Стеклокерамическая связка абразивного инструмента

 

Изобретение относится к области станкоинструментальной и аваиационной промьшшенности, в частности к связкам и технологии изготовления абразивного инструмента, преимущественно содержащего кубиче ский нитрид бора.или алмаз, применяемого для заточки металлорежущего инструмента из закаленных сталей без применения смазочно-охлаждающих жидкостей, и позволяет повысить производительность шлифования и износостойкость инструмента . Связка содержит, мас.%: свиндовоцинкборосиликатное стекло 35- 70, боросиликатное стекло 3-35, хром 3-20 и нитрид кремния 5-13. В качестве твердой смазки связка содержит графит 5-11 мас.%. 1 табл. (€ (Л с О) ас

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 24 Р 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н .А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4012923/25-08 (22) 23.12.85 (46) 15.06.87. Бюл. М 22 (71) Институт сверхтвердых материалов AH УССР и Ташкентский абразивный комбинат (72) Е.К.Бондарев, Ф.Г.Рубан, Г.С.Спицина, В.Л.Овчинников, А.А.Шепелев, В,П,Черных, В.И,Мельник, В.А.Муровский, А.В.Хегай, П.Г.Толчинский, А.M.Äoëãàíoâ, В.В.Губанов, М.Д.Голунов и !0.И.Мещеряков (53) 621.922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 1047671, кл. В 24 Э 3/14, 1982, (54) СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКАЯ СВЯЗКА АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

„.Я0„„1316803 A 1 (57) Изобретение относится к области станкоинструментальной и аваиационной промышленности, в частности к связкам и технологии изготовления абразивного инструмента, преимущественно содержащего кубический нитрид бора.или алмаз, применяемого для заточки металлорежущего инструмента из закаленных сталей без применения смазочно-охлаждающих жидкостей, и позволяет повысить производительность шлифования и износостойкость инструмента. Связка содержит, мас.7.: свинцовоцинкборосиликатное стекло 3570, боросиликатное стекло 3-35, хром

3-20 и нитрид кремния 5-13. В качестве твердой смазки связка содержит графит 5-11 мас.X. 1 табл.

1316803

Изобретение относится к связкам и технологии изготовления абразивного инструмента, преимущественно содержащего кубический нитрид бора (КНБ) или алмаз, применяемого для заточки металлорежущего инструмента иэ закаленных сталей беэ применения смазочно-охлаждающих жидкостей, Целью изобретения является создание связки для инструмента из .КНБ, обеспечивающей ему .высокую режущую способнос гь, что приводит к повышению производительности и износостойкости.

Предлагаемая связка, содержащая свинцовоцинкборосиликатное. стекло, боросиликатное стекло и твердую смазку, дополнительно содержит хром и нитрид кремния, а компоненты выбраны в следующем соотношении, мас,%:

Стекло свинцовоцинкборосиликатное 35-70

Стекло боросиликатное 3-35

Графит (твердая смазка) 5-11

Хром 3-20

Нитрид кремния 5-13

При этом свинцовоцинкборосиликатное стекло имеет слецующий состав, мас,%:

Pb0 72,6-76,6

ZnO 11,0-13,0

В203 7 8-9 8

SiOz l,á-2,6

ВаО 1,2-2,2

А1 09 0,5-1,6 а боросиликатное стекло имеет состав, мас.%:

SiOz 45,0-55,0 э

10,0-20,0

K O 2,0-6,0 Ва О 5,,0-10„0

LiO 4,,5-10,0

Na„O 4,,0-1?, О

Aloof 5„5-12,0

Fe,O 0,5-1,5

Хром, введенный в связку, в совокупности со всеми ее компонентами обеспечивает высокую режущую способность, так как он в расплаве стекол . не окисляется и остается в связке в металлическом состоянии и не позволяет ей схватываться со сталью при ее шлифовании. При содержании хрома менее 3% режущая способность не увеличивается. При увеличении содержа-. ния хрома более максимального, т.е. вьппе 20%, износостойкость связки уменьшается (см. таблицу).

Нитрид кремния хорошо смачивается расплавом смеси стекол, а в сс четании хрома с нитридом кремния и графитом в расплаве стекол образуется износостойкая композицияю, обладающая свойствами твердой смазки и обеспечивающая высокую режущую способность инструмента, При введении в связку нитрида кремния в количестве менее 5% износостойкость связки не повьппается, При введении его более максимального содержания, т.е, более 13%, снижается износостойкость инструмента„ о

Пример 1. Круг формы 12А245

125 5 хЗх32 готовят иэ компонентов связки в следующем соотношении,мас.%:

Стекло свинцовоцинкборосиликатное (№ 1) 35

Стекло боросиликатное (№ 2) 35

Графит 5

Хром 20

Нитрид кремния 5

Состав стекла № 1 мас.%: РЬО

74,8; Zn0 12,0; В О 8,3; SiOz 1,3;

ВаО 2 0; Al О 1,1.

Состав стекла № 2, мас.%: ЯiO

50,02; LizO 5,37; NazO 7,75; А1 О

9,27; К О 3,38; ВаО 7,78; В О 14,50;

Примеси оксидов CaO„ NgO, TiOz остальное.

Для приготовления шихты компоненты связки, стекла ¹ 1 и ¹ 2, графит, хром, нитрид кремния, просеянные через сито 63 мкм, смешивают в течение ч. В шихту добавляют кубонит марки

КР зернистостью 1?5/100 и смешивают его с шихтой. Кубонитовые круги формы 12А245 125х5хЗх32 — K17-1-КР

125/100-100-?4,9 брикетируют под давлением 1500 кг/см, спекают при

520 С в течение 60 мин, после чего производят горячую допрессовку при давлении 200 кг/см

Пример 2. По технологии, указанной в примере 1, изготавливают круги формы 12А245 125<5<3w32

К17-2-КР 125/ 100-100-24,9, Пример 3. По технологии, указанной в примере изготавливают круги формы 12А245 135 5х3 32

К17-3-КР 125/100-100-24,9 следующего состава, мас.%: стекло ¹ 1 56," стекло № 2 17; графит 8; хром 10 нитрид кремния 9.

Химический состав стекол приведен в примере 1. Состав связки, мас.%:

1316803

Скорость круга, м/с

Продольная подача, м/мин

Поперечная подача мм/дв. ход

55

0,02 стекло !! 1 70; стекло Ф 2 3; графит

ll; хром 3.,0; нитрид кремрия 13,0.

П р и и е р 4, По технологии, указанной в примере 1, изготавливают круги формы 12А245 125х5хЗк32—

К-17-4-KP 125/100-100-24,9 следующе—

ro состава, м ас.Е: стекло У 1 61; стекло У 2 19; графит 9; хром. 11.

Химический состав стекол приведен в примере 1. l0

Пример 5. По технологии аналогично примеру 1 изготавливают круги формы 1 2А245 1 25х 5 хЗ х3 2 — K- I 75-KP 125/100-100-24,9, следующего состава, мас,X: стекло N - 1.63; стек- 15 ло Ф 2 18; графит 9; нитрид кремния

10. Химический состав стекла приведен в примере 1, Пример 6. По технологии, описанной в примере 1, изготавливают 20 круги формы 12А245 125х 5х3 х32

К-17-6-КР 125"100-24,9 следующего состава, мас.7: стекло У 1 54; стекло Ф .2 11; графит 8; хром 8; нитрид кремния 19. Химический состав стекол приведен в примере 1, Пример 7. По технологии, указанной в примере 1, изготавливают круги формы 12А245 125х 5 х3 х32

К-17-КР 125/100-100-24,9 следующеro 30 состава, мас.7.: стекло - 1 50; стекло У 2 12> графит 7; хром 25; нитрид кремния 6. Химический состав стекол приведен в примере 1.

Для проведения сравнительных испытаний по примерам 1-4 было изготовлено по 3 круга следующих характеристик: 12А245 125хЗ х5 х32 — K-17-1-KP

125/100-100-24,9; 12А245 125х3х5 х32К-17-2-KP 125/100-100-24,9; 12А245

125 5 «3 «32 — К-17-3-КР 125/100-10024,9; 12А245 125х5 «Зк32 — K-17-4-КР

125/100-100-24, 9; 1 2А245 125х 5 х3 х32К-17-5-КР 125/100-100-24, 9; . 12A245

125х5«3 х32 — К-17-6-КР 125/100-10045

24,9; 12А245 125х 5хЗ к32 — К-17-7-КР

125/100-100-24,9, и три кубонитовых круга, изготовленных по прототипу, о следующей характеристики: 12А245

125)<5x3 х32 — К16-KP 125/100-100-24,9 а )0

Сравнительные испытания проводили без применения СОЖ при шлифовании стали Р6М5 на следующих режимах:

Показатели работоспособности куи бонитовых шлифовальных кругов l2A-45 на керамических связках К17 и К16 приведены в таблице.

В результате испытаний установлено, что круги из кубонита на предлагаемой связке К17 (пример 3) имеют удельный расход кубонита на 30357 ниже, а производительность шлифования в 5 раза выше по сравнению с кругами .аналогичных характеристик на керамической связке К16, Из результатов испытаний следует, что наиболее высокую износостойкость и режущую способность показали круги следующего состава, мас.Т:

Стекло Ф 1 56

Стекло Ф 2 l7

Графит 8

Хром 10

Нитрид кремния 9

Кубонитовые круги по примерам 1 и

2 показывают более высокие по сравнению с прототипом результаты, а круги по примерам 4, 5 и 7 находятся на уровне с прототипом и несколькс хуже, . а по примеру 3 имеют износостойкость на 30-357 выше.

Формула и з о б р е т е н и я

Стеклокерамическая связка абразивного инструмента для обработки сталей, содержащая боросиликатное стекло состава, мас.7.:

Si0 45 0 — 55,0

В„О 10 0-20,0

Ь,О 4,5-10,0

Иа О 4,0 — 12,0

К 20 2,0-6,0

Вао 5,0-!0,0

Al Π5,5 — 12,0

Ре О 0,5-1,5, свинцовоцинкборосиликатное стекло состава, мас.i:

РЪО 72,6-76,6

ZnO 11,0-1З,О

SiO 1,6-2,6

Вао

BãO9 7,8-9,8

А1Р э 0 5-1,6 и твердую смазку, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и износостойкости инструмента, связка дополнительно содержит хром и нитрид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

1316803

Стекло свинцовоцинкборосиликатное

Стекло ооросиликатное

Твердая смазка

Хром

Нитрид кремния

5-11

3-20

5-13

35-70

3-35 перечн дача, /дв.хо остен связки, иас.й марка и эернистоств ку бонита ффек

an м ость авпсфо ння q

Вт

epoxosaость обаботанной проиэво дительность тлифова ния мм /мин удел

>ас суб оверхноса1

3,2

t20

0,5

0,54

Стекло Р 2 35

20. Графит

Хром

Нитрид кремния

0,3

3,1

120

0,52

Стекло У 2 3

Графит

Хром

Нитрид кремния

0,4

0,52

2,5

0,02

300

1,.3

15,7

0,05

Графит

Хром

Нитрид кремния

4 К17-4 KP 125/100

4,!

0,02

Стекло У 1 61

Стекло У 2 19

Графит 9

Хром 11

0,7

0,53

120

5 К17-5 КР 125/100

1 63

2 !8

4,0

0,5

0,02

0;52

12С

1 54

2 11

6 К17-б KP 125/!00

0,02

120

0,52

0,8!

9! 50

2 12

7 Kli-7 КР 125/ 100

0,3

4,4!

0,56

8 К-16

KP 125/100

2 20

Стекло !г

Стекло У

Нитрид бора

Оксид цинка

0,02

3,8

0,6

120

0,52

0,04

19,7

1,8

240

0,05 прижоги рнстика алифовальных кругов

l K17-) KP 125/100 Стекло li 1 35 0,02

2 K)7-2 KP 125/100 Стекло P 1 70 0,02

3 К17-3 KP 125/100 Стекло В 1 56

Стекло !е 2 t7

Стекло P

Стекло М

Графит

Нитрид кремния

Стекло Ф

Стекло М

Графит

Хром

Нитрид кремния

Стекло Р

Стекло У

Графит

Хром

Нитрид кремния

lоказатели работоспособности кубонитовых !ялифовальиых кругов