Способ изготовления алмазного инструмента

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15,10;80, Бюллетень МР 38Дата опубликования описания 25.10. 80 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Е.Л.Прудников и А.С.Зарицкий Ордена Трудового Красного Знамени институт сверхтвердыхматериалов АН Украинской "СР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к инструментальному производству и может быть использовано при изготовлении алмазного или эльборового инструмента на никелевой гальванической связке.Известен способ изготовления алмазного инструмента, по которому на поверхность корпуса прикрепляют алмазные зерна с использованием электролита, содержащего соли никеля и борную кислоту, с последующим закреплением зерен 1 .Первый этап способа - прикрепление зерен ("заращивание" никелем на 1/5 высоты зерен). Предварительно зерна приводят в контакт с поверхностью корпуса, "заращивают" никелем, затем смывают неприкрепившийся порошок, изделие переносят в другую ванну и производят окончательно закрепление зерен никелем.При первом этапе используется электролит, содержащий 300 г/л сернокислого никеля и равные количества (по 30 г/л) хлористого никеля и борной кислоты, что обеспечивает допустимую плотность тока в пределах 0,6-1,0 А/дм. При проведении второго этапа плотность тока составляет 2 А/дмНедостатком этого способа является необходимость применения низких плотностей тока (до 1 А/д:.,) при прикреплении алмазного порошка (операция заращивания порошка примерно . в :а 1/5 высоты), Прн этом производительность ванны, пропорциональная величине рабочей плотности тока, низкая, так как величина последней составляет не более 1 А/дм, Это объясняется тем, что слой пооошка на гальванически покрываемой поверхности препятствует диффузии компонентов электролита к катоду и продуктов электролиза от катода, что при превышении указанной плотности тока приводит к вЫпадению основных соединений никеля у катода вследствие увеличения водородного показателя рН электролита в прикатодной области и расстройству гальванического процесса.Целью изобретения является повышение производительности способа. Указанная цель достигается благодаря тому, что при прикреплении алмазных зерен используют электролит,770772 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 7356/17 Тираж 943 Подписноео Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 насыщенный относительно борной кислоты, а алмазные зерна перед прикреплением их к корпусу смешивают с твердой борной кислотой.При этом алмазные зерна смешивают с твердой борной кислотой в соотношении 1;1-5:1 (вес. ч, а прикрепление алмазных зерен ведут при плотности тока 1,5+2,0 А/дм. Получаемый эффект можно объяснить тем, что кислота не растворяется в электролите (вследствие его насыщенности относительно борной кислоты). Ее частицы, находящиеся в прикатодной области, расходуются на нейтрализацию образующейся щелочи, Они поддерживают рН электролита у катода, а сами в осадок не включаются.Соотношение веса алмазных зерен и борной кислоты 1:1 является предельным, так как при более высоком содержании частиц борной кислоты в смеси они включаются в осадок никеля и ухудшают его физико-механичес- . кие свойства. Если же борной кислоты взято менее, чем 1 вес, ч на 5, вес. ч алмазного порошка, то она практически не влияет на процесс выпадения гидратных соединений никеля у катода.П р и м е р 1, Готовят 2 л раст - вора, содержащего 300 г/л сернокислого никеля и 30 г/л хлористого никеля, нагревают до кипения и растворяют борную кислоту до полного насыщения (так, чтобы на дне сосуда оставался избыток твердой нерастворенной кислоты), а затем Охлаждают до рабочей температуры (200 С). Твердый осадок борной кислоты, выпавший на дно, отфильтровывают. Наносят алмазно-никелевый слой на поверхность детали цилиндрической формы 10 мм. Для этого деталь погружают в корзинку, в которую засыпают смесь из 25+ +0,1 г алмазного порошка АСВ 125/100 и 10+0,1 г твердой борной кислоты (соотношение 2,5:1), Эту смесь готовят следующим образом. Навески алмазного порошка и борной кислоты смешивают их в фарфоровом стакане, в который затем добавляют 100 мл насыщенного относительноборной кислоты электролита, тщательно перемешивают полученную суспензию и переносят в корзинку для алмазного порошка, установленную в ванче никелирования, в которую также помещают покрываемую деталь, предварительно обезжиренную и протравленную. Осаждение никеля производят при следующем режиме". плотность тока 2 А/дь температура электролита 20 С. Через 1 час после начала процесса деталь извлекают из ванны, смывают неприкрепившийся порошок и производят окончательное закреплениепорошка в течение 1,5 час при 2 А/дмизвестным способом. Отмечено высокое качество покрытия и стабильность процесса прикрепления.П р и м е р 2, Используется электролит, приготовленный, как указано в примере 1. В корзинку загружают смесь 20+0,1 г алмазного порошка АСВ 125/100 и 20+0,1 г твердой борной кислоты (соотношение 1:1),Процесс прикрепления проводят в течение 1 час при 2 А/дм, а затемзакрепляют частицы известным способом.15 П р и м е р 3, Использовалсяэлектролит, приготовленный, какуказано в примере 1. В корзинку загружалась смесь из 35+0,1 г порошка АСВ 125/100 и 7+0,1 г борной ки;Я слоты, соотношение 5:1, Процессникелирования проводят при плотности тока 1,5 А/дм в течение 1 час20 мин при температуре 20 цС, а затем производят закреплеяие порошка известным методом.По сравнению с известной технологией время прикрепления уменьшилось в 1,5-2 раза (во столько жераз, во сколько увеличилась плотность тока).Использование способа позволяетповысить производительность ваннв процессе прикрепления алмазногоили эльборового порошка, от которойзависит производительность участковгальванического инструмента, в 1,52 раза, причем для этого требуетсялишь незначительное увеличение расхода борной кислоты по сравнениюс применявшимся ранее,Способ изготовления алмазного инструмента, при котором на корпусинструмента прикрепляют алмазныезерна с использованием электролита,содержащего соли никеля и борнуюкислоту, с последующим закреплениемзерен, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности изготовления инструмента, алмазные зерна прикрепляютв электролите, насыщенным относительно борной кислоты, при этом зерна предварительно смешивают с твердой борной кислотой в соотношении1:1.-5:1 вес. ч соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Основы проектирования и технология изготовления абразивногои алмазного инструмента, М., Машиностроение. 1975, с, 234-237.