Композиционный ферроабразивный нанопорошок и способ его изготовления

Сухоручко Е.С.

Введение

Композиционный ферромагнитный порошок может быть использован при получении ферроабразивных порошков, применяемых для полирования высокотвердых кремния и стекла. Для изготовления ферроабразивного композиционного порошка увлажненный ферромагнитный порошковый компонент, в качестве которого используют порошковое железо, смешивают с высушенным при температуре 80-120°С адгезионным структурирующим компонентом - порошком нанокристаллического гидроксида алюминия АlOОН. Обладая высокой твердостью, прочностью и химической устойчивостью эти порошки соответствуют требованиям, предъявляемым к абразивам, обеспечивают при абразивной обработке высокую производительность, чистоту обработанных поверхностей, минимальное накопление напряжений на поверхности и в объеме обрабатываемого материала как при шлифовании, так и при полировании.

1 Понятие магнитно-абразивной обработки

Метод комбинированной магнитно-абразивном обработки (МАО) получил развитие и распространение в 1970-1980-х годах в качестве основы для разработки эффективных технологий отделочно-упрочняюшей обработки ответственных поверхностей деталей машин. Магнитно-абразивная обработка-обработка, осуществляемая при движении заготовки и абразивных зерен относительно друг друга в магнитном поле (ГОСТ 23505-79). Сущность метода заключается в совмещении двух или более перечисленных ниже элементарных воздействий на обрабатываемую поверхность:

1. микрорезание абразивными зернами, формирующими пространственно- сложный абразивный инструмент под действием магнитного поля. Очевидно, что используемые при этом абразивные зерна должны обладать магнитными свойствами, т. е. представляют собой магнитно-абразивный порошок;

2. пластическое деформирование микрообъемов поверхностного слоя обрабатываемой заготовки при силовом воздействии ферромагнитных рабочих тел под действием магнитного поля;

3. непосредственное воздействие сильного магнитного поля на поверхностный слой обрабатываемой заготовки;

4. химическое воздействие жидкофазной компоненты рабочей среды при наличии в ней химически-активных, в том числе поверхностно-активных веществ;

5. электрохимическое воздействие на поверхность, если созданы условия для протекания электрохимических процессов .

2 Композиционный ферроабразивный нанопорошок и способ его изготовления

Для изготовления ферроабразивного композиционного порошка увлажненный ферромагнитный порошковый компонент, в качестве которого используют порошковое железо, смешивают с высушенным при температуре 80-120°С адгезионным структурирующим компонентом - порошком нанокристаллического гидроксида алюминия - АlOОН. Затем добавляют абразивный порошковый компонент - алмазный порошок и связующий компонент. Смесь перемешивают до получения гомогенной структуры и нагревают до температуры 290-350°С дегидратации композиции. Формируют ферроабразивный композиционный порошок с необходимым размером зерен путем протирания через соответствующие калибровочные сита. Компоненты ферроабразивного композиционного порошка находятся в следующем объемном соотношении: ферромагнитный компонент - 30-65%, адгезионный структурирующий компонент - 30-40%, абразивный компонент - до 15%, связующий компонент - остальное. Изобретение позволяет улучшить качество обрабатываемых поверхностей при повышении интенсивности съема материала, повысить скорость абразивной обработки, снизить температуру в рабочей зоне. Использование при магнитно-абразивной обработке предлагаемых композиционных порошков-инструментов, содержащих порошковое железо, порошок гидроксида алюминия АlOOН, алмазный порошок, полимерное связующее обеспечивает по сравнению с композицией прототипа формирование значительно лучшего нанорельефа с шероховатостью до 0, 12 мкм (120 нм) и повышенную интенсивность съема материала до 1, 5 раза. Эти показатели соответствуют современным требованиям и перспективам развития массового производства изделий электронной и оптической промышленности.

Заключение

Ферроабразивный композиционный порошок для полирования высокотвердых кремния и стекла, состоит из ферромагнитного компонента, абразивного компонента и связующего компонента, отличается тем, что он дополнительно содержит адгезионный структурирующий компонент - нанокристаллический гидроксид алюминия АlOOН, в качестве ферромагнитного компонента он содержит порошковое железо, а в качестве абразивного компонента - алмазный порошок.

Список литературы

1. Адамовский А.А. Абразивные материалы из металлоподобных тугоплавких соединений. // Порошковая металлургия, 1974, № 5, с.49-56;

2. Самсонов Г.В. Новые абразивные материалы для шлифования и доводки. // Порошковая металлургия, 1973, № 7, с.72-82.

3. Порошковые материалы для магнитоабразивной обработки. - Порошковая металлургия, 1976, № 12, с.63-69.