Библиографическое описание:

Степанов Е. В. Исследование свойств импрегнатора // Молодой ученый. — 2013. — №11. — С. 183-185.

Изучаются свойства импрегнатора.

Ключевые слова: абразивный инструмент, импрегнатор, угол смачивания.

Качество машин и аппаратов при их изготовлении во многом определяется эффективностью работы абразивного инструмента (АИ).

Совершенствование технологии изготовления и последующая дополнительная обработка АИ существенно расширяют области его применения, приводят к значительному экономическому эффекту [1, 2].

Шлифование абразивами — «сложное многообразие разнообразных явлений, которое трудно представить простой и наглядной моделью» [1]. Поэтому, при анализе этих процессов, их условно подразделяют на главные (стружкообразование) и сопутствующие (тепловые, фрикционные, колебательные). Следует отметить, что сопутствующие процессы во многом определяют главные, а значит и эксплуатационные свойства абразивных инструментов.

Одним из методов, влияющих на сопутствующие процессы при шлифовании, является импрегнирование АИ. Исследования, проведенные во ВНИИМАШе [2], показали, что импрегнирование следующим образом количественно изменяет свойства абразивных кругов:

-        твердость повышается на одну–три степени;

-        прочность на растяжение возрастает на 6–50 % в зависимости от вида импрегнатора;

-        дисбаланс кругов, как правило, снижается;

-        модуль упругости возрастает в среднем на 30–50 %;

-        демпфирующая способность кругов увеличивается в несколько раз;

-        теплопроводность инструмента возрастает в 1,5–2 раза;

-        поверхностные фрикционные свойства уменьшаются в 1,2–1,5 раза;

-        количество прижогов поверхности обрабатываемых металлов уменьшается.

Для импрегнирования стандартных абразивных инструментов применяют различные импрегнаторы. Одной из первых была пропитка абразивных инструментов расплавом серы [3]. Этот метод сложен и энергоемок, поэтому дальнейшие исследования были направлены на разработку технологий, основанных на заполнении пор абразива по методу свободного капиллярного поднятия жидкого импрегнатора с последующим переводом в твердое состояние части его с помощью сушки. Но такие технологии, как правило, требуют соответствующих свойств импрегнатора или добавление к нему поверхностно-активных веществ обеспечивающих быструю и равномерную по объему абразивного круга пропитку [4]. В дальнейшем на основании исследований были сформулированы следующие требования, предъявляемые к импрегнаторам [1]:

-        улучшать эксплуатационные свойства абразивного инструмента;

-        не оказывать коррозирующего действия на станочное оборудование;

-        сохранять стабильность при хранении;

-        быть пожаробезопасным;

-        не оказывать вредного воздействия на обслуживающий персонал и окружающую среду.

Всем вышеперечисленным требованиям наиболее полно отвечает водная полимерные эмульсия акрилатного типа, а именно, 40 % водная эмульсия «Эмукрил М» [5–7].

В данной работе приведены результаты исследований по определению поверхностного натяжения 40 % водной эмульсии «Эмукрил М» и угла смачивания эмульсией поверхности керамической связки корундовых кругов.

Равновесный краевой угол смачивания (θ, град) определяли путем измерения диаметра основания и высоты капли импрегнатора на горизонтальной подложке. В качестве подложек использовали пластинки из расплавленной и отвержденной связки К5.

Измерение размеров капель проводили в температурном интервале 20–60°С. Нагрев и термостатирование осуществляли в закрытых бюксах. Капли эмульсии размещали на подложку только на короткое время измерения (во избежание испарения воды и изменения концентрации полимерной эмульсии). Температурные зависимости краевого угла смачивания водой и импрегнатором подложки, спеченной из связки К5, представлены на рис. 1.

Как видно из представленных данных, с ростом температуры угол смачивания импрегнатором подложки увеличивается. Данное явление является не типичным, так как с ростом температуры краевой угол у большинства веществ уменьшается [8].

Рис. 1. Температурная зависимость краевого угла смачивания эмульсией «Эмукрил М» подложки, спеченной из связки К5

Следует отметить, что в ряде случаев возникает необходимость увеличить или уменьшить количество импрегнатора в порах инструмента, что достигается пропиткой АИ импрегнатором с разной массовой концентрацией полимерного вещества в воде.

Рис. 2. Температурная зависимость краевого угла смачивания импрегнатором «Эмукрил М» подложки при различной массовой концентрации эмульсии: 1–40 %; 2–30 %; 3–20 %; 4–10 % и водой — 5

Коэффициент поверхностного натяжения полимерной эмульсии определяли по методу отрыва кольца. Рассчитывали отношение силы, измеренной при отрыве металлического кольца от поверхности жидкости, к длине границ пленки. Значение коэффициента поверхностного натяжения исследуемой эмульсии с ростом температуры представлено на рис. 3.

Рис. 3. Температурная зависимость коэффициента поверхностного натяжения эмульсии «Эмукрил М»

Изучение свойств эмульсии показало, что с увеличением температуры растут краевой угол смачивания подложки и поверхностное натяжение, что негативно сказывается на процессе пропитки. Поэтому пропитку лучше вести при значениях температуры 20–30ºС.

В связи с этим следует рассмотреть возможность проведения пропитки импрегнатором «Эмукрил М» с меньшими концентрациями полимерного вещества.

Литература:

1.         Оробинский В. А. Абразивные методы обработки и их оптимизация. — М.: Машиностроение. –2000. — 314 с.

2.         Островский В. И. Импрегнированный абразивный инструмент: Обзор / В. И. Островский. –М.: НИИМаш. — 1983. — 72с.

3.         А.С. № 645831 (СССР), МКИ В24Д 3/34 Состав для импрегнирования абразивных инструментов / С. М. Маленьких, Р. М. Мубаракшин, Б. А. Оборский, А. В. Якимов. –1979. БИ № 5.

4.         Майникова Н. Ф. Модифицирование абразивного корундового инструмента поверхностно-активными веществами // Вестник Тамбовского государственного технического университета. — 1998. Т. 4. — № 1. — С. 91–97.

5.         А.С. № 1604590 (СССР), МКИ В24Д 3/34 Способ импрегнирования абразивного инструмента на основе корунда / Н. Ф. Майникова, С. М. Опарин, Ю. В. Воробьев и др. Открытия и изобретения. 1990. № 41.

6.         А.С. № 1726222 (СССР), МКИ В24Д 3/34 Способ импрегнирования абразивного инструмента на основе корунда / Н. Ф. Майникова, С. М. Опарин, Ю. В. Воробьев, В. А. Рощин // Открытия и изобретения. 1992. № 14.

7.         Патент РФ № 2284895, МКИ В24Д 3/34 Способ импрегнирования абразивного инструмента / Майникова Н. Ф., Жуков Н. П., Дмитриев В. М., Чурилин А. В. // Открытия и изобретения, 2006. № 28.

8.         Чурилин А. В. Кинетика и аппаратурно-технологическое оформление процессов пропитки и сушки абразивного инструмента: Дис… канд. техн. наук. — Тамбов., 2004. — 223 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle