Д.Г. Клещев, А.В. Толчев, К.Б. Голубев. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ПОЛИРОВАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МРАМОРА

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ПОЛИРОВАЛЬНОГО

ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МРАМОРА

ООО Научно-производственное предприятие “Регтайм” ЧФ, г. Челябинск

Анализ опыта работы ведущих производителей облицовочных материалов из мрамора показывает, что передовые камнеобрабатывающие предприятия оснащены шлифовально-полировальными конвейерными станками, которые представляют собой многошпиндельные агрегаты, работающие в автоматическом цикле, с узлом подачи в виде конвейерного транспортера. В шпинделях закреплены твердые полировальные инструменты (ТПИ). За цикл прохождения по конвейеру изделие испытывает до 11 операций шлифовки и полировки.

Рабочие элементы ТПИ должны соответствовать специфическим для каждой из операций функциональным параметрам, которые зависят от степени шероховатости поверхности, твердости и абразивности камня, давления прижима, линейной скорости движения рабочего элемента и др. Эти параметры устанавливаются экспериментальным путем для каждого типа оборудования, условий его работы, а также физико-химических свойств камня и достигаются путем подбора состава и технологических режимов изготовления рабочих элементов. Рабочий элемент ТПИ является композиционным материалом, включающим абразив, связку, наполнитель и модификаторы. Из литературных данных известно, что в качестве абразивов используют высокодисперсные оксиды алюминия, хрома и церия; связки – керамическую, магнезиальную, бакелитовую, либо эпоксидные смолы; модификаторы – химически активные для мрамора вещества, например, органические и неорганические кислоты, их кислые соли и др., а также элементарную серу. Предприятиями России освоен выпуск ТПИ для стадий шлифовки и предварительной полировки мрамора. Вместе с тем выпуск ТПИ для финишной, наиболее ответственной стадии полировки, до настоящего времени не налажен, и потребность в нем удовлетворяется закупками за рубежом.

Целью данной работы является разработка оптимального состава рабочего элемента ТПИ для финишной обработки изделий из мрамора и технологии его изготовления.

Для решения поставленной задачи были исследованы несколько рецептур рабочего элемента твердого полировального инструмента, отличающихся типом связки и модификаторами. В качестве абразивного компонента во всех рецептурах использовали экологически чистый микропорошок для полирования на основе оксидов алюминия и железа со структурой типа корунда и размером индивидуальных кристаллов от 0,2 до 2 мкм, который получали согласно патенту России № 2212425. Из связующих были выбраны пенополиуретан марки ППУ-305А («П»); бакелит жидкий марки БЖ-3 по ТУ 2221-035-26161597-94 («Б») и смола эпоксидная марки ЭД-20 по ГОСТ 10-587-84 (изменение № 1) («Э»). В качестве модификаторов использовали щавелевую кислоту (ТУ 6-09-2440-87) («ЩК») и кислый оксалат калия («ОК»), которые кристаллизовали из насыщенных растворов при охлаждении. Исходные компоненты тщательно смешивали, однородную пластичную массу укладывали в пресс-форму, прессовали под давлением до 10 МПа и подвергали термообработке при 60-100 °С.

Образцы рабочего элемента испытывались параллельно с эталонным образцом марки «5 Extra» фирмы «Abrasiv Adria» (Италия), по следующим показателям: а) истираемость; б) твердость по шкале Бренеля (Н_В); в) блеск полированной поверхности. Основные технологические показатели некоторых образцов приведены в таблице.

Состав образца^·	Технологические показатели
Состав образца^·	Истираемость, %	Твердость, кГ/мм²	Блеск, %
Эталон	10,2	2,2	95
30 – 70 «П»	1,5	2,8	50
40 – 60 «П»	0,4	1,9	40
40 – 40 «ЩК» – 20 «Б»	4,5	2,1	75
50 – 30«ЩК» – 20 «Б»	2,0	1,9	65
40 – 40 «ЩК» – 20 «Э»	4,4	2,8	70
50 – 30 «ЩК» – 20 «Э»	1,5	2,1	59
30 – 50 «OК» – 20 «Б»	12,8	2,3	87
40 – 40 «OК» – 20 «Б»	9,6	2,0	92
50 – 30 «OК» – 20 «Б»	9,0	1,8	90
40 – 30 «OК» – 30 «Б»	8,2	2,5	85

^·В шифре образца цифрами указано содержание (% мас.) абразивного микропорошка, модификатора и связующего, а в скобках вид соответствующего реагента.

Проведенные исследования позволили установить оптимальный состав твердого полировального инструмента, предназначенного для финишной обработки поверхности облицовочных плит из мрамора, включающий в себя следующие компоненты: абразивный микропорошок для полирования на основе оксидов алюминия и железа в количестве 40±2% мас.; модификатор – кислая калиевая соль щавелевой кислоты в количестве 40±2% мас.; связующее – фенолформальдегидная смола (бакелит жидкий) в количестве 20% мас.

Разработана технология изготовления рабочего элемента ТПИ, включающая стадии смешения исходных компонентов в шнековом смесителе и горячего прессования полученной смеси. Уточнены режимы каждой из стадий. Наработана экспериментальная партия твердого полировального инструмента для проведения опытных испытаний в условиях действующего производства.