Способ изготовления алмазного инструмента



 

Изобретение может быть использовано для изготовления инструмента, предназначенного для резки и обработки природного камня, керамических строительных материалов и др. Способ включает приготовление шихты, механическое легирование ее фосфором, отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС. Прессование ведут в два этапа с промежуточным отжигом. Изобретение позволяет повысить точность размеров и формы изделия. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области изготовления алмазного инструмента, предназначенного для резки и обработки природного камня, керамических строительных и других материалов.

Наиболее распространенная технологическая схема изготовления алмазного инструмента на металлической связке включает экстремальные методы консолидации, такие как горячее прессование или спекание под давлением [Верещагин В. А. , Журавлев В.В. Композиционные алмазосодержащие материалы и покрытия. Минск: "Навука i тэхника", 1991, 208с.]. Эти технологии требуют оснащения специальным высокоэнергетическим производственным оборудованием и не во всех цехах порошковой металлургии возможна их реализация. В другой группе технологий активация спекания обеспечивается за счет инфильтрации металлическими сплавами свободнонасыпанных или спрессованных алмазосодержащих смесей [А.с. СССР 346097, патент РФ 2148490].

В качестве прототипа выбран способ изготовления алмазного инструмента, включающий приготовление шихты, механическое легирование шихты фосфором, ее отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС, совмещенное с инфильтрацией (патент РФ 2148490).

Недостатками этого способа являются высокая доля мягкой и непрочной бронзовой структурной составляющей в готовом изделии, изменение размеров прессовки после спекания с инфильтрацией ввиду высокой пористости прессовки и большого количества жидкой фазы, а также возможная графитизация поверхности алмаза при контакте с медью, которая может привести к ослаблению связи на границе алмаз-матрица.

Заявляемый способ обеспечивает повышение точности размеров и формы изделия, позволяет изготавливать изделия не только простой, но и сложной формы (втулки, многослойные изделия), повысить механические, режущие свойства, снизить затраты на материалы, обеспечить стабильность свойств поверхности алмазного сырья и прочность контакта алмаз-матрица при спекании.

Предлагаемый способ изготовления алмазного инструмента, включающий приготовление шихты, механическое легирование шихты фосфором, ее отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС, отличается тем, что прессование производится в два этапа с промежуточным отжигом прессовок. При этом отжиг прессовок производят при температуре 500-600oС.

Двухстадийное прессование, предусматривающее вторичное прессование (калибровку) отожженных прессовок, обеспечивает увеличение плотности изделий, повышение точности размеров и формы. Последующее спекание производится без инфильтрации. Исключение инфильтрации позволяет избежать изменения размеров при спекании. Активация спекания обеспечивается за счет образования жидкой фазы (в значительно меньшем, но достаточном количестве) в механоактивированной системе железо-никель-углерод-фосфор, поэтому инфильтрация при спекании становится необязательной. Кроме того, исключение инфильтрации позволит снизить трудоемкость процесса, так как операция наложения брикетов инфильтрата на прессовку ручная, и полностью автоматизировать процесс.

Сущность способа поясняется следующим примером конкретного исполнения: - смесь, состоящую из 5,6 маc.% феррофосфора, 0,8 мас.% углерода и 93,6% железа, подвергали механическому легированию в планетарной мельнице до размера частиц 4-6 мкм, затем отжигали в восстановительной атмосфере при температуре 700oС 4 часа, - к 67,5 г механически легированной смеси добавляли 12,5 г синтетических алмазов, 8 г карбида титана, 12 г никеля, перемешивали в смесителе со смещенной осью вращения, полученную смесь гранулировали с 7-%-ным водным раствором поливинилового спирта, - гранулированную смесь прессовали при давлении 200 МПа, - прессовки отжигали при температуре 550oС 2 часа в восстановительной атмосфере, - отожженные прессовки прессовали при давлении 400 МПа, - спекание производили в восстановительной атмосфере 850oС 4 часа.

Свойства алмазного инструмента, полученного заявляемым способом и по спообу-прототипу, представлены в таблице.

Из таблицы видно, что заявляемый способ позволяет получить алмазный инструмент с улучшенными свойствами.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность размеров и формы изделия, расширить ассортимент, повысить механические и режущие свойства, снизить затраты на цветные металлы и трудоемкость производства.

1. Способ изготовления алмазного инструмента, включающий приготовление шихты, механическое легирование ее фосфором, отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС, отличающийся тем, что прессование ведут в два этапа с промежуточным отжигом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промежуточный отжиг ведут при температуре 500-600oС.

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения абразивных материалов на основе неорганических веществ

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента из карбида кремния на магнезиальной оксихлоридной связке для шлифовки изделий из природного камня

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения резцов, сверл, шлифовальных кругов и пр

Изобретение относится к алмазным инструментам, изготавливаемым с использованием процессов закрепления алмазных зерен на корпусе инструмента электроосаждением металлической связки, - инструментам на гальванической связке

Изобретение относится к абразивным инструментам и процессам для их формования

Изобретение относится к изготовлению фасонных абразивных частиц, которые могут быть использованы для абразивной обработки, отделки или шлифования широкого диапазона материалов. Абразивные частицы включают фасонные абразивные частицы, каждая из которых имеет боковую поверхность и выполнена из альфа-оксида алюминия, а также первую и вторую торцевые поверхности, разделенные боковой поверхностью, причем фасонные абразивные частицы имеют максимальную толщину Т, и фасонные абразивные частицы, на второй грани которых выполнено множество канавок. Инструмент для изготовления абразивных частиц выполнен с множеством полостей литейной формы, состоящих из нижней и боковой полимерной поверхности литейной формы. Боковая стенка литейной формы имеет высоту Нс. Нижняя поверхность литейной формы имеет множество выступов. Использование вышеуказанных абразивных частиц позволяет осуществлять резку с равномерной интенсивностью. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 17 ил., 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области получения поликристаллических материалов, а именно к композиционным материалам на основе алмаза, полученным путем спекания алмазных зерен и металлов с дисперсно-упрочняющими добавками и армирующей CVD алмазной компонентой в виде вставки, модифицированной в условиях высоких давления и температуры, и может быть использовано для изготовления бурового и правящего инструмента. Алмазный поликристаллический композиционный материал с дисперсно-упрочняющей добавкой содержит тугоплавкую оболочку, в которой размещены порошки алмаза, металла и CVD алмазная вставка. Оболочка выполнена из тугоплавкого металла, преимущественно тантала или ниобия. В качестве металлов используются никель, кобальт, а в качестве дисперсно-упрочняющей добавки - нанопорошок карбида вольфрама при следующем соотношении компонентов, мас. %: порошок алмаза и CVD алмазная вставка 85-90, никель 7-9, кобальт 2-4, нанопорошок карбида вольфрама 0,1-3,0. Технический результат изобретения - повышение твердости и износостойкости армированного CVD алмазом спеченного композита и надежное крепление материала в буровом инструменте. 1 пр., 1 табл.
Изобретение относится к абразивной и дробеструйной обработке деталей. Металлокерамическая дробь содержит 3-40 мас.% керамического материала, 3-50 мас.% пылевидных отходов сталеплавильного производства и остальное - пиритные огарки. Обеспечивается переработка огарков и отходов сталеплавильного производства, а также улучшение эксплуатационных свойств дроби, в частности твердости и прочности. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к алмазным инструментам, на поверхности корпуса которых методом электрохимического осаждения нанесен металлический связующий материал, содержащий алмазные зерна. Алмазный гальванический инструмент с износостойким покрытием содержит корпус с закрепленными на нем при помощи гальванической связки алмазными зернами и износостойкое покрытие, нанесенное на гальваническую связку методом физического осаждения из паровой фазы (PVD). Упомянутый инструмент содержит промежуточный слой толщиной 0,5-3,0 мкм, нанесенный методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) и расположенный между гальванической связкой и износостойким покрытием. Слой износостойкого покрытия имеет толщину 0,5-6,0 мкм и выполнен из материала, выбранного из группы нитридов, карбидов или карбонитридов Ti, Zr, Hf, Al или их соединений. Промежуточный слой выполнен из материала, выбранного группы карбидов и карбонитридов Ti, Zr, Al или их соединений. Обеспечивается увеличение срока службы инструмента за счет улучшения адгезии износостойкого покрытия с рабочей поверхностью гальванического инструмента. 1 ил.

 

Наверх