Материал для магнитно-абразивной обработки

СООЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0 З(51) В 24 В 31/1 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИСАН ВТОРСНОЬ СТВ.% або. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ордена Трудового КрасногоЗнамени институт проблем материаловедения АН УССР(56) 1. Барон Ю.М. Технология абразивной обработки в магнитном поле,Л., "Машиностроение", 1975, с. 45-46.2. Авторское свидетельство СССРф 831599, кл. В 24 0 300, 1979(54) (57) МАТЕРИАЛ ДЛЯ МАГНИТНО- АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, полученный путем азотирования порошка сплава на основе железа, включающий железо и абразивную составляющую в виде нитрида алюминия, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше ния его режущей способности и удешев ления и упрощения производства, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, вес. Х;Нитрид алюминия 13 30Железо Остальное087 1 1096Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к абразивным порошковым материалам для магнитно-абразивной обработки, и может быть использовано на предприятиях порошковой металлургии, абразивного инструмента при производстве магнитно- абразивных порошков, применяемых для шлифования и полирования в машиностроении. 1 ОИзвестны материалы для магнитно- абразивной обработки на основе железа и карбида кремния 1 13.Недостатком данных материалов является их малая полирующая способность, определяемая размером абразивных включений, Связано это с тем, что такие материалы могут быть получены лишь методами компактирования механических смесей порошков матрицы 20 (как правило железо) и порошков абразивного компонента.Средний размер абразивного зерна промышленных порошков превосходит 10 мкм, а микропорошки абразивных 25 материалов имеют размер зерна не менее 3 мкм. Кроме того, при введении в исходную шихту некоторых абразивных порошков размером менее 5 мкм существует вероятность их диффузион- ЗО ного растворения в матрице при спекаНаиболее близким к предлагаемому является материал для магнитно-абразивной обработки, полученный путем35 азотирования порошка сплава на основе железа, включащий железо и абразивные компоненты, в качестве которых используются нитриды кремния и алюминия, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, вес. 7:Нитрид кремния 9-18;Нитрид алюминия 5-12;Железо Остальное.Такой материал может быть получен 45 путем азотирования порошка сплава железа с алюминием и кремнием с последующей термообработкой в восстановительной или нейтральной атмосфере с целью диссоциации нитрида желе-.50 за. Метод азотирования позволяет получать абразивные включения размером около 1 мкм. При полировании стальных закаленных изделий азотированным магнитно-абразивным, порошком достигается 13-й класс шероховатости2.55Недостатком известного материала ,является малая режущая способность. Так, 13-й класс шероховатости может быть достигнут лишь при полированииповерхности с исходным классом шероховатости не ниже 10-го. При полировании же поверхностей с исходнымклассом шероховатости ниже 10-го, режущей способности оказывается недостаточно для полного удаления следовпредшествующей обработки и формирования нового микропрофиля,Цель изобретения - повышение режущей способности магнитно-абразивногоматериала, упрощение технологии получения и его удешевление.Поставленная цель достигается тем,что материал для магнитно-абразивнойобработки, полученный путем азотирования порошка сплава на основе железа,включающий железо и абразивную составляющую в виде нитрида алюминия, содержит указанные компоненты в следующих количествах, вес, 7; Нитрид алюминия 13-30 Железо Остальное.Исследования показывают, что важным фактором, определяющим режущую способность магнитно-абразивного материала, является форма его частиц. Чем она ближе к вытянутой осколочной форме, тем большей своей площадью частица магнитно-абразивного материала соприкасается с полируемой поверхностью и тем большее число режущих центров (нидридов), находящихся на поверхности частицы, участвует в резании, что в конечном счете повышает режущую способность магнитно- абразивного материала.Известно, что самым дешевью, производительным и технологичным методом получения порошков металлов и сплавов, в том числе предназначенных для получения магнитно-абразивных материалов методом азотирования, является распыление расплава. Введение в железо только алюминия обеспечивает получение частиц в форме разветвленных осколков, в то время, как дополнительное введение кремния в известном материале способствует сфероидизации частиц, что обусловливает более низкую режущую способность материала, Получение частиц в форме разветвленных осколков с высоким содержанием алюминия позволяет исключить операцию механического размола распыленных порошков сплава на основе железа перед азотированием.1096087 нитриды же, выделенные иэ аэотированных сплавов желеэо-кремний-алюминий, имеют изометричную, зачастуюсферическую форму с большими 5 углами и радиуса закругления.режущих выступов (см, таблицу). Форма магнитноабразивных зерен Формавысаженныхнитридов Температураазотирования,К Режущая способСостав маг- нитно-абраностьх 10г/мм мин зивного материала,% Ре 8,5, 2,37А 1 И 13,5,3 4. 1473 Изометричная сферическая Осколочная, полученная механическим Ре 13 А 1 И 3,27 14 3 Ре 21,5 А 1 М 4,02 Ре 30 А 1 Б 3,16 Ре 21,5 А 1 И 4,22 Ре 21,5 А 1 И 4,20 1473 Игольчатая То же 1473 1573 1473 Исследования показали, что улучшение режущих свойств материала определяется не только формой самих частиц порошка, но и формой нитридов.Кроме того, исключение из состава аэотируемого порошка кремния повышает температуру азотирования, что обеспе чивает не только более полный перевод алюминия в нитрид, но и коагуляцию отдельных частиц нитрида алюминия в более крупные центры, обладающие более высокой режущей способностью.Нижний предел содержания нитрида алюминия (13 вес, %) в материале обусловлен снижением режущей способности из-за уменьшения количества режущих центров (нитридов) на по 55 верхности магнитно-абразивной час- тицы.Верхний предел содержания нитрида алюминия (30 вес, %) обусловлен Анализ нитридов, высаженных химическим путем иэ магнитно-абразивных материалов различного состава, показывает, что нитриды, полученные аэотированием сплавов железо-алюминий имеют игольчатую или пластинчатую форму с острыми режущими выступами,доразмолом распыленного порошка Пластинча- Осколочная, получентая и иголь-ная распылениемчатая Игольчатая Осколочная, полученная механическим доразмолом распыленного порошка тем, что при его большем содержании снижается производительность процесса полирования иэ-за уменьшения доли ферромагнитного компонента (железо), снижения магнитных свойств магнитно-абразивного материала и связанных с ним сил резания.Испытания материала проводились на установке ЗУпри следующих рабочих параметрах: скорость полирования 1,12 м/с; амплитуда осцилляции 1,4 мм; частота осцилляции 450 дв.х./ /мин; индукция в магнитном зазоре 1 Тл; рабочий зазор 0,7 мм; полируемый материал сталь 45 (НРС 50); исходная шероховатость 10-й класс.Результаты испытаний полученных материалов приведены в таблице.13-й класс шероховатости был достигнут при полировании любым из приведенных материалов.1096087 Составитель И.МалхазоваРедактор И.Касарда Техред Ж,Кастелевич Корректор Г Огар Заказ 3712/9 Тираж 737 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал 1 ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Таким образом, нспьп ания предлагаемого магнитно-абразивного материала показывают, что он обладает более высокой режущей способностью, чем известный лрн сохранении полирующей способности. Повышение режущей способности имеет большое значение при отделочных операциях, доля которых в металлообрабатывающей промышленности непрерывно растет. К преимуществам предлагаемого материала для магнитно-абразивной обработки сле дует отнести также удешевление егоизготовления за счет упрощения получения исходного порошка методом распыления расплава.