Связка для изготовления алмазного инструмента

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфтрз СоветскидСоциалистическизРеспублик оц 990486(б 1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено а 0.08. 81 (21)3335 а 05/а 5-08 Щ М.Кл.з с присоединением заявки ЙоВ а 4 О 3/14 Государстненный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй.079(088.8) Дата опубликования описания а 3 .01. 83 Ф.Г. Рубан, Е.К. Бондарев, А.Ф. Стахневич,Г.С. Спицина, Г.Р. Ррдэелишвили, Д.С. Буцхрикидэеи Г.Л. Мамулашвили(12) Авторыизобретения ОрденаТрудового Красного Знамени институт сверхтвердых " материалов АН Укоайнской ССР(54) СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к связкам абразивного, преимущественно алмазного инструмента, который может быть использован при шлифовании и полировании твердосплавных подложек с по-, ниженным содержанием вольфрама (НТ) и других твердых хрупких материалов.Чистовое шлифование и полирование .твердосплавных подложек и других труднообрабатываемых материалов до, насто, ящего времени на ряде предприятий производится свободным абразивом.Этот метод обработки является малопроизводительным и не позволяет автоматизировать процесс. шлифовки - полировки их, в связи с чем возникла необходимость в разработке нового алмазного инструмента.Известна керамическая связка на основе боросиликатного стекла, согласно которой инструмент из синтетических алмазов изгбтавливается на связке, содержащей керамический шамот, карбид бора, алюминий и боросиликатное стекло, приготовленное из смеси материалов: пегматита, тетраборнокислого. натрия, углекислого ли тия и азотнокислого бария. Алмазный ,инструмент на этой связке используется для заточки твердосплавного ин.струмента вместе со стальной державкой для шлифования стали (1).Однако испольэовать эту связкудля изготовления, полировального инструмента невозможно, таккак причистовом шлифовании или полированииинструментом на этой связке твердыхсплавов с пониженным содержайиемвольфрама образуются грубые царапины зернами кварца, имеющимися в керамической шихте.Целью изобретения является созда"ние керамической связки абразивногоинструмента, обеспечивающего высокоекачество обработки материалов,.например твердых сплавов с пониженнымсодержанием вольфрама,Поставленная цель достигается тем,что связка, содержащая боросиликатное стекло и алюминий, дополнительносодержит оксид железа при следующемсоотношении компонентов, мас.Ъ:Стекло аО Алюминий 5-20Оксид железа 15-60МаО 4,0-12,0ко 2,0-6,010,0-20,0ВаО 5,0-10,0Стекло может содержать примеси: РегО , СаО, МдО, Т 10 г. Изменение 1 содержания оксида железа в указанных пределах позволяет регулировать твердость в пределах от 80 до 90 единиц по шкале В Супер Роквелла, необходимую для получения высокого качества 10 обработки материалов с заданной точностью. При выходе за указанные пределы как при максимальном, так и минимальном содержании оксида железа имеет место снижение твердости, что ,не обеспечивает чистового шлифования или полирования твердых крупных материалов.Окисленный алюминий и восстановленное железо по реакции 202 А 1+Ре 0 З-А 1 г ОЗ+2 Геснижают коэффициент термического расширения и повышают прочность связки,что позволяет изготавливать на ее ос нове беспористый алмазный инструментв металлических прессформах с задан"ными формой и размерами. Окислительно-восстановительная реакция, приведенная выше, происходит в расплавестекол в интервале температур 600700 С. Расплав стекла поступает вкачестве флюса, интенсифицирует, ста"билизирует алюмотермический процесси сдвигает температуру начала и окончания реакции на 100-110 С в сторону З 5ее уменьшения.П р и м е р 1. Для изготовленияалмазных полировальных кругов компоненты связки - стекло и алюминийзернистостью 63 мкм смешиваются с 40оксидом железа зернистостью 40 мкм4 ч в смесителе в следующем соотношении, мас.ЪСтекло 20Алюминий 20 45Оксид железа 60Химический состав стекла, мас.Ъ:810 г 50,0А 1 гО 9,273,38 50Вгс, 14,5Ь 1 гО 5,37Баг 0 7,75ВаО 7,78ПРИмеСИ Иэ ГРУППЫ ОКИСЛОВ РегОр 55СаО, МдО, Т 102 - остальное.В приготовленную шихту связки добавляется микропорошок алмаза маркиАСМ 7/5 в следующем соотношении,мас.Ъ:Связка 80Алмаз 20Шихта связки и алмазный порошоктщательно смешиваются и протираютсячерез сито 200 мкм, после чего иэалмазной шихты прессуются планшайбы 65 АПВ 250 хбОхЗх 51 АСМ 7/5 100-ной концентрации при давлении 1000 кг/см иг спекаются в металлической пресс-форме при 680 С 1 ч. После выдержки в Печи пресс-формы вынимаются и производится допрессовка иэделия в горя" чем состоянии при давлении 200 кг/см. Выпрессовка иэделия иэ пресс-формы производится при 40-60"С. Спеченное алмазное кольцо склеивается с металлическим корпусом эпоксидной смолой холодного отверждения.П р и м е р 2. По технологии, описанной в примере 1, изготавливаются алмазные планшайбы АПВ 250 хбОхЗх 51 АСМ 7/5 100-ной концентрации следующего состава, мас.Ъ:Стекло 80Алюминий 5Оксид железа 15Химическийсостав стекла и технология изготовления алмазных планшайб приведена в примере 1. Шихта связки и алмазный порошок берутся в следующем соотношении, мас.Ъ;Алмаз 23Связка 77Пример 3. По технологии, описанной в примере 1, изготавливаются планшайбы АПВ 250 хбОхЗх 51 - АСМ 7/5 100-ной концентрации следукщего состава, мас.Ъ:Стекло 73Алюминий 7Оксид железа 20Химический состав стекла и технология изготовления планшайб приведена в примере 1. Шихта связки и алмазный порошок берутся в следующем соотношении, мас.Ъ:Алмаз 28Связка 72 Для испытаний изготавливаются алмазные планшайбы по составам, указанным в примерах 1-3, со следующими характеристиками:АПВ .250 хбОхЗх 51 - АСМ 7/5СКб-472АПВ 250 хбОхЗх 51 - АСМ 7/5СКб-100-472АПВ 250 хбОхЗх 51 - АСМ 7/5СКб-100-472Эти планшайбы испытывались на операции чистовой обработки твердосплавных пластин с пониженным содержанием вольфрама (НТ-ЗО) методом низкотемпературного шлифования. Результаты испытаний приведены в таблице.Инструмент серийного производства на металлической связке,М 08 обеспечивает при обработке твердых сплавов с пониженным сожержанием вольфрама шероховатость Ва = 0,16. Известная связка не применяется на операциях чистового шлифования, поэтому сравнение производится с базовым объектом - инструментом на металлической990486 связке М 08, применяемым на данной пускаемые серийно.Наиболее высокоеоперации. качество обработанной поверхности иПовыаение качества обработки ин- хорошую производительность обеспечиструментом на предлагаемой связке Ъает планшайба (пример 3) со следую"дает возможность использовать его на щим содержанием компонентов связки,операциях чистового шлифования и 5 мас.ъ:полирования твердых сплавов с пони- Стекло 73женным содержанием вольфрама и тем Алюминий 7самым исключить их обработку свобод- Оксид железа 20ным абразивом, что влечет за собойулучшение условий труда и трудоем- .1 О По предварительному расчету, ожи"кости обработки. Установлено, что даемый зкономический эффект от исопытные алмазные планшайбы на пред- польэования алмазных планшайб на кв)ложенной связке обеспечивают шеро- рамической связке СК 6 иа операцияхховатость поверхности В 20,10(13-й чистового.шлифования твердосплавныхкласс) на твердом сплаве НТ-ЗО,15 пластин с пониженным содержаниемзаданные геометрические размеры, вольфрама (НТ) составляет не мепо производительности превосходят кру- нее 50 тыс. руб. на одном пре(при"ги на металлической связке М 08, вы- ятии.ВВШ йМарка связ ки Компоненты Количество Шероховатостьсвязки . ксмпонентов, обработанноймас.Ф поверхности,мкм Съем,см фомин СтеклоАлюминий ПА Оксид железа СКб20 20 60 Ва = 0,08 0,10 СКб80515. СтеклоАлюминийОксид железа Ва = 0,08 0,11 СК 6-3 73720 СтеклоАлюминийОксид железа 0,15 В 2 = Ор 10 М 08Стекло АлюминийОксид железа формула изобретенияСвязка для изготовления алмазного . инструмента, содержащая боросиликатное стекло и алюминий, о т л и ч а " 45 ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества обработки твердых хрупких материалов, она дополнительно содержит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ. 50 Источники информации,принятые во внимание при экспертиза 1. Авторское свидетельстзо СССРФ 170324, кл. В 24 0 3/14, 1963Составитель В. Воробьев Редактор П Коссей Техред Е. Харитончик Корректор А. ДзяткоЗаказ 16/20 Тираж 793 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП .Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4