Исследование новых временных связующих и способов упрочнения заготовок инструмента

Поиск новых временных связующих велся в трех направлениях: замена пищевого продукта — декстрина; поиск новых веществ, которые могли бы обеспечить более высокую механическую прочность и в то же время увеличивали бы сыпучесть формовочных смесей; разработка способов упрочнения заготовок кругов.

А.П. Скрыльниковой и В. Г. Воано были получены положительные результаты по замене декстрина на лигносульфонат марок БП и АК-1, физико-механические свойства сырых высушенных образцов и их твердость были аналогичны свойствам образцов, изготовленных с применением жидкого стекла с сухим декстрином и указанных выше.

Результаты работы авторов по применению сульфитцеллюлозной барды не могут быть в настоящее время использованы, так как технология сульфитцеллюлозного производства за прошедший период изменилась.

Попытка замены декстрина на сульфитцеллюлозную барду и лигносульфонат марки КБТ, мочевины, фосфата алюминия (однозамешенного) и сапропеля не дали положительных результатов.

Работы ВолжскВНИИАШа по применению в абразивных смесях из карбида кремния вместо декстрина этилсиликата в виде водного раствора, смолы сосновой, эпоксидной смолы ЭД-5, канифоли, универсального поливинилбутирального клея также не привели к положительным результатам.

А.Н. Лукницкий, исходя из соображения, что свойства веществ, заменяющих декстрин, должны приближаться к свойствам декстрина, предложил в качестве его замены следующие материалы (табл. 2.121). Под его руководством вместо декстрина были использованы различные образцы концентратов и порошкообразной сульфитцеллюлозной бражки (марок СДБ, КПБ) — продукта целлюлозно-бумажной промышленности, которые не дали положительных результатов для инструмента из электрокорундовых материалов, но был получен положительный эффект при изготовлении абразивного инсгрумента из карбида кремния (прочность сырых и высушенных образцов возросла на 20—30%). При этом жидкие концентраты с 50%-ным содержанием сухого Табл и ца 2. 1 2 1.

Вещества, подлежащие исследованию в качестве заменителей декстрина (по А.Н. Лукницкому).

вещества могут быть использованы в качестве увлажнителя, а сухие порошкообразные — в виде клеящей добавки.

Указанным автором исследовались несколько типов карбамидных клеев (КС50, КС22, КС23). После введения клея смесь сразу смешивалась, и из нее формовались образцы. Свежезаформованные образцы имели низкую прочность (0,007— 0,019 МПа), но при выдержке на рабочей плите в течение порядка 30 мин прочность возрастала до 0,090−0,465 МПа, а после сушки — до 2,74—4,54 МПа, что обусловлено процессом поликонденсации мочевиноформальдегидной смолы. Скорость процесса, обусловливающего твердение карбамидного клея, определяется также дозировкой ускорителя. Однако применение карбамидных клеев связано с выделением формальдегида при обжиге абразивного инструмента и с разработкой специальных условий смешивания масс и формования.

Позднее (1990;1992 гг.) А. А. Куров, используя лигносульфонат порошкообразный марки КБП Солекамского ЦБК по ТУ 04−225−79 и жидкий лигносульфонат марки В на алюминиевой основе, выпускаемый Балахинским ЦБК по ТУ 13−281 036−05—89, получил положительные результаты при замене жидкого стекла и сухого декстрина на электрокорундовых материалах (пример — табл. 2.122). Как видно из табл. 2.122, прочность на изгиб свсжезаформованных и высушенных образцов либо практически находится на том же уровне, что и образцов, изготовленных на жидком стекле с декстрином, либо повышается на 20−40%.

При использовании концентратов вместо жидкого стекла твердость образцов уменьшается на 1—1,5 степени, т. е. количество связки для получения заданной твердости необходимо увеличить на 1—2 вес. ч.

Оптимальной концентрацией лигносульфоната автор считает 40−50%, так как уменьшение концентрации приводит к снижению прочности обожженного образца.

Физико-механические свойства образцов из белого электрокорунда на керамической связке К5 структуры 7.

Положительные результаты работы А. А. Курова были подтверждены авторами [135].

Раствор и порошкообразная сульфитно-целлюлозная бражка были внедрены на одном из заводов отрасли при изготовлении абразивного инструмента из монокорунда на связке К5 (о_сыр = 0,07 МПа) и карбида кремния на связке КЗ (о_сыр = 0,100−0,130 МПа), что выше на 30−40% по сравнению с инструментом, изготовленным по общепринятой рецептуре.

Таким образом, комбинация жидкого и сухого лигносульфонатов обеспечивает необходимую прочность сырца и заменяет пищевой продукт — декстрин, однако при этом:

инструмент из белого электрокорунда приобретает сероватый оттенок; для восстановления белого цвета инструмента требуется сильная окислительная среда в печи;

влияние на цвет инструмента из нормального электрокорунда и карбида кремния менее значительно;

приготовление абразивных смесей с лигносульфонатом требует высокой культуры производства, так как длительное хранение готовых абразивных смесей невозможно (слеживаются);

необходимо наличие постоянного поставщика лигносульфоната определенного качества (марок) в связи с тем, что лигносульфонаты разных целлюлозно-бумажных комбинатов имеют различный химический состав и плотность; необходима переработка (корректировка) рецептуры.

Применение арабиногалактана в качестве заменителя декстрина предложено авторами в работе 1136|. Арабиногалактан представляет собой неочищенный клеевой порошок светло-коричневого цвета, мелкодисперсный, без неприятного запаха, нетоксичен, растворим в холодной и горячей воде, его растворы обладают хорошими клеящими свойствами, в процессе обжига выгорает без остатка и без выделения вредных газов. Арабиногалактан получают из водного экстракта древесины лиственницы и высушивают на распылительной сушилке или другим способом.

Состав и физико-химические свойства клеевого порошка неочищенного арабиногалактана (НАГ):

полимер, осажденный спиртом (арабогалактан) — 77,2%; растворимые в спирте компоненты (моносахариды, фенольные соединения, флаваноиды, танниды) — 22,8%; зола — 11,8%; влажность — 5,4%;

редуцирующие вещества (РВ) — 9,3%; средний молекулярный вес — 200 000−250 000;

относительная вязкость 1%-ного водного раствора— 1,059 сантипуаза (сП); вязкость 50%-ного водного раствора — 420 сП (1 сП — сотая доля 1 П); сопротивление скалыванию клеевого шва (при употреблении 60%-ного водного раствора) — 12,6 кг; цвет — светло-коричневый.

Результаты сравнительных испытаний клеевого порошка НАГ и декстрина в качестве временного связующего при изготовлении абразивного инструмента на керамической связке приведены в табл. 2.123.

Результаты сравнительных испытаний клеевого порошка НАГ и декстрина в качестве временного связующего.

Как следует из полученных данных, при замене декстрина равным количеством клеевого порошка НАГ (опыты 1 и 2) получено увеличение прочности сырца на 40%. Также на 40% увеличилась прочность высушенных образцов, прочность обожженных образцов, твердость при замене декстрина порошком НАГ практически не изменилась, что указывает на отсутствие взаимодействия клеевого порошка НАГ со связкой. При замене же только половины декстрина удвоенным количеством НАГ прочность высушенных образцов возрастает в два раза (опыт 4). При замене всего количества декстрина удвоенным количеством НАГ прочность высушенных образцов возрастает в четыре раза (опыт 3); при этом липкости массы не наблюдается.

Для повышения прочности сырого и высушенного образцов авторы [137) предлагают модифицирование щелочных связок, увлажненных жидким стеклом, например бурой, вызывающей интенсивную коагуляцию жидкого стекла, которая сопровождается повышением его вяжущих и прочностных свойств. Прочность на изгиб свежезаформованных образцов из такой формовочной смеси существенно возрастает и составляет 0.089—0,250 МПа.

Таблица 2. 1 2 4.

Свойства формовочной смеси и образцов.

В целях увеличения сыпучести формовочной смеси при увеличении механической прочности свежезаформованного сырца авторы [138] вводили в формовочную смесь от 0,5 до 1,5% борной кислоты, которая при введении в приготовленную смесь адсорбирует воду из жидкого стекла, последняя коагулирует, увеличивая вязкость. В результате сыпучесть смеси увеличивается вдвое, механическая прочность сырых образцов возрастает до 40%, прочность обожженных не изменяется (табл. 2.124).