Металлическая связка для изготовления алмазного инструмента

 

Союз Советских

Соцмалмсттемеских

Республик

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.77 (21) 2562038/25 — 08 с присоединением заявки36 (23) Приоритет—

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень.№ 17

lI,àòà опубликования описания 15.05.79. (51) М.К .

В 24 D 3/06

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.922..079 (088.8) А. Н. Михайлов, Н. Н. Кучеренко, М. Ф. Хейфец, E. И. Старовойтов, С. Е. Токарь и Е. А. Телипко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторскотехнологический институт природных алмазов и инструментов (54) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к металлическим связкам для производства инструментов, в частности, алмазных, например волок и протиров, как из природного алмаза, так и из других синтетических материалов — баллас, СВ, СКМ и др.

Известна металлическая связка для изготовления алмазного инструмента на основе меди, включающая медь, металл, выбранный из группы: цинк, серебро, олово, кадмий, алюминий; фторид, выбранный из группы: фтористый хром, фтористое железо, фтористый кобальт, фтористый цирконий (1).

Однако эта связка при любом сочетании компонентов не позволяет получить той твердости, которая необходима при эксплуатации волок и протиров, предназначенных, например, для калибровки луженой медной проволоки диаметром 0,12 — 1,0 мм и находящихся в процессе эксплуатации непосредственно в расплаве олова, что приводит к интенсивному растворению медной связки, вымыванию последней из оправы вместе с алмазом.

Протиры, закрепленные этой связкой, имеют низкую стойкость и малый срок службы.

Цель изобретения — повысить стойкость инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в металлическую связку, содержащую медь,олово, цинк и фторид металла, дополнительно вводят металл из группы вольфрам и ниобий, фторборат калия и борный ангидрид, при этом в качестве фторида металла используют фтористый калий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Цинк 1 — 15

Олово 11 — 15

Вольфрам, ниобий 10 — 30

Калий фтористый 3,0 — 5,5

Фторборат калия 0,5 — 2,0

Борный ангидрид 2 — 4

Медь Остальное

Связка имеет твердость 240 †2 НВ, обладает повышенной стойкостью по отношению красплаву олова, позволяетувеличить количество переполировок алмазных волок, что значительно повышает срок службы инструмента, от 1,5 до 4 раз.

660816

Формула изобретения

Цинк

Олово

Вольфрам, ниобий

Фторборат калия

Борный ангидрид

Калий фтористый

Медь

15,0

l5,0

30,0

2,0

4,0

5,5

Остальное

Цинк

Олово

Вольфрам, ниобий

Калий фтористый

Фторборат калия

Борный ангидрид

Медь

1 — 15

11 — 15

I0 — 30

3,0 — 5,5

0,5 — 2,0

2 4

Остальное

ЦН И И П И Закз 2346/12 ТиРаж l 0l I Подписное

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Введение в связку фтористого калия, борпог-.. ангидрида и фторбората калия позволяет получи ть хорошую прессуемость порошковой смеси при холодном и горячем прессовании, производить процесс крепления па воздухе без дополнительной защиты связки от окисления при нагреве.

Температурный интервал активности фтористого калия, борного ангидрида и фторбората калия совпадает с температурой горячего прессования, равной 600 †7 С, что позволяет получить твердость связки в интервале от 240 до 280 НВ, обеспечивающую высокую стойкость инструмента при эксплуатации.

Состав связки. определен с учетом постоянного объема посадочного гнезда оправки, в которую запрессовывается алмаз, и обеспечивает получение твердости не менее 240 НВ при минимально возможной температуре горячего прессования.

Увеличение количества таких добавок приводит к снижению твердости связки до 100---130 НВ, появлению рыхлот и пористости.

Уменьшение количества добавок резко снижает прессуемость связки, что ведет к ослаблению связи между компонентами порошковой смеси. Активных компонентов связ- 25 ки недостаточно для взаимодействия жидкофазной составляющей с наполнителем, а также для защиты порошковой смеси от окисления в процессе горячего прессования. Зн

Твердость связки в этом случае составляет 120 — 135 НВ, что недостаточно для качественного крепления алмаза в оправе при изготовлении волок и протиров.

Примеры изготовления инструмента

Пример 1. Для крепления опытной партии протиров была приготовлена связка сос- з тава, вес%:

Порошки просеивают через сито 008 и смешивают в смесителе в течение 7 — 8 ч.

В оправу протира приклеивают алмаз и засыпают подготовленным составом. Связку в оправе прессуют при комнатной температуре, затем производят горячее прессование контактным способом при температуре 600 — 700 С в течение 20 — 30сек. Введение активных добавок способствует лучшему взаимодействию наполнителя (вольфрам, ниобий) с жидкофазной составляющей, очистке металлических порошков от окислов и защите их от окисления в процессе нагрева, что в конечном итоге приводит к повышению твердости связки.

Пример 2. Для крепления опытной партии алмазных волокЯ1,2 мм) была приготовлена связка следующего состава, вес.%:

Цинк 3,8

Вольфрам 13,8

Калий фтористый 3,44

Олово 13,8

Фторборат калия 1,68

Борный ангидрид 2,88

Медь Остальное

Смесь порошков готовят так же, как в примере 1. Алмаз приклеивают в оправу и засыпают подготовленной смесью, прессуют при комнатной температуре, производят горячее прессование, используя газовый нагрев. Время нагрева 4 мин, температура нагрева 600 †7 С.

Пример 3. Для крепления опытной партии волок использовали заготовки СВ и связку следующего состава, вес.%:

Цинк 1,0

Вольфрам I0,0

Олово 1 1,0

Калий фтористый 3,0

Фторборат калия 0,5

Борный ангидрид 2,0

Медь Остальное

Стойкость полученного инструмента (алмазных протиров) увеличивается от 2 до 4 раз в сравнении с известными инструментами.

Металлическая связка для изготовления алмазного инструмента, преимущественно волок и протиров, включающая медь, олово, цинк и фторид металла, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, она дополнительно содержит металл из группы вольфрам и ниобий, фторборат калия и борный ангидрид, а в качестве фторида металла — фтористый калий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 402458. кл. В 24 I) 3/06, 197!.