абразивный микропорошок

Формула изобретения

Абразивный микропорошок, состоящий из кристаллов минерала кремнезема, отличающийся тем, что сырьем для получения кристаллов минерала кремнезема является горная порода - гарцбургит, из которого извлекают микропорошок от 7 до 9 единиц твердости и фракций от 40 до 1 микрона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству абразивных микропорошков с размером кристаллов от 0,2 до 2 мкм, используемых для поверхностной тонкой обработки изделий из металла, стекла и камня.

В настоящее время актуальное значение имеет вовлечение в хозяйственный оборот новых видов горных пород, например пемзы или обсидиана и др., запасы которых у нас в стране практически неисчерпаемы.

Известен порошок диоксида кремния (см. описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1791382, МПК 5: С 01 И 33/12, “Способ получения диоксида кремния”, завл. 19.06.90, опубл. 30.01.93), который получают из горных пород, например пемзы или обсидиана, и других компонентов.

Известен абразивный порошок кварца молотого пылевидного (см. заявку №2001110743 на изобретение МПК 7: C 11 D 3/14, 3/12, 1/83, 3/10 “Состав для чистки”, заявл. 18.04.2001, опубл. 10.02.2003), который используют в качестве абразивного материала в составе для чистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является абразивный порошок, представляющий собой кристаллы минерала кремнезема - тонкомолотый кварцевый песок, выбранный в качестве прототипа (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №464607, С 09 К 3/14 “Абразивная масса”, заявл. 12.07.72, опубл. 25.03.75), который используют в качестве абразивного наполнителя для абразивной массы и получают перемалыванием карьерного кварцевого песка.

Недостатком известного технического решения являются высокие материальные и энергозатраты на перемалывание кристаллов минерала кремнезема для получения абразивного микропорошка.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение материальных и энергозатрат, а также расширение сырьевой базы, необходимой для получения абразивных микропорошков с высокими абразивными свойствами.

Технический результат достигается тем, что предлагается абразивный микропорошок, состоящий из кристаллов минерала кремнезема, которые согласно изобретению получают из сырья, являющегося горной породой - гарцбургит.

Гарцбургит - Harzburgite. Ультрамафическая плутоническая порода, состоящая существенно из оливина и ортопироксена. Широко распространена, причем обычно залегает пластами, выходящими на поверхность земли.

Состав горной породы гарцбургита приведен в таблице 1.

Оксиды	Среднее массовое содержание, %	Средне квадратичное отклонение	Среднее, приведенное к 100%	Массовое содержание компонентов в эталонных образцах
				1	2
SiO2	43.48	2.96	45	44.5	46.52
TiO 2	0.2	1,42	0.21	0.02	0.11
Аl 2O3	1.88	0.88	1.94	1.21	2.26
Fe 2O3	5.79	2.41	5.97	5.94	0.7
FeO	2.7	1.53	2.79	2.67	9.7
MnO	0.1	0.01	0.1	0.14	0.17
MgO	40.83	1.42	42.21	43.81	37.89
CaO	1.52	0.08	1.57	0.88	1.95
Na2O	0.14	0.01	0,14	0.04	0,2
K2O	0.07	0.01	0.07	0.14	0.07
H 2O-	0.8	-	-	-	0.12
H2O+	1.9	-	-	0.17	0.62
P2O5	0.06	-	-	0.2	0.01
Сумма	99.47	-	-	100.13	100.32

Извлечение из гарцбургита кристаллов минерала кремнезема позволяет снизить материальные и энергозатраты на получение абразивного микропорошка за счет широкого распространения горной породы и высокого содержания абразива в гарцбургите.

Использование в качестве исходного широко распространенной горной породы - гарцбургита позволяет расширить сырьевую базу для получения абразивных микропорошков.

Пример: Абразивный микропорошок получали следующим образом.

Брали 10 кг горной породы - гарцбургита, измельчали до порошкообразного состояния, добавляли 10 л воды, перемешивали, отстаивали 2 часа для отделения мелкой фракции горной породы, выпариванием суспензии получали порошок с частицами абразива. Шаржировали в пластину текстолита, фольгированного медью, массой 69,1 г порошок с частицами абразива (масса порошка с частицами абразива составляла 3,7 г). Масса пластины увеличилась на 0,2 г. Соотношение абразива к начальной массе выпаренного порошка составляет 5,4%, таким образом из 10 кг выпаренного порошка можно получить 540 г абразивного микропорошка.

Для исследования абразивных свойств микропорошка обрабатывали заготовки различной твердостью по шкале Мооса:

кварцевое природное стекло - 6,5

халцедон - 7,0

агат - 7,5

рубин - 9,0

заготовку из закаленной углеродистой стали - (48-50) твердость по Роквеллу.

Шаржировали в пластинку текстолита, фольгированного медью, порошок с частицами абразива, добытый выпариванием, и полировали заготовки. Получили зеркальную поверхность на всех материалах, кроме рубина. На рубине получили ровные риски на поверхности, следовательно, твердость отдельных зерен абразива 9,0 и более единиц по Моосу.

Таким образом, перемалывание породы гарцбургита твердостью 2,5 единицы по Моосу позволяет с использованием воды извлечь высокопрочные микропорошки от 7 до 9 единиц твердости.

Инструментальными методами было выявлено наличие всех фракций от 40-ка до 1-го микрона.

Все фракции микропорошков шаржируются в мягкие и твердые металлы.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить материальные и энергозатраты, а также расширить сырьевую базу, необходимую для получения абразивных микропорошков с высокими абразивными свойствами.