Способ изготовления сборного инструмента

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1807.7 с присоединением за (23) ПриоритетОпубликовано 3 Дата опубликова 51)М. Кл,В 22 Р 7/04 В 22 Р 3/14 В 24 О 3/10 21) 2509276 22-02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИя описания 05058 2) Авторыизобретени Довбня, Ю,С.Коняев, В.И.Бугаков и В,И.Ор Институт физики высоких давлений АНБОРНОГО м и е с У и н о н хнической ффекту являеторного режу- сплавным 3 О Изобретение относится к порошковойеталлургии, в частности к способамэготовления сборного инструментав том числе алмазного инструмента,и может быть использовано при иэго-" 5товлении режущего инструмента изприродных и синтетических алмазов,при изготовлении буровых коронок, долоти .шлифовальных кругов,Известен способ из готовления сборного алмазного инструмента, предусматривающий формирование алмазоносной матрицы на основе порошкообразного материала, являющейся высокопрочным, высокотвердым элементом сборного инструмента, и ее соединение сметаллическими корпусами инструментагорячим прессованием под давлением8-15 кбар (11,Недостатком этого способа является трудоемкость процесса при использовании корпуса инструмента с развитой системой выступов и поднутренийна контактной с матрицей поверхности,а также отслаивание матрицы в месте 25соединения с корпусом,Наиболее близким по тесущности и достигаемому эся способ изготовления сбщего инструмента с твердо режущим элементом, предусматривающий формирование режущего высокопрочного и высокотвердого элемента иэпорошка твердого сплава, установкув форму металлического корпуса,размещение между корпусом и высокопрочнымрежущим элементом промежуточногоприпаячного слоя из порошка, представляющего смесь тугоплавких металлов или карбидов с относительнолегкоплавкими металлами, и последующее горячее прессование при 11001570 С .2)Недостатком данного способа явля тся то, что в процессе изготовлени борного алмазного инструмента не дается достичь высокой прочностинадежности соединения алмазноносого элемента с корпусом.Цель изобретения - повышение пр ности и надежности .соединения сбор о алмазного инструмента,Поставленная цель достигается тем, что перед размещением промежуто ного слоя контактную поверхность корпуса покрывают электролитически никелем или хромом, а в качестве про межуточного слоя используют смесь порошка никеля или хрома с порошкомФормула изобретения 65 одного из соединений, выбранного из группы; кар бид бора, борид хрома,Сущн о ст ь с посо ба з а ключ ает ся 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 титанй, 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 С и давлении 8-50 кбар,Нанесение электролитического покрытия никеля или хрома обеспечивает предотвращение окисления поверхности корпуса, сохраняет повышенную адгезионную активность и обеспечивает нужное соединение используемого 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.П р и м е р 1. В пресс-форме, предназначенной для прессования коронок типа КСК-76, размещают по заданной схеме алмазы марки. АСПК (30 шт), Засыпают на них матричный порошок, состоящий из смеси 35 г твердого сплава ВК 15 и 70 г карбонильного никеля. На разровненную поверхность матричного порошка наносят порошковую смесь промежуточного припаячного слоя, состоящую из 16 г Б 1 и 2 г В 4 С, На припаячный слой устанавливают стальной корпус коронки с плоским торцом, на контактирующую поверхность которого предварительно электрслитически наносят слой толщиной 0,03-0,05 мм, Всю сборку подвергают сначала холодному прессованию, а затем помещают в камеру высокого давления и спекают под давлением 10 кбар при 900 С.П р и м е р 2. В пресс-форме, предназначенной для прессования коронок, укладывают алмазоносную матричную шихту, состоящую из смеси порошков твердого сплава ВК 15 50 г, карбонильного никеля 50 г и дробленных алмазов марки АСПК зернистостью 800-1600 мк в количестве 15 карат, На разровненную поверхность алмазоносной шихты помещают ровный слой порошковой смеси промежуточного припаячного слоя, состоящей из 16 г 5 10 15 20 15 30 35 45 50 И 1 и 2 г СгВ,На припаячный слойустанавливают корпус коронки, на контактирующей поверхности которого предварительно выполнены 4 концентрические канавки и нанесен электролитический слой толщиной 0,03-0,05 мм, Всюсборку подвергают холодному прессова-.нию, после чего помещают в камерувысокого давления и спекают под давлением 15 кбар при 1050 С,П р и м е р 3, В пресс-форму,предназначенную для прессования шлифовальных кругов, засыпают кольцевойслой алмазоносной матричной шихты,образующей высокопрочный элементизделия, состоящей из смеси порошковТС и Б 1 с весовым отношением 1;4и природных алмазов зернистостью200-400 мк со 100 концентрацией.На разровненную поверхность алмазоносной шихты помещают смесь проме-жуточного припаячного слоя, состоящего из Сг й В 4 С в соотношении 10:1по весу, в количестве, обеспечивающем его толщину после спекания0,3-0,5 мм. Устанавливают на припаячный слой стальный корпус шлифовально.го круга с предварительно нанесеннымна контактирующую .поверхность слоемтолщиной 0,3-0,05 мм. Подвергаютсборку холодному прессованию, послечего помещают в камеру высокого давления и спекают под давлением 8 кбарпри 1200 С.Испытания буровых геологоразведочных коронок и шлифовальных дисковдля поверхностей обработки изделийиз мрамора и гранита, изготовленныхпо данному способупоказали их высокую работоспособность и полнуюнадежность крепления алмазоноснойматрицы к стальному корпусу, в томчисле при эксплуатации на самых напряженных режимах, Так, коронки диаметром 59 мм, армированные дробленнымиалмазами АСПК, обрабатываются дополного износа без видимых следовотслаивания матрицы при осевой нагрузке 1000-1000 кг и скорости вращенияшпинделя 3000 об/мин. При этомне наблюдается следов порчи в процес.се спекания отличакщихся сравнительно низкой термостойкостью алмазовАСПК. Способ. изготовления сборного инструмента, включакщий 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 инструмен. та, перед размещением промежуточного рлря контактную поверхность корпуса730 473 Составитель Л.ГамаюноваРедактор О.Колесникова Техред Н,Бабурка Корректор Ю.Макаренко Заказ 1422/4 Тираж 889 Подпи си оеЦНИИПИ Государственного комитета СССР,по. делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж., Раушская набд.4/5 Филиал ППП ПатЕнт 1, г.ужгород, ул.Проектная,4 электролитически покрывают никелемили хромом, а в качестве промежуточного слоя используют смесь порошканикеля,или хромас порошком одногоиз соединений, выбранного из группы:карбид бора, борид хрома. источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 532199, кл,В 22 Г 3/14 1976. 2. Патент США Р 2999309, кл.19194, 1961.