Металлокерамическая связка

 

Изобретение касается изготовления абразивных инструментов на металлокерамических связках, в частности отрезных кругов для обработки хрупких неметаллических материалов. Цель изобретения - обеспечение изготовления тонкостенных инструментов за счет повышения прочности сырых заготовок и увеличение производительности обработки за счет повышения прочности и пористости инструмента. Связка, состоящая в основе из меди и олова, взятых в соотношении 4:1, содержит, мас.%: легкоплавкое стекло из группы флинтов 10-20

смесь каолина с кремний-фтористым натрием в соотношении 1:0,03 1-10

нитрид титана 0,05-0,1. Коэффициент термического расширения (КТР) стекла близок к КТР основы. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК @4 В 24 03/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,2 0,25

65 3 36 4

h:

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4351649/25-08 (22) 29.12.87 (46) 07.12.89. Бюл. № 45 (72) Ю. В. Галанин, В, П. Маслов, T С. Мельник, Е. А. Портнова, Ф, М. Васерман, В. В. Рогов, А. А. Сколота и В. П. Шульман (53) 621.921.669.35 6 75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1066791, кл В 24 D 3/06, 1982. (54) METAËËOÊÅРАМИЧЕСКАЯ СВЯЗКА (57) Изобретение касается изготовления абразивных инструментов на металлокерамиИзобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, в частности к производству отрезных кругов, и может быть использовано в оптико-механической и электронной промышленности при обработке магнитных головок из хрупких материалов, например сендаста.

Цель изобретения — обеспечение изготовления тонкостенных инструментов за счет повышения прочности сырых заготовок и увеличения производительности обработки за счет повышения прочности и подпитки инстру мента.

Согласно изобретению связка в основе состоит из меди и олова, взятых в соотношении 4:1, и содержит, мас.%: легкоплавкое стекло из группы флинтов 10 — 20; смесь каолина с кремнийфтористым натрием (1:0,03) 1 — 10; нитрид титана 0,05 — 0,1.

Легкоплавкое стекло из группы флинтов состоит из следующих компонентов:

ЯОг 31,6 — 47

К 0 2,85 — 6,35

„„SU„„1526967 д ) ческих связках, в частности отрезных кругов для обработки хрупких неметаллических материалов. Цель изобретения обеспечение изготовления тонкостенных инструментов за счет повышения прочности сырых заготовок и увеличение производительности обработки за счет повышения прочности и пористости инструмента. Связка, состоящая в основе из меди и олова, взятых в соотношении 4:1, содержит мас.%: легкоплавкое стекло из группы флинтов !0 -20; смесь каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении 1:03 1 — 10; нитрид титана 0,050,1. Коэффициент термического расширения

1КТР) стекла близок к КТР основы 3 табл

Коэффициент термического расширения (КТР) стекла близок к КТР связки М! (медь с оловом в соотношении 4;!). что приводит к упрочнению связки. Смесь каолина с кремнийфтористым натрием введена в связкх как компонент, способствующий адгезионному взаимодействию компонентов связки при спекании за счет введения кремнийфтористого натрия и, кроме того, она способствует порообразованию связки за счет того, что каолин при спекании теряет кристаллизационную воду, входящую в его состав (до 14 !vl3c.%, что составляет до 40 об.% пор). Полученная пористая связка обладает хорошим теплоотводом за счет металлической основы связки, а также за счет пор улучшается подача СОЖ в зону резания и отвод продуктов резания из зоны. Пористая связка не засаливается. Применение нитрида титана (в виде порошка в связке или по1526967

0,07

79,93

Формула изобретения

55 крытия на зернах КНБ) способствует уменьшению трения в зоне обработки, что снижает усилия резания, увеличивает сцепление режущих зерен со связкой.

Применение предлагаемого состава связки приводит к получению прочных заготовок — брикетов после прессования, что не требует проведения дополнительной операции горячей допрессовки после спекания и позволяет проводить спекание брикетов в свободном. состоянии. Улучшение брикетирования обусловлено введением каолина и кремнийфтористого натрия. Каолин представляет собой мелкодисперсную белую глину состава, мас.Я: Si02 50 — 75; АЬОз 17—

34; Ер Оз 0,2 — 2,5; TiOr 0,2 — 2,0; СаО 0,!в

1,0; MgO 0,1 — 0,5; К О 0,3 — 8,5; Л/агО 0,!в

1,0.

Пример. Компоненты связки: связка Мl (медь с оловом в соотношении 4:1), шлам легкоплавкого стекла из группы флинтов (стекла ТФ7, Ф9, ЛФ9, ТФЗ вЂ” ТФ10 как в смеси, так и в виде порошка одной марки), смесь каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении (1:0,03) смешивают с порошком кубического нитрида бора с покрытием из нитрида титана и методом порошковой металлургии прессуют и спекают отрезные круги тип а ОК 100х0,6хбх20

KP 100 (80 М(Т; ) 500/0. Одновременно изготавливают круги с КНБ беэ нокрыти.. а порошок нитрида титана вводят непосрг i с;.венно в состав шихты. Полученные отрезные круги спекают при 720 С в течение 20 мин в защитной среде (среде водорода или СО).

Горячая допрессовка не производится. Одновременно изготавливают отрезной круг из-. вестного состава. Производят контроль на технологичность брикетирования и спекания.

Результаты сведены в табл. 1.

Благодаря введению в состав связки на основе меди и олова в соотношении 4:1 легкоплавкого стекла из группы флинтов и смеси каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении 1:0,03 повышается пластичность связки, что позволяет получать тонкостенные брикеты для режущих кругов относительно больших диаметров (Я100 мм), плотных после брикетирования, которые можно спекать в свободном состоянии без дополнительной горячей допрессовки.

Полученные инструменты испытаны на операции резки материала сендаста на станке САФАГ при следующих режимах: n=

8000 об/мин; глубина резания 2 5 мм;

СОЖ вЂ” проточная вода; подача до

22 мм/мин.

Результаты испытаний сведены в табл. 2.

Использование смеси флинтовых стекол или одной нз марок таких стекол практически не изменяет результатов испыта ний.

Результаты сравнительных испытаний показывают, что предлагаемый состав связки позволяет получить режущий инструмент, 5

1О

25 обладающий высокой производительностью при металлообработке, в частности при обработке дорогостоящего труднообрабатываемого материала сендаста, применяемого в электронной промышленности в магнитофонах.

Оптимальное соотношение компонентов связки соответствует следующему составу, мас. Я:

Легкоплавкое стекло из группы флинтов

Смесь каолина с кремнийфтористым натрием (1:0,03)

Нитрид титана

Медь с оловом 4:1) Содержание стекла менее 100, смеси каолина с кремнийфтористым натрием менее 1Я и нитрида титана менее 0,05Я не улучшает свойств инструмента и не позволяет применять скоростные режимы нз-за засаливания инструмента и увеличения сил резания. Избыточное содержание в связке стекла и смеси каолина с кремнийфтористым натрием, приводит к увеличению сил резания и появлению сколов на обрабатываемой поверхности.

B предлагаемом составе предлагается смесь каолина с креннйфтористым натрием в соотношении 1:0,03. Указанное соотношение является оптимальным, так как при меньшем содержании крем нийфтористого натрия эффект порообразования и адгезионного взаимодействия связки незначителен нэ-эа неравномерного распределения

NaS;F в составе (малое количество), а большее содержание Na.SiF6 не приводит к существенному улучшению связки после спека ния.

Результаты сравнительных испытаний и ри ведены в табл. 3.

Использование предлагаемой металлокерамической связки позволяет повысить производительность обработки и выход годных изделий после брикетирования.

Металлокерамическая связка для абразивного инструмента, содержащая медь, олово, стекло и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения изготовления тонкостенных инструментов путем повышения прочности сырых заготовок и увеличения производительности обработки путем повышения прочности и пористости инструмента, связка дополнительно содержит смесь каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении 1:.0,03, медь и олово введены в соотношении 4:1, а в качестве стекла введено легкоплавкое стекло из группы флинтов, в качестве наполнителя — нитрид титана при следующем соотношении компонентов, мас о/„ .

1526967

I — l0

0,05 — 0,1

Остальное нии 1:0,03

Нитрид титана

Медь и олово

Легкоплавкое стекло из группы флинтов 10 — 20

Смесь каолина с кремнийфтористым натрием в соотношеТаблица 1

Спекание

Брикетирование

Связка

Известная Слабая сцепляемость тон- Требуется горякостенных брикетов. ЗОБ чая допрессовка имеет трещины и выколки

Предлагае- Высокая плотность тонко- Свободное спемая стенных брикетов кание

Та блица 2

Состав

Стекло Смесь

Нитрит

Критическая поПримечание из группы флинсвязки каолина с

Na SiF 6 з мас . 7. титана, мас. 7. дача, мм/мин тов, мас. 7î

ИзвестHbIH

Предлагаемый

0181912

Засаливание инструмента

0 1 79 9 18

0,07 79,93 20

0,05 78,95 18

0,07 75,95 15

Оптимальный состав

0,8

0,07 81, 13 10

86,93 19

79,97 12

79,88 12

12

18

12

0,07

0,03

0,12

Слаб. з акр. КНБ

Засаливание инструмента

Дальнейшее повышение подачи ограничивается возможностью станка

11

12

1

8,93

7,9

2,9

1,0

0,07

0,1

0,1

0,1

Медь с оловом (4: 1), мас. Х

71,0

72,0

87,0

88,9

18

При применении интенсивных режимов резания обработки материал разрушается

Увеличение сил резания

Засаливание инструмента из-за слабого порообразованного засаливания

1526967

Таблица 3

Пористость Примечание брикета

Состав смеси

20-30

0,07

79,93

Оптимальныг1 состав

40

0,07

79,93

Необоснованное увеличение содержания

»gЬ1г6

40

0,07

79,93

Составитель T. Кугель

Редактор Г. Волкова Техред И Верее Корректор М Пожо

Заказ 7453(19 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Госздарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4i5

Производственно-издательский комбинат «Г!атент», i Ужгород, Ул. Гагарина, 101

Стекло

Смесь каолина и

NR Б Р B cooT ношении 1:0,02

TiN

Cu-Sn (4: 1) Стекло

Смесь каолина и

Na SiF в соотношении 1:0,03

TiN

Cu-Sn (4: 1) Стекло

Смесь каолина и

Na2SiF в соотношении 1:0,05

TiN

Cu-Sn (4: 1) Разброс параметров из-за неравномерного распределения

Na SiF в составе связки вследствие малого его содержания