Исследование и подбор оптимального состава связанного алмазного инструмента, страница 14

При изготовлении связанного алмазно-абразивного инструмента в качестве связующего была использована эпоксидно-диановая смола, а в качестве с отвердителя - полиэтиленполиамин (ПЭПА). Выбор эпоксидно-диановой смолы связан с тем, что, во-первых,  упруго-эластичные свойства связки на основе этой смолы можно регулировать в широком интервале в зависимости от условий ее полимеризации. Во-вторых, процесс изготовления алмазно-абразивного инструмента на основе эпоксидно-диановой смолы не требует дорогостоящего оборудования, например, мощных прессов и пресс-форм, и отличается простотой. В третьих, использование смолы в качестве основного связующего позволяет легко переходить к различным типоразмерам алмазно-абразивных элементов и к различной их форме. Кроме того, инструмент на основе эпоксидно-диановой смолы выгодно отличается от других типов инструмента низкой ценой и, наконец, является экологически чистым изделием.

1.1.2. Влияние компонентов связки на свойства инструмента

Итак, в качестве связующего при разработке первого варианта алмазного инструмента была выбрана эпоксидно-диановая смола с отвердителем – полиэтиленполиамин. Для определения оптимального состава для изготовления алмазного инструмента необходимо правильно выбрать тип алмазного порошка, и связующее, состоящее из наполнителя и функциональной добавки. В качестве наполнителя была выбрана двуокись церия, а в качестве функциональной добавки - смесь сернокислого никеля и щавелевой кислоты.

Использование в качестве наполнителя двуокиси церия, имеющей сравнительно низкую прочность и тонкодисперсную чешуйчатую структуру, способствует улучшению упруго- пластических свойств инструмента и снижению его засаливания в процессе эксплуатации.

Кроме того, двуокись церия способствует удалению микронеровностей на обрабатываемой поверхности, то есть участвует в формировании микрорельефа, как вспомогательный абразив. Комплекс «двуокись церия - алмазные зерна» в указанных соотношениях образует каркас массы с высокоразвитой поверхностью, имеющей высокую реакционную способность. В то же время в каркасе отсутствуют сыпучие конгломераты,  которые в процессе шлифования выделили бы  отдельные несвязанные алмазные зерна.

Функциональная добавка,  состоящая из смеси сернокислого никеля и щавелевой кислоты,  выполняет двойственную функцию. Во-первых, это трибохимическое воздействие реагентов на поверхность стекла в зоне контакта инструмента с обрабатываемой деталью, а во-вторых, взрыхление связки и обновление новых алмазоносных слоев за счет растворения мелкодисперсных частиц указанных химических реагентов под действием воды, являющейся основой состава смазочно-охлаждающей жидкости.

При подборе оптимального состава для изготовления алмазного инструмента исследовалось влияние различных компонентов и их соотношения на режущую способность инструмента и качество обработанной  поверхности.

Компоненты состава взяты в следующем массовом соотношении, мас. ч.:

Эпоксидно-диановая смола                                         100

Полиэтиленполиамин                                                   8... 16

Алмазный порошок                                                      0,07...9

Двуокись церия                                                             18...72

Смесь сернокислого никеля и щавелевой кислоты,  взятых в массовом соотношении 1: (0,3...2)                   4...38

За оптимальный принят состав, указанный в таблице под № 1 и содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. %:  эпоксидно-диановая смола 56; полиэтиленполиамин - 7; двуокись церия (полирит)  - 28; сернокислый никель - 4; щавелевая кислота – 3. Наряду с высокими удельными съемами материала, обеспечиваемыми инструментом с указанным составом, обеспечивается достижение минимальной шероховатости обработанной поверхности.  При дальнейших исследованиях влияния концентрации алмаза и технологических режимов на эксплуатационные свойства инструмента и качество обработки будет использован состав с указанным соотношением компонентов.