Способ изготовления алмазных элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 90362 А 5 ц 5 В 24 О 3/ В.М.Альтшул АЛМАЗНЫХ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение оттовления алмазногоков алмаза, фметаллического нап носится к области изгоинструмента иэ порошенольной смолы и олнителя. Цель изобреИзобретение относится к области изготовления алмазного инструмента.Цель изобретения - повышение производительности при изготовлении таблеток с соотношением высоты к диаметру более 0,5.Процесс изготовления алмазных таблеток включает смешивание алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя, прессование и термическую обработку таблеток в закрытой форме,Предварительно перед спеканием на прессе-автомате прессуют таблетки с высотой не более 0,25 ее диаметра, после чего таблетки укладывают в форму по несколько штук столбиком, форму закрывают крышками и производят термическую обработку.В процессе термической обработки сложенные столбиком таблетки при 110-130 С сплавляются в единую массу, а при 180- 2000 С эта масса отверждается, образуя таблетку с равномерной пористостью, В состав массы не должно входить металлического наполнителя более 25 (по обьему). В противном случае после прессования получаюттения состоит в уменьшении трудоемко. ти изготовления высокопористых алмазных таблеток с соотношением высоты к диамет- ру более 0,5 путем применения автоматизированного прессования, Цель достигается путем прессования на прессе-автомате алмазных таблеток с высотой не более 0,25 ее диаметра, после чего таблетки укладывают в форму по несколько штук столбиком, форму плотно закрывают крышками и в таком виде производят спекание, Металлический наполнитель в виде алюминия или магния вводят в количестве, не превышающем 250 от обьема массы. 1 з.п, ф-лы,ся таблетки, армированные столь прочным металлическим каркасом, что при нагревании они не сплавляются,В связи с неудовлетворительной сыпучестью алмазной шихты на пресс-автомате, как показали опыты, невозможно производить прессование таблеток, у которых отношение высоты к диаметру было бы более 0,25, не нарушая при этом допустимых отклонений по массе на каждую таблетку. Например, уже при прессовании таблеток диаметром (О) 10 мм и высотой (Н) 3 мм (Н/О = 0,3) у 70 шт. таблеток из 100 отмечалось уменьшение массы на 5 - 8%, Подобное отклонение равносильно дополнительному увеличению пористости спеченых таблеток на 5 - 8, что приводит к значительному нарушению стабильности эксплуатационных свойств алмазного инструмента. Поэтому верхним пределом отношения высоты к диаметру прессуемой таблетки выбрано значение 0,25. Предлагаемым способом можно изготавливать таблетки с пористостью 15 - 50 , Способ осуществляют следующим образом.Порошки алмаза, фенольной смолы иметаллического наполнителя смешивают внеобходимой пропорции, Затем подготавливают форму для термической обработкитаблеток (спекания), которая представляетсобой металлическую плиту толщиной 10 мм(равной высоте изготавливаемых таблеток)с множеством отверстий (например, 100 от, верстий) диаметром 10 мм, Подготовка формы заключается в смазывании отверстийтонким слоем масла (например, солидолом).Определяют геометрию и массу таблеток,которые будут производиться на прессе-ав" -томате.Для этого проводят следующий расчет.Определяют объем таблетки в товарномвидеЧв =л(2) Н = 3,14 Х 0,25 Х 1 ==0,35 (см),Определяют объем занимаемой алмазной шихтой без учета объема, занимаемогопорамиЧш = Ч х 0,65= 0,785 х 0,65=0,51(смз).Определяют массу алмазной таблетки втоварном видеРт -Чш х) =0,51 ) (г),где у - удельный вес алмазной шихты, г/см,зОпределяют высоту столбика брикетов,подлежащего укладке в формуН 1=(Н 0,65) К(1 -0,65) 1,15=0,7475 =0,75 (см),где К - коэффициент, учитывающий, чтопрессование таблеток на прессе-автоматебудет производиться с остаточной пористостью 15.Определяют количество таблеток встолбикеН 1 0,75и = - = -= 3 (шт,).0,25 0,25Определяют массу одной таблетки. 3Далее на прессе-автомате прессуюттаблетки 10 мм, высотой 2,5 мм и массой,равной Мб(г), Таблетки укладывают в формустолбиками, после чего форму плотно за 1крывают крышками. Форму ставят в термошкаф, где и проводят термическуюобработку таблеток, Затем форму остужаютна воздухе и извлекают из нее алмазныетаблетки ф 10 мм, высотой 10 мм и пористостью 35;4.По приведенной технологии изготавливают следующие алмазные таблетки,П р и м е р 1, Алмазные таблетки дляобработки плоских оптических деталей иэстекла марки К 8. Диаметр таблеток 12 мм, высота 10 мм,пористость 30,Состав массы, об.7 ь; алмазный микропорошок АСН 20/14 2; фенольная смола5 СФП - 011 Л 97,5; алюминий АЛ,5,На прессе-автомате типа ДКфирмы "Оогэт" (ФРГ) прессуют алмазные таблетки ф 12 мм, высотой 2 мм,Таблетки укладывают в форму столбика 10 ми по 4 шт, и проводят спекание,П р и м е р 2. Алмазные таблетки дпяобработки линз из стекла марки Ф - 101,Диаметр таблеток 10 мм, высота 8 мм,пористость 357 о.15 Состав массы, об.: алмазный микропорошок АСН 14/10 3; фенопьная смолаСФП - 011 Л 83; алюминий АП - 4 15,На прессе-автомате прессуют таблетки Ф 10 мм, высотой 2 мм. Таблетки укла 20 дывают в форму столбиками по 3 шт. ипроводят спекание.П р и м е р 3. Алмазные таблетки дляобработки пластин из стекла Л К - 5, Диаметр 10мм, высота 10 мм, пористость 40,25 Состав массы, об.оь: алмазный микропорошок АСН 20/14 2;. фенольная смолаСФП - 011 Л 73; магний МПФ - 1 25,На прессе-автомате прессуют таблетки ф 10 мм, высотой 2 мм. Таблетки укла 30 дывают в форму столбиками по 4 шт. ипроводят спекание,С целью определения возможностипроведения автоматизированного прессования алмазных таблеток на прессе-авто 35 мате типа ДК - 30 фирмы "Оогэт" (ФРГ)изготавливают таблетки ф 10 и 12 мм, высотой 2; 2,5; 3,0; 3,5; 4 мм. Пресс-автомат работает со скоростью 30 шт, табл./мин.Состав шихты, об. 6; алмазный микропоро 40 шок АСН 20/14 2; фенольная смола СФП -011 Л 83; алюминиевый порошок АЛ - 4 15.Допускаемое отклонение массы прессовки не более + 5;6.Испытания показали: при прессовании45 таблеток,910 мм предельная высота ее может быть не более 2,5 мм. При пресованиитаблеток высотой более 2,5 мм допускаемоеотклонение массы прессовки (в меньшуюсторону) составляет 5-8 ь. При прессова 50 нии таблеток 12 мм предельная высота может быть 3 мм, превышение указаннойвысоты влечет за Собой уменьшение массы, прессовки до 5-8%.Таким образом, из состава указанной55 шихты на пресс-автомате можно изготавливать таблетки с ссютношением высоты к диаметру не более 0,25,С целью определения влияния количества содержащегося в шихте металлическо1590362 Составитель В.ВоробьевТехред М.Моргентал Корректор Н.Король Редактор С.Пекарь Заказ 2607 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го на олнителя на спекание в закрытой форме алмазных таблеток проводят следующий опыт,Готовят шихту состава, об.: алмазный микропорошок 2; фенольная смола СФП 011 Л 68-97,5; алюминиевый порошок АЛ0.5 - 30.На пресс-автомате ДКпрессуют таблетки ф 10 мм, высотой 2,5 мм. Остаточная пористость в таблетках - 15,Таблетки по 3 шт. столбиком укладывают в форму (высотой 10 мм), плотно закрывают крышками, ставят в термостат и производят спекание путем повышения температуры массы от комнатной до 210 С со скоростью 3 град/мин,Испытания показали; при содержании в шихте металлического наполнителя (алюминия) не более 25 ф в форме после спекания получаются таблетки ф 10 мм, высотой 10 мм, пористостью 35. Пористость по всему обьему таблетки равномерная. При содержании металлического наполнителя более 25 не удается получить однородного соединения таблеток и пористость при этом не равномерная,Таким образом, при реализации пред-."-,лагаемого способа необходимо применять состав шихты на основе порошков алмаза, фенольной смолы и металлического напол нителя при содержании металлического наполнителя не более 25 об,.Формул а и зо брет ения 1. Способ изготовления алмазных элементов, при котором осуществляют формо вание и спекание в закрытой формеабразивной массы, включающей порошок алмаза, фенольное связующее и наполни- тель, отличающийся тем,что,сцелью повышения производительности при иэго товлении элементов в виде таблеток с соотношением высоты и диаметра более 0,5, перед спеканием осуществляют формование таблеток при условии НЙ0,25, где Н - высота таблетки, Ь - ее диаметр, и спеканию 20 подвергают набор укаэанных таблеток в виде столбика, при этом наполнитель берут в количестве 0,5-25 объема абразивной массы.2. Способ по п.1, о тл и ч а ю щи йс я 25 тем, что в качестве наполнителя берут алюминий или магний.