Способ изготовления профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, в частности алмаза, нитрида бора, на металлической связке. Осуществляют профилирование рабочей поверхности шлифовального круга с помощью накатного ролика путем накатывания на заготовку шлифовального круга пастообразной смеси, содержащей порошок металлической связки, зерна сверхтвердого материала и пластификатор. После этого заготовку высушивают и спекают. В результате повышается стойкость профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, а также снижается трудоемкость их производства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов (алмаза, нитрида бора) на металлической связке.

Известен способ изготовления алмазного инструмента по патенту РФ №2239548 с использованием электрохимических процессов (гальваническим методом), который может быть применен для изготовления профильных шлифовальных кругов, в том числе правящих роликов. Способ заключается в том, что на рабочей поверхности корпуса инструмента размещают смесь алмазных зерен и наполнителя, прикрепляют смесь металлом-связкой толщиной, равной меньше половины размера алмазных зерен, механически удаляют наполнитель и закрепляют (заращивают) алмазные зерна металлом-связкой на требуемую высоту, при этом наполнитель берут размером, в 1,5-5,0 раз превышающим размер алмазных зерен. Недостатком является низкая износостойкость кругов в виду слабого сопротивления гальванических связок абразивному износу и непрочного удержания зерна, а также низкая размерная точность профиля вследствие расположения режущих кромок алмазов на разной высоте над поверхностью связки.

Наиболее близким является способ изготовления профильных шлифовальных кругов по патенту РФ 2364497. Способ предусматривает предварительное профилирование рабочей поверхности круга путем теплового разрушения связки при электроэрозионном воздействии на поверхность круга и окончательное профилирование круга пластическим деформированием рабочей поверхности накатным роликом, которое обеспечивает вдавливание выступающих зерен шлифовального материала в связку и приводит к образованию профиля круга, эквидистантного линии профиля ролика.

Недостатком прототипа является многоэтапность и трудоемкость способа. Основным недостатком является перемещение зерен сверхтвердого материала относительно металлической связки (их вдавливание) при обкатке роликом. Известно, что сверхтвердые материалы (алмаз, нитрид бора) образуют с металлическими связками ковалентные связи. При вдавливании зерен эти связи нарушаются. В результате зерна сверхтвердого материала удерживаются в связке только механически, за счет погруженности в связку. Не имея со связкой химических связей, зерна выкрашиваются при шлифовании, в результате стойкость шлифовального круга снижается.

Задачей изобретения является усовершенствование способа изготовления профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов.

Техническим результатом является повышение стойкости профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, а также снижение трудоемкости их производства.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов включает профилирование рабочей поверхности шлифовального круга с помощью накатного ролика, при этом профилирование осуществляется путем накатывания на заготовку пастообразной смеси, затем заготовку высушивают и спекают, при этом пастообразная смесь содержит следующие компоненты в следующем соотношении, мас. %: порошок металлической связки 65-95; зерна сверхтвердого материала 3-20; пластификатор 2-15.

Пластификатор выбирают из группы, включающей водный раствор поливинилового спирта, раствор каучука в бензине, жидкое стекло. Накатку ведут при вращении заготовки 1 и накатного ролика 2 во встречных направлениях (фиг. 1) или при вращении накатного ролика 2 вокруг неподвижной заготовки 1 (фиг. 2).

Пастообразную смесь подают в зазор между заготовкой и накатным роликом во время накатки или наносят на заготовку до накатки.

Спекание заготовки с накатанной смесью проводят в вакууме или в защитной атмосфере при температуре 700-1100°С в течение 0,25-3 ч.

При нагреве пластификатор разлагается и испаряется, металлические порошки спекаются и образуют связку шлифовального круга. Между зернами сверхтвердого материала и металлической связкой образуются химические связи, что способствует прочному удержанию зерен на рабочей поверхности шлифовального круга. В результате стойкость профильных шлифовальных кругов значительно повышается.

Предлагаемый способ изготовления шлифовальных кругов не предусматривает пластического деформирования алмазосодержащего слоя с приложением большого усилия. Вследствие этого способ не требует сложного специального оборудования и является значительно менее трудоемким по сравнению с прототипом.

Пример. Изготавливают профильный шлифовальный круг для обработки архитектурных деталей из природного камня. Готовят смесь порошка металлической связки, алмазов и пластификатора, содержание компонентов смеси выбирают из таблицы. Порошок металлической связки состоит из сплава, содержащего олово, медь, кобальт и вольфрам.

С порошком металлической связки смешивают алмазы марки АС150 с размером зерна 400/315 мкм (ГОСТ 9206-80). В качестве пластификатора в смесь вводят 5%-ный водный раствор поливинилового спирта. Полученную пастообразную смесь перед накаткой наносят с помощью шпателя на заготовку, которая представляет собой корпус шлифовального круга, изготовленный из стали 45. Накатку ведут с помощью фасонного накатного ролика, соответствующего профилю получаемого шлифовального круга. После накатки заготовку высушивают для удаления влаги и спекают в вакууме при температуре 820°С в течение 0,5 ч.

При спекании между алмазами и металлической связкой образуются химические связи, которые способствуют прочному удержанию алмазов и препятствуют их выкрашиванию под действием нагрузок при работе шлифовального круга. Сравнительные испытания показывают, что стойкость профильных кругов, изготовленных данным способом, в 2-3 раза выше по сравнению с кругами, изготовленными по прототипу.

1. Способ изготовления профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, включающий профилирование рабочей поверхности шлифовального круга с помощью накатного ролика, отличающийся тем, что профилирование осуществляют путем накатывания на заготовку шлифовального круга пастообразной смеси, затем заготовку высушивают и спекают, при этом пастообразная смесь содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %:

порошок металлической связки 65-95
зерна сверхтвердого материала 3-20
пластификатор 2-15

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пластификатор выбирают из группы, включающей водный раствор поливинилового спирта, раствор каучука в бензине и жидкое стекло.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что накатку ведут при вращении заготовки и накатного ролика во встречных направлениях или при вращении накатного ролика вокруг неподвижной заготовки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пастообразную смесь подают в зазор между заготовкой и накатным роликом во время накатки или наносят на заготовку до накатки.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что спекание проводят в вакууме или в защитной атмосфере при температуре 700-100°C в течение 0,25-3 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изготовлению алмазных инструментов на основе твердосплавных порошковых смесей. Способ получения алмазосодержащей матрицы алмазного инструмента включает приготовление твердосплавной порошковой смеси, ее пластифицирование, послойную засыпку приготовленной шихты и укладку алмазных зерен, имеющих оболочку из частиц хрома, в металлическую пресс-форму, прессование шихты с алмазными зернами в брикет и спекание брикета в печи с пропиткой легкоплавки металлом или сплавом в направлении снизу вверх.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при заточке хирургических игл, изготовленных из сплавов тугоплавких металлов. Система содержит точильный круг с точильной поверхностью, слой связующего материала из никеля, нанесенного на точильную поверхность, и совокупность абразивных зерен, внедренных в слой связующего материала.
Изобретение относится к области производства струеформирующих сопел, которые могут быть использованы для очистки поверхностей, удаления покрытий, создания шероховатости на поверхности, для резки и разделения материалов.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности, для получения инструментов на металлических связках, содержащих в качестве режущих зерен алмазные порошки.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении инструментов. Абразивное изделие содержит подложку, промежуточный слой, расположенный поверх подложки, абразивные частицы, имеющие слой покрытия, расположенный поверх абразивных частиц, связанных с промежуточным слоем с образованием области металлической связки между слоем покрытия абразивных частиц и промежуточным слоем, и связующий слой, расположенный поверх абразивных частиц и промежуточного слоя.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении инструментов для резания и шлифования строительных материалов. Абразивное изделие содержит основание, абразивную деталь, имеющие три различные фазы, связанные одна с другой и включающие абразивные частицы, металлическую матрицу и пропитывающий материал.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сплавам для соединения кристаллов алмаза с металлами группы железа и сплавами на их основе, и может найти применение для изготовления одно- и многокристального алмазного инструмента.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению алмазных абразивных инструментов. Композиционный алмазосодержащий материал содержит, мас.%: технический порошок алмазов зернистостью 315/250 мкм - 5,0-7,0; ультрадисперсный порошок алмазов зернистостью 2/0 мкм - 1,0-3,0; олово - 18,0-20,0; медь - остальное.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазной буровой коронки методом пропитки. Разовую графитовую пресс-форму изготавливают со сквозными отверстиями, формы и размеры которых соответствуют нижней проекции сечения секторов матрицы коронки, при укладке алмазов, загрузке, формовании и прессовании шихты матрицы под графитовую пресс-форму помещают основание, верхняя поверхность которого повторяет профиль поверхности нижней части секторов матрицы, при спекании в вакуумной печи основание удаляют, при этом под каждым сектором матрицы коронки располагают таблетки из пропитываемого металла или сплава так, чтобы пропитка происходила снизу вверх.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении инструментов для резания и шлифования строительных материалов. Абразивное изделие содержит основание и абразивную деталь, включающую три различные фазы, связанные одна с другой и включающие абразивные частицы, металлическую матрицу и пропитывающий материал.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении композиционных шлифовальных кругов (КШК). Способ включает заполнение его конструктивных элементов твердым смазочным материалом (ТСМ) и удаление излишков ТСМ с поверхности круга.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента преимущественно для финишной обработки.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для позиционирования режущих частиц при изготовлении абразивных изделий, предназначенных для обработки резанием.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов с дискретной режущей поверхностью. Способ дискретизации режущей поверхности инструмента заключается в вырезании на его рабочей цилиндрической поверхности струей высококонцентрированного потока энергии радиальных отверстий.

Изобретение может быть использовано при изготовлении абразивных инструментов из сверхтвердых материалов, например, алмаза, нитрида бора, с металлической связкой, в частности, инструментов со сложными фасонными рабочими поверхностями.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента на металлической связке. Осуществляют подачу электролита, содержащего абразивные зерна, на поверхность инструмента, который вращают горизонтально в гальваническом резервуаре с обеспечением закрепления осаждаемых на поверхность инструмента абразивных зерен электрохимическим покрытием.
Изобретение может быть использовано для изготовления рабочих органов машин разного назначения, взаимодействующих с высокоабразивной средой. Способ включает термическое воздействие на высокопрочный металл, придание ему заданной формы, крепление образованного износоустойчивого элемента к рабочему органу оборудования.

Способ включает внедрение абразивного материала в поверхность металлорежущего инструмента под действием нагрузки. При этом внедрение абразивного материала в тело осуществляют путем подачи режущего инструмента в емкость с незакрепленным абразивным материалом, последующего перемещения емкости с абразивным материалом в продольном и поперечном направлениях при неподвижном режущем инструменте.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении шлифовально-абразивных устройств. Последнее содержит шлифовальные зерна, вложенные друг в друга по типу «матрешки», и композицию для их крепления к жесткой или гибкой основе.
Изобретение относится к технологии изготовления абразивных изделий на органических термореактивных связках в области машиностроения. Способ включает стадии предварительного прогрева и отверждения полного цикла термообработки группы полуфабрикатов из композиционных материалов, помещенных в радиопрозрачный контейнер, в микроволновом поле СВЧ-камеры с частотой 2450 МГц при изготовлении изделий из композиционных материалов толщиной до 100 мм и с частотой 890-915 МГц при изготовлении изделий из композиционных материалов толщиной свыше 100 мм, до достижения температуры полной полимеризации органической термореактивной связки с последующей выдержкой при этой температуре.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента из шлифовальных порошков и микропорошков, используемого для резьбо- и зубошлифования. Способ включает подготовку компонентов, их смешивание с получением формовочной массы, загрузку ее в пресс-форму и формование с последующим высокотемпературным обжигом. В качестве компонентов используют абразивное зерно с размерами 28-106 мкм, мелкодисперсные порошки керамической связки и декстрин. Смешивание упомянутых компонентов формовочной массы осуществляют в определенном порядке с различными временными интервалами смешивания. В результате обеспечивается однородность формовочной массы и улучшаются технические характеристики абразивного инструмента. 1 табл.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, в частности алмаза, нитрида бора, на металлической связке. Осуществляют профилирование рабочей поверхности шлифовального круга с помощью накатного ролика путем накатывания на заготовку шлифовального круга пастообразной смеси, содержащей порошок металлической связки, зерна сверхтвердого материала и пластификатор. После этого заготовку высушивают и спекают. В результате повышается стойкость профильных шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, а также снижается трудоемкость их производства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Наверх