Способ изготовления абразивных элементов

О П И С А Н И Е 87856ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликСВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ полнительное т. свид-в(51) М. Кл."В 240 17/О 22) Заявлено 12.04.7 370 25 ки Ъе с присоединением сударственный коми 3) Приоритет Бюччетень Ъ 0 4описания 07.11.8(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕ Изобретение относится к области изготовления абразивных инструментов.Известен способ изготовления абразивных элементов, при котором смесь связующего и абразива наносят на ядро, которое затем выплавляется, образуя пустоту в теле элемента 11.Однако для того, чтобы придать полученному элементу свойства инструмента, приходится проводить дополнительныс оерации по смешиванию пустотелых элементов со связкой и абразивом и помещению их в форму с последующим спеканием,Цель изобретения - упрощение технологического процесса.Цель достигается тем, что смесь тугоплавкого компонента связки и абразивных частиц накатывают на ядро, выполненное из металла или другого материала, являю- щегося пропиточным компонентом связки, температура плавления которого ниже или соответствует температуре спекания связки.Под тугоплавкими компонентами связки подразумеваются материалы, имеющие по сравнению с пропиточным компонентом более высокую температуру плавления, например: твердый сплав и медь, железо и бронза, пульвербакелит и смола и т. д, Использование пропиточного компонента связки в качестве ядра позволяет устранить операцию выплавлепия плп испарения ядра, заменив се пропнткой материалом ядра оболочки элемента, накатанной из смеси частиц абразива и тугоплавкого компонен 5 та связки, и тем самым увеличить прочность элемента.Полученные элементы нагревают преимущсственно в защитной газовой среде. При достижении температуры плавления матс- О риал сердцевины переходит в жидкое состояние и начинает проникать в поры оболочки, состоящей из тугоплавких частиц.В некоторый момент расплав, перскрыв все поры, образует замкнутую поверхность.15 Распространение в оболочке расплава происходит под воздействием сил смачиванпя (капиллярных сил), которые по своим удельным значениям превосходят внешнее давление и обеспечивают вытеснение из 20 пор газовой среды. По мере протеканияпроцесса насыщения оболочки элемента расплавленным материалом сердцевины в центре ее образуется замкнутый объем с разреженной атмосферой, близкой к ваку уму. При охлаждении между внутреннилзамкнутым объемом элемента и внешней средой возникает перепад давлений, в результате которого оболочка элемента начинает испытывать всестороннее сжатие, 30 происходит ее самоуплотнение. Процессы40 45 50 йропитки и самоуплотнения протекают последовательно, что позволяет устранить опасность возникновения локальных трещин и вспучивания в оболочке и достигнуть ее равнопрочного состояния.Таким образом, в результате пропитки оболочки материалом ядра получают спеченный пустотелый элемент высокой прочности, пригодный для использования как в свободном, так и в связанном состоянии в инструментах.Объем металла ядра берут равным от 20 до 100 по отношению к суммарному объему пор накатанной массы. В этом случае пропиточный материал не выступает наружу, в результате чего сохраняется шероховатая абразивная поверхность элемента с незакрытыми острыми гранями абразивных частиц.На фиг. 1 изображен шаровидный пустотелый элемент; на фиг. 2 - цилиндрический пустотелый элемент; на фиг. 3 - конусовидный пустотелый элемент; на фиг, 4 - тонкостенное алмазное сверло из одиночного цилиндрического элемента; на фиг. 5 и 6 - одиночные элементы, связанные друг с другом с образованием соответствующего инструмента.П р и м е р. Полые элементы изготавливали из природных дробленых алмазов и металлической связки, тугоплавкий компонент которой представлял собой порошкообразный твердый сплав ВК, а пропиточный материал - медь. Вес медной сердцевины элемента определяли расчетным путем по формуле:р "от 1 юогде Ус в объ накатываемого покрытия,у - удельный вес меди, г/мм,- пористость в накатываемом покрытии, %;и коэффициент насыщения пор (от0,2 до 1,0).На частицу меди наносили путем накатывания в грануляторе НИА-С 32 слой, состоящий из смеси алмазных и твердосплавных (ВК) порошкообразных частиц. Полученные элементы (гранулы) просушивали при 100 - 150 С в сушильном шкафу 1 О 15 20 25 зо 35 СНОЛ,5 в свободно насыпанном состой нии, а затем нагревали в водородной среде до температуры плавления меди - 1130 С (Электропечь СКББ). Продолжительность операции пропитки - 3 - 10 мин, общая продолжительность цикла от начала нагрева до полного остывания - 2,5 ч,Полученные пустотелые элементы можно применять в виде свободных абразивных частиц в устройствах барабанного типа или использовать для изготовления абразивного слоя различных инструментов. В этом случае элементы соединяют друг с другом соответствующей связкой или пропиточным материалом с той же или меньшей температурой плавления. Единичный абразивный элемент, выполненный в виде втулки, может быть использован как режущий инструмент, например трубчатое сверло, Для этого такой элемент 1 надо соединить с корпусом 2 (фиг, 5 и 6). В основном пустотелые абразивные элементы можно использовать для изготовления ячеистого рабочего слоя алмазно-абразивных инструментов, для получения сотовой конструкции алмазно-абразивного слоя, для достижения непрерывности алмазно-абразивного слоя при наличии значительного количества пустот заданной формы, равномерно распределенных на рабочей поверхности, для снижения удельного веса абразивных рабочих элементов, для получения тонких трубчатых конструкций инструментов значительной длины и т. д.Формула изобретения1. Способ изготовления абразивных элементов, при котором на ядро наносят оболочку из смеси абразива и связки, а ядровыплавляют, отличающийся тем, что,с целью упрощения технологического процесса, ядро изготавливают из легкоплавкого компонента связки, а оболочку - из туго пл ав кого.2. Способ по п. 1, отличающийсятем, что объем материала ядра берут от20 до 100% по отношению к суммарномуобъему пор оболочки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ2350139, кл, В 24 Р3/00, 1975.Иерюс Виноцнын жисти й"юю с н:нн; гннн юяяСоставитель В. Воробьевактор Е, Хейфиц Техред А, Камышникова Корректоры; О. Данишеваи Л. ОрловаЗаказ 1893/18 Изд.588 Тираж 915 ПодписноНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5пография, пр. Сапунова, 2