Металлическая связка для изготовления алмазного инструмента

 

О П И С А Н И Е (11)87855I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.03.80 (21) 2914140/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М, Кл.

В 24D 3/06

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (53) УДК 621.922.079 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07. й,1 р

4 тт. С. Кошевой, Г. А. Мкртчан, В. А. Мвйжйвр, .йт, йт. Котур и Г. А. Сафянюк

Львовское производственное объединение по вьтп)иску искусственных алмазов и алмазного инструмента (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к области производства методом порошковой металлургии абразивного инструмента, а именно алмазных инструментов, содержащих в качестве алмазных зерен поликристаллические ал- 5 мазные зерна типа СВС-П. Инструмент предназначен для фактурной обработки природных и искусственных неметаллических материалов.

Известна металлическая связка (1), 10 применяемая для фактурной обработки камня, содержащая железо, медь, никель и олово в следующем соотношении, вес. %:

Железо 32 — 70

Медь 10 — 48 15

Никель 8 — 18

Олово 2 — 12

Инструмент на данной металлической связке (обозначение МЖ) используется для фактурной обработки мрамора и гра- 20 нита с использованием дорогостоящих, остродефицитных высококачественных монокристальных алмазов марок АСК, АСС.

Промышленностью освоен выпуск синтетического поликристаллического материала «СВ», получаемый методом спекания микропорошков в области давлений, где осуществляется прямой переход графита в алмаз. Важнейшее свойство шлиф-порошков поликристаллов (СВС вЂ” П), полу- 30 ченных дроблением спеков «СВ», является высокая их износостойкость, прочность (выше чем у природных алмазов), что важно для камнеобрабатывающего инструмента, работающего в тяжелых условиях абразивного износа. Однако вместе с тем шлиф-порошки из поли кристаллов СВС-П наряду с самой высокой износостойкостью, прочностью обладают повышенной хрупкостью. Применение шлиф-порошков поликристаллов СВС-П в известной металлической связке приводит к снижению производительности, иногда к засаливанию и неравномерному износу вследствие плохой самозатачиваемости.

При фактурной обработке камня необходимо оптимальное сочетание износа зерен поликристаллов СВС-П и металлической матрицы. Металлическая матрица должна быть износостойкой, обладать самозатачиваемостью в связи с повышенной хрупкостью поликристаллов СВС-П и сохранять в процессе эксплуатации шероховатый рельеф режущей поверхности. Это важно для инструмента, работающего с постоянным прижимом.

Целью данного изобретения является повышение износостойкости инструмента, обеспечения его работы в режиме самозатачивания с сохранением определенной геомет87855! рин рельефа поверхности с высокими режущими свойствами при работе с постоянным прижимом и при использовании шлиф-порошков поликристаллов СВС-П.

Поставленная цель достигастся совмест- 5 ным введением в цветную связку порошка кобальта и минерального наполпителя в виде карбида кремния, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес.

Железо 46 — 55 10

Кобальт 9 — 15

Минеральный наполнитель, карбид кремния 1 — 8

Порошок меди и олова в соотношении 4: 1 Остальное 15

Рельеф режущей поверхности должен быть шероховатым и сохраняться в процессе обработки. Введение минерального наполнителя в данный состав обеспечивает достаточно малую контактную площадь 20 рельефа и самозатачиваемость связки. Подобный рельеф является необходимым условием для получения инструмента с высокими режущими свойствами при использовании износостойких и довольно хрупких 25 поликристаллов СВС-П. Рельеф режущей поверхности с введением кобальта и минерального наполнителя — карбида кремния более шероховатый, контактная площадь заметно снижается, о чем свидетельствует 30 снижение эффективной мощности шлифования в 1,2 раза. Такое влияние вводимых компонентов проявляется не только на исходном рельефе после правки, но и сохраняется в процессе длительной эксплуата- 35 ции инструмента с применением поликристаллов СВС-П. Применение других марок

Производительность, м /час

Потребляемая мощность, квт

Удел ьн гя и ра сход, карат/и

Содержание карбида кремния, 1цъ грубое грубое грубое полу ч и ст. получист. получист, 0,05

0,045

0,06

10,0

12,5

11,5

10,0

7,5

0,04

0,03

0,04

0,05

5,5

5,0

5,1

6,0

5,6

5,3

5,5

6,4

10,0

8,6

7,0

0,07 связка по прототипу шение самозатачиваемости инструмента с сохранением заданного рельефа поверхно10 стп при работе с постояннь1м прижимом, она дополнительно содержит кобальт и карбид кремния при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Железо 46 — 55

Кобальт 9 — 15

1.-арбнд кремния 1 — 8

Медь и олово в "îîòношении 4: 1 Остальное

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 339393, кл. В 24D 3/06, 1971.

Как видно из таблицы, величина производительности, удельный расход и потребляемая мощность значительно ниже, чем у прототипа. Технология изготовления предложенной связки существенно не меняется по сравнению с существующей.

Формула изобретения

Металлическая связка для изготовления алмазного инструмента, содержащая железо, медь и олово, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента при использованы в них поликристаллических алмазных зерен, улучминеральных наполнитслей, как показали лабораторные и производственные испытания, является неэффективным. Карбид кремния наиболее оптимальный по своим физико-механическим свойствам: обладает высоким модулем упругости, более пластичен и имест высокий температурный предел устойчивости при изготовлении инструмента на металлической связке по сравнению, например, с карбидом бора.

Процесс изготовления алмазоносных брусков осуществляется следующим образом.

Порошкообразные компоненты металлической связки смешивают (размер частиц не более 40 мкм); засыпают в пресс-формы, брикетируют при удельном давлении

4 т/см . Пресс-форму нагревают до темпер атур ы 800 — 840 С, выдерживают в теч ение часа и производят горячую допрессовку при удельном давлении 1,0 — 2,0 т/см .

Для получения связки были изготовлены три смеси, содержащие (вес, %): железо —51,0, кобальт — 10,0 и отличающиеся друг от друга содержанием карбида кремния, равным в каждой смеси последовательно

1,0; 5,0 и 8,0, а также содержанием меди и олова в соотношении 4: 1 до 100% в каждой смеси. Из каждой смеси связки были изготовлены головки Ф 450, состоящие из брусков (24 шт.) БСА 116 Х 80 X 18 Х 12,5 Х

Х15, 39,6 с1, 50%, соответственно для грубого — зерно СВС-П 315/250, для получистого шлифования — СВС-П 125/100. Испытания проводились при обработке облицовочных плит из мрамора при скорости вращения инструмента 750 об/мин, усилие прижима инструмента к изделию 250 кг.