Способ крепления зерна сверхтвердогоматериала

,ц 795732 ОП ИСАИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическилРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл,В 23 В 27/14 Геаударстееннмй комитет СССР по делам нзебретеннй и еткрытнй(71) Заявитель Ленинградский завод Инструмент(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ЗЕРНА СВЕРХТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА1Изобретение относится к изготовлению режущего инструмента, в частности к изготовлению резцов из синтетических высоко- твердых материалов.Известен способ крепления режущего элемента из сВерхтвердого материала, согласно которому режущий элемент закрепляют в гнезде заготовки стального корпуса путем обжатия корпуса до пластического течения, причем режущий элемент окружают порошком металла или сплава, а обжатие осуществляют квази гидростатическим давлением, увеличивая его до тех пор, пока не произойдет компактирование порошка в зазоре между режущим элементом и заготовкой корпуса.В качестве порошка применяют металлы или сплавы с температурой плавления не ниже 800 С, а максимальное давление обжатия составляет от 1 О до 60 кбар 11.Основными недостатками известного способа являются то, что не обеспечивается точность расположения сверхтвердого материала в заготовке корпуса, вследствие его смещения в порошке металла в момент прессования, а также сложность технологического процесса в связи с использова 2нием техники сверхвысоких давлений (до 60 кбар),Цель изобретения - повышение точности расположения зерна в заготовке корпуса и упрощение технологии.Поставленная цель достигается тем, чтопористый элемент перед установкой в заготовку корпуса предварительно уплотняют с образованием глухого отверстия под зерно, а окончательное уплотнение пористого элемента в гнезде заготовки корпуса произ О водят пуансоном, после чего заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают с дополнительной пропиткой легкоплавким металлом или сплавом, например фосфористой медью.При этом предварительное уплотнениепористого элемента производят до пористости 25 - 35%, а окончательное уплотнение - до пористости 15 - 20%.Кроме того, заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают при 750 в 9 С, а уплотнение пористого элемента производят под давлением от 2 до 6 кбар.На фиг. 1 показана заготовка металлического корпуса с гнездом под пористый1 О 15 эо И зо и ао 4 5 о 55 элемент; на фиг. 2 - предварительно спрессованный пористый элемент с глухим отверстием под сверхтвердый материал; на фиг. 3 - пресс-форма с установленной в ней заготовкой корпуса с пористым элементом и сверхтвердым материалом.Заготовку корпуса 1 изготавливают механической обработкой из стального проката или из смеси порошков методом порошковой металлургии. Пористый элемент 2 получают путем холодного прессования смеси порошков до пористости 25 - 35 О/о. Затем его помешают в гнездо 3 заготовки корпуса 1, укладывают в глухое отверстие 4 пористого элемента 2 сверхтвердый материал 5, устанавливают заготовку корпуса с пористым элементом 2 и сверхтвердым материалом 5 в стальную матрицу 6 и пуансоном 7 допрессовывают пористый элемент 2 до пористости 15 - 20 О/о,Для сохранения режущих свойств сверх- твердого материала в процессе нагрева в качестве состава пористого элемента используют смеси порошков с температурой спекания не выше 750 - 900 С (для гексанита 750 в 7 С, для эльбора 850 в 9 С). В состав материала пористого элемента добавляют до 2-х процентов порошки металлов (А 1, Т 1, бги др.), которые при спекании окисляются, приводят к росту пористого элемента и способствуют лучшему заполнению зазоров между пористым элементом, сверхтвердым материалом и гнездом заготовки корпуса.Для повышения прочности сцепления пористого элемента с гнездом заготовки корпуса пористый элемент при спекании пропитывают легкоплавким металлом, например фосфористой медью.Уровень пористости пористого элемента 25 - 35/о, получаемый при предварительном прессовании, обусловлен определенной величиной осадки пористого элемента в гнезде заготовки корпуса, которая для надежного крепления (устранение зазоров между сверхтвердым материалом и пористым элементом, пористым элементом и гнездом корпуса) составляет 10 - 15% по высоте, Верхний предел пористости также ограничивается прочностью прессовки, которая при пористости свыше 35 О/, становится не транспортабельной.Уровень пористости допрессованного пористого элемента 15 - 20 О/о выбран, исходя из оптимальных условий пропитки пористого элемента, через поровые каналы при спекании. Пример 1, Производят изготовление расточных резцов диаметром 16 мм и длиной 35 мм с гексанитом-Р путем последовательного осуществления следующих операций.А. Холодное прессование на пресс-автомате заготовки диаметром 16,4 мм и высотой 38 мм с гнездом диаметром 10,4 мм и глубиной 10 мм из смеси; 90 О/о железного порошка марки ПЖ 4 М 2, 5 О/, медного порошка марки ПМС - 2 и 5/о никелевого порошка марки ПНК 2 Т 2.Давление прессования составляет 7 - 8 тс/см,Б, Холодное прессование на пресс-автомате пористого элемента (вставки) диаметром 103 мм и высотой 10 мм с глухим отверстием диаметром 6 мм и глубиной 6 мм из смеси: 83 О/о медного порошка марки ПМС - 2, 9 О/о оловянного порошка марки ПО 2, бо/, никелевого порошка марки ПНК 2 Т 2 и 2 О/о алюминиевого порошка марки ПА - 3, Давление прессования составляет 1 - 2 тс/см ,В. Спекание заготовки корпуса при 1150 С в течение 2-х ч в среде диссоцчированного аммиака.Г. Укладка гексанита- Р в глухое отверстие вставки и присыпка сверху смесью порошков по А и Б.Д. Установка вставки с гексанитом-Р в гнездо заготовки корпуса.Е. Установка заготовки корпуса со вставкой в пресс-форму и холодное допрессовывание вставки пуансоном с выступом диаметром 10,2 мм на прессе-полуавтомате. Давление прессования составляет 3 - 5 тс/см.Ж. Насыпка в образовавшуюся при допрессовывании полость в гнезде заготовки корпуса порошка из фосфористой меди по ГОСТ 4515 - 75. 3. Спекание с пропиткой при 750 С в течение 1-го ч в среде диссоциированного аммиака.И. Механическая обработка (шлифование по наружному диаметру, заточка),Пример 2. Производят изготовление расточных резцов диаметром 16 мм и длиной 80 мм с эльбором-Р путем последовательного осуществления следующих операций:А. Изготовление механической обработкой из прутка стали 45 корпуса резца диаметром 16 2 мм и длиной 83 мм с гнездом диаметром 10,4 мм и глубиной 10 мм.Б. Холодное прессование на пресс-автомате вставки диаметром 10,3 мм и высотой 10 мм с углублением диаметром 4,5 мм и глубиной 5,5 мм из смеси: 90 О/о никелевого порошка марки ПНК 2 Т 2 и 10 О/о оловянного порошка марки ПО - 2. Давление прессования составляет 3 - ,4 тс/см.В. Укладка эльбора-Р в углубление вставки и присыпка сверху смесью порошков по Б,Г. Установка вставки с эльбором-Р в гнездо корпуса,Д. Установка корпуса со вставкой в прессформу и холодное допрессовывание вставки пуансоном с выступомдиаметром 10,2 мм на прессе-полуавтомате, Давление прессования составляет5 - 6 тс/см.795732 Е. Насыпка в образовавшуюся при допрессовании полость в гнезде корпуса порошка из фосфористой меди по ГОСТ 4515 в .Ж. Спекание с пропиткой при 900 С в течение 1 ч в среде диссоциированного аммиака.3. Механическая обработка (фрезерование, шлифование, заточка).Пример 3. Производят изготовление прямых проходных резцов сечением 12 х 16 мм и длиной 80 мм с эльбором-Р путем последовательного осуществления следуюших операций.А, Холодное прессование на прессе-автомате корпуса сечением 12,6 Х 18 мм и длиной 84 мм с гнездом 8 Х 8 мм и глубиной 6 мм из смеси: 90% железного порошка марки ПЖ 4 М 2, 5% медного порошка марки ПМСи 5% никелевого порошка марки. ПНК 2 Т 2. Давление прессования составляет 7 - 8 тс/см 2.Б, Холодное прессование на прессе-автомате вставки сечением 7,8 Х 7,8 Х 6 мм с углублением диаметром 4,5 мм и глубиной 5,5 мм из смеси: 90% никелевого порошка марки ПНК 2 Т 2 и 10% оловянного порошка марки ПО - 2. Давление прессования составляет 3 - 4 тс/см.В, Спекание корпуса при 1150 С в течение 2-х ч в среде диссоциированного аммиака.Г. Укладка эльбора-Р в углубление вставки и присыпка сверху смесью порошком по Б,Д. Установка вставки с эльбором-Р в гнездо корпуса.Е, Устанбвка корпуса со вставкой в пресс-форму и холодное допрессовывание вставки пуансоном с выступом сечением 7,8 Х 7,8 мм на прессе-полуавтомате, Давление прессованик составляет 5 - 6 тс/см 2. Ж, Насыпка в образовавшуюся при допрессовывании полость в гнезде корпуса поьфосфористой меди по ГОСТ рошка из4515 в .3. Спекание с пропиткой при 900 С в течение 1 ч в среде диссоциированного аммиака.И. Механическая обработка (шлифование, заточка).Предлагаемый способ прост в осушествлении и высокопроизводителен,Формула изобретения1. Способ крепления зерна сверхтвер 10 дого материала в гнезде заготовки металлического корпуса путем уплотнения находящегося между зерном и заготовкой корпуса пористого элемента из порошка металлаили сплава, отличающийся тем, что, с цельюповышения точности расположения зернав заготовке корпуса и упрошения технологии, пористый элемент перед установкой взаготовку корпуса предварительно уплотняют с образованием глухого отверстия подзерно, а окончательное уплотнение порис 20 того элемента в гнезде заготовки корпусапроизводят пуансоном, после чего заготовку корпуса совместно с пористым элементоми зерном спекают с дополнительной пропиткой пористого элемента легкоплавким ме 2таллом или сплавом, например фосфористой медью.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что предварительное уплотнение пористогоэлемента производят до пористости 25 - 35%,а окончательное уплотнение - до пористосэе ти 15 - 20%.3. Способ по п. 1, отличающийся тем,что заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают при750 - 900 С.4. Способ по п. 1, отличающийся тем,что уплотнение пористого элемента производят под давлением от 2 до 6 кбар.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР607662, кл. В 23 В 27/14, 1976.Редактор А. Долинич Заказ 9426/11 ВНИИПИ Г по дел 113035, Моск Филиал ППП ПСоставитель Л. КаменецкаяТехред А. Войкас Корректор МТираж 1159 Подписноеосударственного комитета СССРм изобретений и открытийа, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 емчи