Методика определения реакционной способности керамических связок

.

Под реакционной способностью керамической связки понимают ее способность химически взаимодействовать с абразивным зерном корунда, растворяя его в процессе обжига абразивного инструмента.

Определение степени растворения корунда в связке осуществляется на стандартных образцах изделий, изготовленных в одинаковых условиях с применением связки, химический состав которой предварительно определен. Кусочек образца обрабатывают плавиковой кислотой в присутствии серной кислоты для отделения зерна от связки, затем производят химический анализ связки, определяя содержание в ней А1,0₃. Сравнивая первоначальный химический состав связки с составом связки, полученной при разложении образца, устанавливают прирост А1₂0₃.

Реакционную способность выражают в процентах и определяют расчетным путем по формуле.

где R — реакционная способность, %; ДА1₂0₃ — приращение оксида алюминия в связке обожженного абразивного инструмента, %; К_мо — содержание оксида алюминия в исходной связке, %.

При отделении связки от зерна корунда наблюдается частичное растворение плавиковой кислотой и самого корунда, однако при использовании стандартных образцов ошибка в определении прироста А1₂0₃ будет постоянной.

Щелочные связки (со значительным количеством в них щелочных оксидов), содержащие в своем составе В₂0₃, F, обладают более значительной реакционной способностью. Связки, характеризующиеся высокой вязкостью, менее реакционноспособны (табл. 4.1) [237).

Методику определения реакционной способности керамических связок впервые разработала Л. Ф. Рентель (ЦНИЛАШ, 1935 г.), а в дальнейшем усовершенствовала и применила в своих работах Н. Е. Филоненко [238]. Погрешность метода ± 10%.

Авторы 12 371. анализируя вязкость и реакционную способность связок, делают следующие выводы:

реакционная способность керамической связки находится в прямой зависимости от содержания в ней щелочей;

наиболее интенсивно процесс растворения корундового зерна связкой происходит в интервале температур 650−1050 °С;

взаимодействие керамической связки с корундом в процессе обжига способствует повышению механической прочности абразивного инструмента.

Поданным [237) реакционная способность определяется содержанием А1₂0₃ в исходной связке и делят по этому признаку все исследованные связки на три группы:

• 1) низкоглиноземистые с содержанием в исходной связке А1₂0₃ менее 10%;
• 2) среднеглиноземистые с содержанием А1₂0₃ от 10 до 20%;
• 3) высокоглиноземистые с содержанием А1₂0₃ более 20%.

Реакционная способность керамических связок этих групп подчиняется следующему правилу: /?, > R₂ > R_y Внутри выделенных групп керамические связки по своей реакционной способности разделяются на следующие подгруппы: А — высокощелочные кальциево-магниевые; Б — щелочные с невысоким содержанием СаО и MgO; В — низкощелочные борсодержащие; Г — низкощелочные.

Реакционная способность керамических связок указанных подгрупп подчиняется следующему правилу: R_A > R_b > R_B > R_r

На основании расчетов реакционная способность различных керамических связок может быть представлена следующими формулами:

Эти формулы справедливы для высокои среднеглиноземистых керамических связок и для температуры обжига 1200—1300 °С.

Авторы [239] считают, что подобный способ оценки реакционной способности связок является весьма условным, искусственно ставящим показатель R в зависимость от содержания А1₂0₃ в исходной сырой связке. К тому же этим расчетом не предусматривается растворение шлифзерна при отделении связки, поэтому правильнее считать сравнение увеличения содержания оксида алюминия в связке, выделенной из обожженного инструмента, с содержанием оксида алюминия в шлифзернс черепка. Такое соотношение К_р будет весьма близко характеризовать относительное количество корунда, растворенного связкой. По результатам химического анализа определяют следующие показатели реакционной способности керамических связок к шлифзерну электрокорундовых материалов: /?, Аа и К. Последние рассчитываются по формулам.

к массе черепка;

Т, а б л и ц, а 4.1.

Реакционная способность керамических связок в зависимости от их химического состава.

Номер связки.	Химический состав исходных связок, %										Огнеупорность, °С.	Содержание ЛЬО; в связке после обжига,. %.	Прирост А1203 в связке,. %.	Реакционная способность Я.%.
	Si02	АЬОз.	тю.	Ре20Л	С’аО.	MgO.	К20.	Na20.	В20,.	п.п.п.
	60,47.	25,4.	0,32.	0,43.	1,06.	0,26.	3,42.	3,43.	;	4,70.		26,60.	1,20.	4,70.
	57,56.	24,38.	0,44.	1,42.	0,80.	3,30.	3,10.	3,45.	;	6,70.		26,65.	1,27.	9,30.
	60.05.	24,06.	0,52.	1,25.	1,04.	0,17.	2,69.	3,14.	3,4.	4,76.		28,10.	1,04.	16,80.
	57,72.	22,44.	0,39.	1,38.	1,19.	3,40.	2,93.	3,27.	2,6.	5,68.		28,40.	5,96.	26,50.
	55,67.	25,89.	0,52.	1,59.	1,03.	3,41.	3,05.	3,06.	;	6,57.		27,90.	2,01.	7,80.
	57,65.	23,02.	0,46.	1,50.	0,80.	3,95.	3,96.	3,45.	;	5,85.		24,63.	1,56.	6,75.
	60,61.	17,31.	0,26.	0,99.	0,79.	3,39.	2,33.	3,32.	6,8.	4,80.		24,68.	7,37.	42,50.
	59,84.	18,26.	0,39.	1,35.	1,14.	3,40.	1,72.	2,61.	6,8.	5,70.		25,61.	7,35.	40,10.
	60,23.	18,05.	0,43.	1,43.	0,80.	3,31.	2,03.	3,09.	5,1.	5,40.		26,43.	8,38.	46,50.
	67,68.	16,58.	1,34.	2,40.	1,45.	0,54.	Нет.	9,91.	;	;		26,50.	9,92.	59,0.
	67,73.	12,50.	0,80.	1,70.	1.40.	0,60.	**.	14,80.	;	;		28,07.	15,57.	124,5.
12*.	67,48.	3,04.	Нет.	1,27.	1,40.	0,82.	?i.	25,74.	;	;		28,98.	25,94.	861,0.
	69,14.	11,31.	1,14.	1,91.	5,40.	0,62.	?i.	10,14.	;	;		26,48.	15,17.	134,0.
	67,92.	11,56.	1,20.	1,94.	1,25.	5,10.	?i.	10,66.	;	;		30,61.	19,05.	164,6.
	67,72.	13,02.	0,45.	2,36.	0.40.	0,56.	5,43.	10,09.	;	;		27,44.	14,42.	108.0.
	72,56.	8,57.	;	1,42.	0,90.	5,04.	4,71.	6,70.	;	;		26,26.	17,70.	206.0.
	86,70.	15,30.	;	0,38.	0.92.	5,60.	;	8,80.	;	;		27,85.	12,60.	83,0.
	61,50.	14,30.	0,81.	0,55.	8,20.	0,36.	;	15,00.	;	;		33,81.	19,50.	136,0.
	62,60.	21,73.	0,46.	1,88.	0,92.	5,97.	;	5,97.	;	;		30,13.	8,40.	39,0.
	55,90.	20,70.	;	0,40.	12,30.	0,42.	;	10,40.	;	;		36,75.	16,10.	78,0.
	49.60.	27,40.	;	0,65.	16,60.	0,25.	;	5.40.	;	;		36,46.	9,00.	33.0.

* Силикат натрия технический.

где а_э, [А1₂0з]_э — экспериментально найденные содержания связки и оксида алюминия в связке обожженного черепка; а_0> [А1₂0₃^ — те же величины, полученные расчетом по данным шихтового состава черепка с учетом химических составов связки и увлажнителя; [А1₂0₃]_{о }} — содержание оксида алюминия в шлифзерне; П, П₂ — поправки на убыль массы шлифзерна при отделении связки и на переход при этом некоторого количества оксида алюминия в раствор, рассчитываемые по формуле (b— расчетное содержание шлифзерна в черепке инструмента, %; C? — убыль массы или количество А1,0₃ в растворе после обработки термообработанного зерна кислотами, применяемыми для отделения связки, %).

В табл. 4.2 представлены результаты реакционной способности керамических связок.