Связка для изготовления алмазного инструмента

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сещз Советскид

Социалистическим

PocIIублик о11990486 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.08. 81 (2т)3335205/25-08 (Щ М. Кл.з с присоединением заявки NPВ 24 D 3/14

Государстненный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй

f 23) Приоритет

Опубликовано 230183 Бюллетень т4о 3 (53) УДф 621.922. . 079 (088. 8) Дата опубликования описания 23 .01. 83

Ф.Г. Рубан, Е.К. Бондарев, A.Ô. Стахиевич, Г.С. Спицина, Г.Р. Грдэелишвили, Д.С. Вуцхрикидэе и Г.Л. Мамулашвили (72) Авторы изобретения

qP

Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердых -: материалов AH Украйнской CCP (71) Заявитель (54) СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к связкам абразивного, преимущественно алмазного инструмента, который может быть использован при шлифовании и полировании твердосплавных подложек с по- . ниженным содержанием вольфрама (НТ30) и других твердых хрупких материалов.

Чистовое шлифование и полирование .твердосплавных подложек и других труднообрабатываемых материалов до, насто. ящего времени на ряде предприятий производится свободным абразивом. .Этот метод обработки является малопроизводительным и не позволяет автоматизировать процесс шлифовки — полировки их, в связи с чем возникла необходимость в разработке нового алмазного инструмента.

Известна керамическая связка на основе боросиликатного стекла, согласно которой инструмент из синтетических алмазов изгбтавливается на связке, содержащей керамический шамот, карбид бора, алюминий и бороси ликатное стекло, приготовленное из смеси материалов: пегматита, тетраборнокислого. натрия, углекислого ли тия и азотнокислого бария. Алмазный ,инструмент на этой связке используется для заточки твердосплавного инструмента вместе со стальной державкой для шлифования стали (1).

Однако испольэовать эту связку для изготовления. полировального инструмента невозможно, так как при чистовом шлифовании или полировании инструментом на этой связке твердых сплавов с пониженным содержанием вольфрама образуются грубые царапины зернами кварца, имеющимися в керамической шихте.

Целью изобретения является создание керамической связки абразивного инструмента, обеспечивающего высокое качество обработки материалов,,например твердых сплавов с пониженным содержанием вольфрама.

Поставленная цель достигается тем, что связка, содержащая боросиликатное стекло и алюминий, дополнительно содержит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Стекло 20-80

Алюминий 5-20

Оксид железа 15-60 .Химический состав стекла, мас.Ъ:

81О 45,0-55,0

А 1 0З 5,5-12,0 LigO 4,5-10,0

990486

Nay0 4,0-12,0 к о 2,0-6,0

ВгОз 10,0-20,0

ВаО 5,0-10,0

Сте кло может содержать приме си:

РегО, CaO, МдО, Т10г. Изменение

1содержания оксида железа в указанных пределах позволяет регулировать твердость в пределах от 80 до 90 единиц по шкале В Супер Роквелла, необходимую для получения высокого качества 10 обработки материалов с заданной точностью. При выходе за указанные пределы как при максимальном, так и минимальном содержании оксида железа имеет место-снижение твердости, что ,не обеспечивает чистового шлифования или полирования твердых крупных материалов.

Окисленный алюминий и восстановленное железо по реакции 20

2А1+ Ре О З-А1г 0>+2Fe снижают коэффициент термического расширения и повышают прочность связки, что позволяет изготавливать на ее ос-25 нове беспористый алмазный инструмент в металлических прессформах с заданными формой и размерами. Окислительно-восстановительная реакция, приведенная выше, происходит в расплаве стекол в интервале температур 600700 С. Расплав стекла поступает в качестве флюса, интенсифицирует, стабилизирует алюмотермический процесс и сдвигает температуру начала и окончания реакции на 100-110 С в сторону ее уменьшения.

Пример 1. Для изготовления алмазных полировальных кругов компоненты связки — стекло и алюминий зернистостью 63 мкм смешиваются с 40 оксидом железа зернистостью 40 мкм

4 ч в смесителе в следующем соотношении, мас.%

Стекло 20

Алюминий 20 45

Оксид железа 60

Химический состав стекла, мас.%:

810 г 50,0

А1г О 9,27

КгО З,З8 50

ВгО э 14,5

Li гО 5,37

Na20 7,75

ВаО 7,78

ПРимеси из гРУппы окислов Fe>0>o, Са0, MgO, Т102 - остальное.

В приготовленную шихту связки добавляется микропорошок алмаза марки

ACM 7/5 в следующем соотношении, мас.%:

Связка 80

Алмаз 20

Шихта связки и алмазный порошок тщательно смешиваются и протираются через сито 200 мкм, после чего иэ алмазной шихты прессуются планшайбы 65

AIIB 250х60хзх51 ACM 7/5 100%-ной концентрации при давлении 1000 кг/см и г спекаются в металлической пресс-форме при 680 С 1 ч. После выдержки в

Печи пресс-формы вынимаются и производится допрессовка иэделия в горячем состоянии при давлении 200 кг/см.

Выпрессовка иэделия иэ пресс-формы производится при 40-60 С. Спеченное алмазное кольцо склеивается с металлическим корпусом эпоксидной смолой холодного отверждения.

Пример 2. По технологии, описанной в. примере 1, изготавливаются алмазные планшайбы АПВ 250хббхзх51

АСМ 7/5 100%-ной концентрации следующего состава, мас.%:

Стекло 80

Алюминий 5

Оксид железа 15

Химический состав стекла и технология изготовления алмазных планшайб приведена в примере 1. Шихта связки и алмазный порошок берутся в следующем соотношении, мас.%: Алмаз

1 23

Связка 77

Пример 3. По технологии, описанной в примере 1, изготавливаются планшайбы АПВ 250x60x3x51 — ACM 7/5

100%-ной концентрации следукщего состава, мас.%:

Стекло 73

Алюминий 7

Оксид железа 20

Химический состав стекла и технология изготовления планшайб приведена в примере 1. Шихта связки и алмазный порошок берутся в следующем соотношении, мас.%:

Алмаз 28

Связка 72

Для испытаний изготавливаются алмазные планшайбы по составам, указанным в примерах 1-3, со следующими характеристиками:

АПВ 250хбОхзх51 — ACM 7/5

СКб-100-472

AIIB 250хбОхзх51 — ACM 7/5

СКб- 2-100-472

АПВ 250хбОхзх51 - ACM 7/5

СКб-3-100-472

Эти планшайбы испытывались на операции чистовой обработки твердосплавных пластин с пониженным содержанием вольфрама (НТ-ЗО) методом низкотемпературного шлифования. Результаты испытаний приведены в таблице.

Инструмент серийного производства на металлической связке,MOS обеспечивает при обработке твердых сплавов с пониженным сожержанием вольфрама шероховатость Ra = 0,16. Известная связка не применяется на операциях чистового шлифования, поэтому сравнение производится с базовым объекToM — инструментом на металлической

990486

Съем, см /мин.Стекло

Алюминий ПА-4

Оксид железа

СК6-1

Ra = 0,08

0,10

СК6-2

15. Стекло

Алюминий

Оксид железа

Ra = 0,08

0,11

СК6-3

73

20

Стекло

Алюминий

Оксид железа оу15

Rz = Ор10

МО8 (базовый объект) Ra = 0,16

0,08

20-80

5-20

15-60

Стекло

Алюминий

Оксид железа формула изобретения

Связка для изготовления алмазного . инструмента, содержащая боросиликатное стекло и алюминий, о т л и ч а - 45 ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества обработки твердых хрупких материалов, она дополнительно со держит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ- 50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизк

1. Авторское свидетельстВо СССР

Ф 170324, кл. В 24 D 3/14, 1963..

Составитель В. Воробьев

Редактор П Коссей Техред E.Харитончик Корректор А ° дзя™о

Заказ 16/20

Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ 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 связке МО8, применяемым на данной пускаемые серийно. Наиболее высокое операции. качество обработанной поверхности и

Повькаение качества обработки ин- хорошую производительность обеспечиструментом на предлагаемой связке Ъает планшайба (пример 3) со следуюдает возможность использовать его на щим содерканием компонентов связки, операциях чнстового шлифования и 5 мас.ъ: полирования твердых сплавов с пойи- Стекло 73 женным содержанием вольфрама и тем Алюминий 7 самым исключить их обработку свобод- Оксид железа 20 ным абразивом, что влечет за собой улучшение условий труда и трудоем- .10 Iio предварительному расчету, ожикости обработки. Установлено, что даемый зкономический эффект от исопытные алмазные планшайбы на пред- польэования алмазных планшайб на ке.

)яоженной связке обеспечивают шеро- рамической связке СК6 иа операциях ховатость повеРхности Кк 0,10(13-й чистового.шлифованиЯ твеРдосплавных класс) на твердом сплаве НТ-30, 15 пластин с пониженным содержанием заданные геометрические размеры, вольфрама (НТ-30) составляет не мепо производительности превосходят кру- нее 50 тыс. руб. на одном предприги на металлической связке МО8, вы- ятии.

k J

Марка связ ки Компоненты Количество Шероховатость связки . компонентов, обработанной мас.Ф поверхности, мкм