Способ получения алмазно-абразивного инструмента

 

Спос об получения алмазно-абразивного инструмента, преимущественно квадратного сечения, для обработки горных пород. Сущность изобретения: шихту связки напрессовывают на алмазосодержащий спрессованный слой, полученные двухслойные заготовки размещают последовательно через прокладки в цилиндрической оболочке с внутренней полостью, соответствующей форме заготовки, при этом используют прокладки и оболочки из керамического растворимого в воде материала, оболочки с заготовками размещают в цилиндрическом контейнере, затем осуществляют их экструзию в контейнере с круглым сечением матрицы с коэффициентом вытяжки Я 3,0-3,5.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ь

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4917093/02 (22) 06.03.91 (46) 07.01.93. Бюл, ¹ 1 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) Н, В. Манукян, С. Г. Агбалян, Г. Г. Мкртчян, Г, Ш. Мусаэлов, А, Н, Казарян, Р. Г. Самвелян и Д, Э. Мальян (56) Авторское свидетельство СССР

М 97615, кл. В 24 D 3/02, 1956.

Авторское свидетельство СССР № 212102, кл. В 24 D, 1966, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления слоистого биметаллического алмазно-абразивного рабочего элемента для обработки горных пород.

Целью изобретения является повышение качества инструмента, производительности и технологичности способа.

Указанная цель достигается тем, что по способу получения алмазно-абразивного инструмента, преимущественно квадратного сечения. для обработки горных пород, включающему изготовление заготовок прессованием алмазосодержащей шихты, состоящей из алмазов и связки, и последующую их горячую деформацию, изготовление осуществляют напрессовыванием шихты связки на алмазосодержащий спрессованный слой, полученные двухслойные заготовки размещают последовательно через прокладки в цилиндрической оболочке с внутренней полостью, соответствующей форме заготовки, при этом используют про„, 312„„1785814 А1 (si)s В 22 F 3/12, 3/20, 7/06 (57) Способ получения алмазно-абразивного инструмента, преимущественно квадратного сечения, для обработки горных пород.

Сущность изобретения: шихту связки напрессовывают на алмазосодержащий спрессованный слой, полученные двухслойные заготовки размещают последовательно через прокладки в цилиндрической оболочке с внутренней полостью, соответствующей форме заготовки, при этом используют прокладки и оболочки из керамического растворимого в воде материала, оболочки с заготовками размещают в цилиндрическом контейнере, затем осуществляют их экструзию в контейнере с круглым сечением матрицы с коэффициентом вытяжки il =3,0-3,5, кладки и оболочки из керамического растворимого в воде материала, оболочки с заготовками размещают в цилиндрическом контейнере, а горячую деформацию осуществляют экструзией оболочки в контейнере с круглым сечением матрицы с коэффициентом вытяжки ). = 3,0 — 3,5, Пример. В пресс-форму прямоугольного сечения размерами 12,5х13,5 мм загружают алмазосодержащую шихту (80%

Со+20%оп+алмазные порошки марки АС15 зернистости 315/250) для получения алмазоносного слоя толщиной 10,4 мм и прессуют под давлением 50 МПа, затем в эту же пресс-форму засыпают безалмазоносную шихту (80% Cu+20%Sn) для получения безалмазоносного слоя толщиной 3,1 мм и совместно прессуют под давлением 250 — 300

МПа до пористости 30% с общей толщиной

13,5 мм. Из керамической шихты, содержащей стекло марки АС вЂ” I — 17,5 мас.%, мел—

30,0 мас,% и базальт, литографский камень или туф — 52,0 мас.%, после пластифи1785814 цирования жидким стеклом (20 мас.%) прессуют раздельные прокладки с размерами

13,5х 13,5 х2,0 мм под давлением 200 — 250

МПа и оболочки с внутренним размером 13,5 х13,5х 45 мм и наружным ф 25х50 мм под давлением 200 — 250 МПа до пористости 30%.

Сборную заготовку нагреваютдо температуры экструзии (750-800 С) в течение 25 мин, после чего подвергают экструзии с коэффициентом вытяжки i1 = 3. Нагрев осу- 10 ществляют в защитной среде (аргон, водород и др.), После экструзии растворением в воде удаляют оболочку и таким образом разделяют алмазные бруски друг от друга, Полученное после экструзии биметаллическое изделие имеет квадратное сечение (7,8 х7,8 мм) и одинаковую толщину алмазоносного (д = 6 мм) и безалмазоносного (д = 1,8 мм) слоев по всей длине (i=24 мм) в любом сечении и стабильные значения прочности сцепления слоев в этих сечениях (t срез.=340-350 МПа), тогда как алмазные бруски, изготовленные по известному способу из предлагаемого материала (80%

Cu+20%Sn), — т срез=180 — 200 МПа. Высокие прочностные свойства в переходных слоях объясняются взаимным растворением металлов связки алмазоносного и безалмазоносного слоев при экструзии и безпористой структурой.

Повышение технологичности способа достигается путем использования экструдера с круглым сечением матрицы контейнера, внутри которого помещается круглая керамическая оболочка с заготовками, имеющими форму получаемого инструмента (квадрата), 3а счет объемного всестороннего об>катия в процессе экструзии получаемое изделие (керамическая оболочка с инструментом) имеет ту же форму, что и до экструзии.

Использование экструдера, у которого контейнер, матрица и пуансон имеют квадратное сечение, нетехнологично и небезопасно, Дело в том, что даже небольшое смещение пуансона или контейнера вокруг своей оси приводит к остановке или поломке экструдера, Кроме того, часто ломаются пуансон и матрица из-за больших внутренних напряжений, возникающих в процессе их термообработки, что также усложняет технологию.

Повышение производительности процесса достигается сборкой заготовок в оболочке, которую осуществляют горизонтальным способом с размещением между двумя заготовками пористых керамических прокладок, По предлагаемому способу при одной операции горячего деформирования (экструзии) можно получать несколько алмазных брусков, 15

55 количество которых зависит от высоты керамической оболочки, что, в свою очередь, зависит от высоты контейнера экструдера, Например, при высоте контейнера 70 мм используется оболочка высотой 50 мм, внутри которой укладываются 3 заготовки (i=12,2 мм), а при высоте контейнера 110 мм используется оболочка высотой 95 мм, внутри которой укладываются 6 заготовок, тогда как при известных способах можно получать лишь один брусок.

Экструзия при коэффициенте вытяжки

Я <3 сохраняет структурную пористость (например, при Л = 2,5 пористость составляет

2 — 3%), при которой снижается прочность сцепления алмазоносного и безалмазоносного слоев (r cpe . 260 — 280 МПа), а также уменьшаются прочностные характеристики самого материала (связки).

При Л > 3,5 происходит интенсивное дробление алмазных порошков, которое подтверждается металлографическим анализом. Например, при А = 4 процентное содержание дробленых алмазных порошков составляет 30-35% (зернистость 250/160).

Это заметно снижает качество инструмента, т. е, его работоспособность (при А = 4) снижается примерно 1,5 — 2,0 раза, По оптимальным режимам предлагаемым способом изготовлена партия алмазных брусков (7,8 х7,8 х24 мм), заводские и лабораторные испытания которых показали, что они по работоспособности в 1,5 — 1,6 раза превосходят свойства инструмента, изготовленного по известному способу.

Формула изобретения

Способ получения алмазно-абразивного инструмента, преимущественно квадратного сечения, для обработки горных пород, включающий изготовление заготовок прессованием алмазосодержащей шихты, состоящей из алмазов и связки, и последующую их горячую деформацию, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества инструмента, производительности и технологичности способа, изготовление осуществляют напрессовыванием шихты связки на алмазосодержащий спреСсованный слой, полученные двухслойные заготовки размещают последовательно через прокладки в цилиндрической оболочке с внутренней полостью, соответствующей форме заготовки, при этом используют прокладки и оболочки из керамического растворимого в воде материала, оболочки с заготовками размещают в цилиндрическом контейнере, а горячую деформацию осуществляют экструзией оболочки в контейнере с круглым сечением матрицы с коэффициентом вытяжки Л = 3.0 — 3,5,