Способ изготовления сборного инструмента

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (и> 73О473 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180777 (21) 2509276/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл,2

В 22 F 7/04

В 22 F 3/14

В 24 D 3/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3004.80. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 0505.80 (53) (Д (621. 762. 4:

: 621, 762. 8 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.В.Довбня, Ю.С.Коняев, В.И.БугаKoB и В,И.Орлов

Институт физики высоких давлений АН СССР (7 1-) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНОГО

ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления сборного инструмента1 в том числе алмазного инструмента, и может быть использовано при иэго- 5 товлении режущего инструмента из природных и синтетических алмазов, при изготовлении буровых коронок, долот и .шлифовальных кругов.

Известен способ изготовления сбор- 10 ного алмазного инструмента, предусматривающий формирование алмазоносной матрицы на основе порошкообразного материала, являющейся высокопрочным, высокотвердым элементом сборного инструмента, и ее соединение с металлическими корпусами инструмента горячим прессованием под давлением

8-15 кбар (11, Недостатком этого способа являет- 2О ся трудоемкость процесса при использовании корпуса инструмента с развитой системой выступов и поднутрений на контактной с матрицей поверхности, а также отслаивание матрицы в месте 25 соединения с корпусом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления сборного режущего инструмента с твердосплавным 30 режущим элементом, предусматривающий формирование режущего высокопрочного и высокотвердого элемента иэ порошка твердого сплава, установку в форму металлического корпуса,размещение между корпусом и высокопрочным режущим элементом промежуточного припаячного слоя из порошка, представляющего смесь тугоплавких металлов или карбидов с относительно легкоплавкими металлами, и последующее горячее прессование при 11001570 С (.2) °

Недостатком данного способа является то, что в процессе изготовления сборного алмазного инструмента не удается достичь высокой прочности и надежности соединения алмазноносного элемента с корпусом.

Цель изобретения — повышение прочности и надежности соединения сборного алмазного инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что перед размещением промежуточного слоя контактную поверхность корпуса покрывают электролитически никелем или хромом, а в качестве промежуточного слоя используют смесь порошка никеля или хрома с порошком

730473

Формула изобретения одного из соединений, выбранного из группы: кар бид бора, борид хрома.

Сущность способа заключается в следующем.

В пресс-форме по определенной схеме размещают алмазные зерна с матричным порошком или алмазосодержащую шихту на основе тугоплавкого матричного порошка, например из смеси порошка никеля, хрома, кобальта с карбидами титана, хрома, вольфрама.

На разровненную поверхность шихты засыпают порошковую смесь промежуточного слоя толщиной после спекания

0,1-1 мм. Стальной корпус со стороны контактной поверхности покрывают электролитически никелем или хромом.

Корпус устанавливают на промежуточный слой, проводят холодную подпрессовку, а затем горячее прессование в камере высокого давления при

850-1200 C и давлении 8-50 кбар.

Нанесение электролитического покрытия никеля или хрома обеспечивает предотвращение окисления поверхности корпуса, сохраняет повышенную адгезионную активность и обеспечивает нужное соединение используемо го припаячного слоя со стальным корпусом. Прочное соединение алмазоносного элемента с корпусом инструмента через промежуточный слой происходит в связи с образованием боридов никеля или хрома в областях плотного контакта между частицами карбида бора и борида хрома.

Пример 1, В пресс-форме, предназ наченной для прессования коронок типа КСК-01-76, размещают по заданной схеме алмазы марки.

ACIIK (30 шт) . Засыпают на них матричный порошок, состоящий из смеси 35 г твердого сплава ВК15 и

70 г карбонильного никеля. На разровненную поверхность матричного порошка наносят порошковую смесь промежуточного припаячного слоя, состоящую из 16 г Ni и 2 r B4C. На припаячный слой устанавливают стальной корпус коронки с плоским торцом, на контактирующую поверхность которого предварительно электрслитически наносят слой толщиной О, О 3-0, 05 мм.

Всю сборку подвергают сначала холодному прессованию, а затем помещают в камеру высокого давления и спекают под давлением 10 кбар при 900 С.

Пример 2. В пресс-форме, 1 предназначенной для прессования коронок, укладывают алмазоносную матричную шихту, состоящую из смеси порошков твердого сплава ВК15 50 r, карбонильного никеля 50 г и дробленных алмазов марки АСПК зернистостью

800-1600 мк в количестве 15 карат, На раз ровнен ную поверхность алмаз оносной шихты помещают ровный слой порошковой смеси промежуточного припаячного слоя, состоящей из 16 г

)0

3О

5О

Ni и 2 r CrB<. На припаячный слой устанавливают корпус коронки, на контактирующей поверхности которого пред. варительно выпол нены 4 концентрические канавки и нанесен электролитический слой толщиной 0,03-0,05 мм, Всю сборку подвергают холодному прессова-. нию, после чего помещают в камеру высокого давления и спекают под давлением 15 кбар при 1050 С, Пример 3, В пресс-форму, предназ наченную для прессования шлифовальных кругов, 3 асыпают кольцевой слой алмазоносной матричной шихты, образующей высокопрочный элемент изделия, состоящей из смеси порошков

Т С и Ni с весовым отношением 1:4 и природных алмазов зернистостью

200-400 мк со 100% концентрацией.

На разровненную поверхность алмазоносной шихты помещают смесь проме- ° жуточного припаячного слоя, сооТОНщего из Cr и В<С в соотношении 10:1 по весу, в количестве, обеспечивающем его толщину после спекания

О, 3-0, 5 мм. Уст ан авл ив ают на припаячный слой стальный корпус шлифовально-. го круга с предварительно нанесенным на контактирующую .поверхность слоем толщиной 0,3 О 05 мм, Подвергают сборку холодному прессованию, после чего помещают в камеру высокого давления и спекают под давлением 8 кбар при 1200 C.

Испытания буровых геологоразведочных коронок и шлифовальных дисков для поверхностей обработки изделий из мрамора и гранита, изготовленных по данному способу показали их высокую работоспособность и полную надежность крепления алмазоносной матрицы к стальному корпусу, в том числе при эксплуатации на самых напря женных режимах. Так, коронки диаметром 59 мм, .армированные дробленными алмазами АСПК, обрабатываются до полного износа без видимых следов отслаивания матрицы при осевой нагрузке 1000-1000 кг и скорости вращения шпинделя 3000 об/мин. При этом не наблюдается следов порчи в процессе спекания отличакщихся сравнительно низкой термостойкостью алмазов

АСПК.

Способ. из готовления сборного инструмента, в ключ акщий размещение между металлическим корпусом и высокопрочным элементом из порошкообразного материала промежуточного припаячного слоя из порошка и последующее горячее прессование, о т л и ч ающий с я тем, что, сцелью повьпаения прочности и надежности соединения сборного алмазного инструмента, перед размещением промежуточного

„рлря контактную поверхность корпуса

730 473

Составитель Л. Гамаюнов а

Редактор О. Колесникова Техред Н. Бабурка Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1422/4 Тираж 889 Подпи си ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ,по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП ПатЕнт, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 электролитически покрывают никелем или хромом, а в качестве промежуточного слоя используют смесь порошка никеля.или хрома с порошком одного из соединений, выбранного из группы: карбид бора, борид хрома.

Источники информации, прин ятые во внимание при э ксперти зе

1. Авторское свидетельство СССР

9 532199, кл.В 22 F 3/14 1976.

2 ° Патент CttIA Р 2999309, кл.19194, 1961.