивные изделия имеют сходные механические свойства, и оба инструмента могут использоваться только для окончательной обработки, то полученный комплект инструментов не отвечает технологическим требованиям и его использование для обработки не целесообразно.Example 5. The mixture prepared according to example 1 is poured into the mold sequentially in two stages: in the first stage, 75% of the total mass is poured, an energy-absorbing punch made of 35KhGSA steel, consisting of one plate 3 mm high, is installed; at the second stage, 25% of the total mass of the mixture is covered. Perform static pressing for 40 s. Then, without removing the static load, dynamic loading is carried out by an electro-hydraulic shock wave with a specific power of 0.85 MW / g of the weight of the upper compact. Dynamic loading is repeated 5 times at constant power. The resulting compacts have a grain size of: upper compacts 18 35 microns; lower 25 39 microns. The height of the upper compact is greater than the height of the lower compact. Then the compacts are removed from the mold and fed into the furnace for heat treatment. Heat treatment of the upper and lower compacts is carried out at 1850 ^o C for 3 hours. The resulting abrasive products have a compressive strength: lower compact 48 MPa; top pressing 58 MPa. Since the obtained abrasive products have similar mechanical properties, and both tools can only be used for final processing, the resulting set of tools does not meet technological requirements and its use for processing is not advisable.

Пример 6. Шихту, приготовленную по примеру 1, засыпают в пресс-форму последовательно в две стадии: на первой стадии засыпают 70% от общей массы; устанавливают энергопоглащающий пуансон из стали 35ХГСА, состоящий из двух пластин высотой 2 мм; на второй стадии засыпают 30% от общей массы шихты. Проводят статическое прессование в течение 40 с. Затем, не снимая статической нагрузки, проводят динамическое нагружение электрогидравлической ударной волной удельной мощности 0,85 МВт/г веса верхней прессовки. Динамическое нагружение повторяют 5 раз при неизменной мощности. Полученные прессовки имеют различную зернистость: верхней прессовки 18 35 мкм; нижней 38 60 мкм. Высота верхней прессовки больше высоты нижней прессовки. Затем прессовки извлекаются из пресс-формы и подаются в печь для термообработки. Термическая обработка верхней прессовки проводится при 1850^oC в течение 3 ч; термическая обработка нижней при 1890^oC в течение 3 ч. Полученные абразивные изделия имеют предел прочности на сжатие: нижняя прессовка 61 МПа; верхняя 58 МПа. Полученное нижнее абразивное изделие для использования в обработке непригодно, так как при термообработке происходит его частичное расплавление и на поверхности не остается режущих зерен.Example 6. The mixture prepared according to example 1 is poured into the mold sequentially in two stages: in the first stage, 70% of the total mass is poured; install an energy-absorbing punch made of steel 35HGSA, consisting of two plates with a height of 2 mm; in the second stage, 30% of the total mass of the mixture is covered. Perform static pressing for 40 s. Then, without removing the static load, conduct dynamic loading with an electro-hydraulic shock wave of a specific power of 0.85 MW / g of the weight of the upper pressing. Dynamic loading is repeated 5 times at constant power. The obtained compacts have different grain sizes: top compacts 18 35 microns; lower 38 60 microns. The height of the upper compact is greater than the height of the lower compact. Then the compacts are removed from the mold and fed into the furnace for heat treatment. Heat treatment of the upper compact is carried out at 1850 ^o C for 3 hours; heat treatment of the bottom at 1890 ^o C for 3 hours. The resulting abrasive products have a compressive strength: lower pressing 61 MPa; upper 58 MPa. The resulting lower abrasive product is unsuitable for use in processing, since during heat treatment it partially melts and no cutting grains remain on the surface.

Аналогично проводят эксперименты по изготовлению абразивных изделий с различными количеством и высотой энергопоглощающих пластин, количеством порошка, засыпаемого в верхнюю и нижнюю части пресс-формы и температурой термообработки. Similarly, experiments are carried out on the manufacture of abrasive products with different amounts and heights of energy-absorbing plates, the amount of powder that is poured into the upper and lower parts of the mold and the heat treatment temperature.

В табл. 1 приведены результаты экспериментов по определению оптимальной высоты и количества энергопоглощающих пластин. Как следует из табл.1, оптимальное количество три пластины, а высота пластин в пределах 1,5 2,5 мм. При высоте пластин более 2,5 мм и количестве пластин более трех, нижняя прессовка получается рыхлой с большим количеством дефектов из-за большого поглощения пуансоном энергии фронта ударной волны. При высоте пластин менее 1,5 мм и количестве пластин менее трех верхняя и нижняя прессовки имеют сходные свойства и использовать полученный комплект для предварительной и окончательной обработки не целесообразно. In the table. 1 shows the results of experiments to determine the optimal height and number of energy-absorbing plates. As follows from table 1, the optimal number of three plates, and the height of the plates within 1.5 to 2.5 mm. When the height of the plates is more than 2.5 mm and the number of plates is more than three, the lower pressing is loose with a large number of defects due to the large absorption by the punch of the energy of the shock front. When the plate height is less than 1.5 mm and the number of plates is less than three, the upper and lower compacts have similar properties and it is not advisable to use the kit for preliminary and final processing.

В табл.2 приведены результаты экспериментов по определению оптимального количества шихты, засыпаемой в верхнюю и нижнюю части пресс-формы. Как следует из табл. 2, оптимальное количество порошка, засыпаемого в нижнюю часть пресс-формы, составляет 35 40% а количество порошка, засыпаемого в верхнюю часть пресс-формы 60 -65% от общей массы шихты. При засыпке шихты в нижнюю часть пресс-формы более 40% от общей массы и в верхнюю часть пресс-формы менее 60% от общей массы высота верхнего изделия меньше высоты нижнего изделия; при засыпке шихты в нижнюю часть пресс-формы менее 35% от общей массы шихты и более 65% от общей массы шихты в верхнюю часть пресс-формы высота верхнего изделия больше высоты нижнего изделия. Table 2 summarizes the results of experiments to determine the optimal amount of charge that is poured into the upper and lower parts of the mold. As follows from the table. 2, the optimal amount of powder that is poured into the lower part of the mold is 35–40%, and the amount of powder that is poured into the upper part of the mold is 60–65% of the total mass of the charge. When filling the charge into the lower part of the mold more than 40% of the total mass and into the upper part of the mold less than 60% of the total mass, the height of the upper product is less than the height of the lower product; when filling the charge into the lower part of the mold, less than 35% of the total mass of the charge and more than 65% of the total mass of the charge in the upper part of the mold, the height of the upper product is greater than the height of the lower product.

В табл. 3 приведены результаты экспериментов по определению оптимальной температуры спекания нижней прессовки. Как следует из табл.3, с повышением температуры спекания повышается прочность абразивного изделия, оптимальная температура спекания нижней прессовки 1870-1880^oC. При температуре спекания менее 1870^oC нижнее изделие имеет недостаточную прочность; при температуре спекания более 1880^oC изделие подплавляется и непригодно для использования.In the table. Figure 3 shows the results of experiments to determine the optimal sintering temperature of the lower compact. As follows from table 3, with increasing sintering temperature increases the strength of the abrasive product, the optimal sintering temperature of the lower pressing is 1870-1880 ^o C. When the sintering temperature is less than 1870 ^o C the lower product has insufficient strength; at a sintering temperature of more than 1880 ^o C the product is melted and unsuitable for use.

Предлагаемый способ позволяет получить комплект абразивных инструментов для последовательных этапов предварительной и окончательной финишной обработки и увеличить производительность изготовления инструмента за счет более полного использования энергии фронта ударной волны. The proposed method allows to obtain a set of abrasive tools for successive stages of preliminary and final finishing and to increase the productivity of manufacturing a tool due to a more complete use of the energy of the shock front.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
изобретение предназначено для использования в промышленности, а именно для изготовления абразивного инструмента, применяющегося при обработке деталей на финишных операциях: хонингование, суперфиниширование, тонкое шлифование;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных средств;
изобретение позволяет обеспечить достижение технического результата.The above information indicates that when using the invention the following set of conditions:
the invention is intended for use in industry, namely for the manufacture of abrasive tools used in the processing of parts in finishing operations: honing, superfinishing, fine grinding;
for the invention as described in the claims, the possibility of its implementation using the above means is confirmed;
The invention allows to achieve the technical result.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость". Therefore, the invention meets the requirement of "industrial applicability".

Claims

A method of manufacturing abrasive products, mainly for finishing, in which a mixture is prepared from ceramic powder materials, it is poured into a mold and a product is formed with a sequential action of static and dynamic shock wave loading, after which the heat treatment is pressed, characterized in that the process of filling the mixture the mold is carried out in two stages, while in the first stage 35 to 40% of the charge is poured into the lower part of the mold, and before the second stage, take the separation punch in the form mounted on top of each other, three plates, each with a thickness of 1.5 to 2.5 mm, place the punch on the filled charge, then fill in the remaining charge, the lower press being heat treated at 1870 ^o C and the upper one at 1850 ^o C.