Алмазный инструмент

СОЮЗ СОВЕТСНИХОСИИПМОЕКРЕСПУБЛИК ОМИТЕТИЙ И ОТНР ЗОБРЕТЕНИЯ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 23,09,84, Бюл. У 35 (72) Л.В.Бейлина, В.Г.Сафронов, А.Г.Кошелев, И.К.Мазур, Н.С.Кошевой, Я,М.Котур и В.А.Манжер (71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологический институт природных алмазов и инструмента(53) 621.922.079(088.8) (56) 1. Патент США У 2225193, кл, 51-206, 1940 (прототип). (54)(57) АЛМАЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, соде жащий алмазоносный слой на меднооловянистой основе и чередующиеся залмазные о т л ичто,костего целью повышнструмента виде хонинговал езалмазный слойержит железо, флри следующем со доп лни ка ени27-36 30-37 12-20 15-25 алмазных ширины ь ЖелезфлюсКарбидпри этомсоставлякосного кремнияирина бе1,5-20оя. слоев мазоиг.1,ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНОПИСА14540 3 1 О 15 20Целью изобретения является повышение иэносостойкостн алмазного инструмента при использовании егон виде хонинговального бруска.Поставленная цель достигаетсятем, что в алмазном инструменте, содержащем алмазоносный слой на меднооловянистой основе и чередующиесяс ним безалмаэные слои, содержащиемедь, безалмаэный слой дополнительно содержит железо, флюс и карбидЭОкремния при следующем соотношенииингредиентов, об,7:Медь 27-ЗбЖелезо 30-37Флюс 12-20 Э 5Карбид кремния 15-25при этом ширина безалмазных слоевсоставляет 1,5-2 0 ширины алмазоносного слоя.Таким образом, безалмазный слой 40выполняют из состава более хрупкого, чем состав алмаэоносного слоя.Кроме того, коэффициент линейногорасширения беэалмаэного слоя должен быть близок к коэффициенту линей ного расширения алмазоносного слоя,чтобы исключить брак при изготовлении из-за искривления бруска.Температуры спекания безалмаз-ного слоя и алмазосодержащего. также 50должны быть близки,Для этого в узких хонинговальныхбрусках, представляющих собой сочетание алмазоносных слоев на связкемедь - олово и безалмазных слоев, 55в состав которых входит медь и мелкодисперсный наполнитель с микротвердостью, меньшей микротнердости11Изобретение относится к изготовлению алмазных хонбрусков на металлических связках, предназначенных для обработки отверстий чугунных и стальных деталей, в частности блокбн цилиндров гильз, втулок и ЛРИзвестен алмазный инструмент, содержащий алмазоносный слой на меднооловянистой основе и беэалмазный слой, выполненный на той же связке (медь - олово) Г 13.Однако при использовании такой конструкции для хонинговальных брусков медно-оловянистая связка сильно засаливает алмазоносный слой, что вызывает необходимость частых правок и в связи с этим большой расход алмазов,алмаза (карбид кремния), последние дополнительно содержат железо и флюс.Железо введено в состав безалмаэного слоя для того, чтобы получить хрупкую композицию, которая имела бы износ, несколько опережающий износ алмазоносного слоя. Карбид кремния также способствует охрупчиванию беэалмазного слоя.Состав безалмазного слоя выбран таким образом, что имеет опережающий износ по сравнению с алмаэоносным слоем, более хрупок, так что не засаливает при работе алмазоносный слой. Температура его спекания приблизительно такая же, как и у алмазоносного слоя, а коэффициент линейного расширения близок к коэффициенту линейного расширения алмазоносного слоя, Выбранное. соотношение ширины слоев компенсирует некоторое различие в коэффициентах линейного расширения, так что при изготовлении брусков полностью исключается брак от искривления.Кроме того, ширина беэалмазных слоев выбрана из тех соображений, чтобы в процессе износа освободившиеся компоненты воздействовали бы на алмазоносный слой, обеспечивая вскрытие алмазов. На фиг. 1 и 2 показаны варианты алмазных брусков.Бруски могут содержать один или более алмазоносных слоев 1 и чередующиеся с ними безалмазные слои 2. Ширина о безалмазных слоев должна быть в 1,5-2 раза больше ширины с алмазоносного слоя.Установлено, что для достижения цели необходимо, чтобы прочность безалмазного слоя была равна 1,7- 1,8 прочности алмазоносного слоя. Такому соотношению прочностей соответствует ныбранный слой и соотношение его ингредиентов.Кроме того, состав и соотношение ингредиентов состава удовлетворяет требованию по коэффициенту линейного расширения и температуре спекания. Отклонение в соотношении компонентов н ту или иную сторону приводитк нарушению одного из требований.По ширине беэалмазного слоя, превосходящей ширину алмазоносного слояболее, чем н 2 раза, бруски быстроизнашиваются из-за дополнительноговоздействия на алмазоносный слой3 111 ингредиентов безалмазного слоя, а при ширине меньшей, чем 1,5 раза, не компенсируется различие в коэффи,ыиенте линейного расширения, наблюдается падение режущей способности бруска. Величина прогиба превосхо 5 дит допустимые нормы ГОСТа.Флюс имеет состав, 7: ангидрид борный 35, калий фтористый 42 и фторборат 23 ГОСТ 23178-78. Флюсго вводят для снижения температуры спекания безалмаэного слоя.Бруски готовятся следующим образом.В пресс-форму послойно засыпают15 массы безалмазного и алмаэоносного слоев. Засыпанная шихта подвергается давлению 1,5 тс/см, а затем спекается при температуре 680 С.Готовят согласно изобретению трехО слойные бруски размером: длина 125 мм, ширина 8 мм, высота 6 мм.П р и ме р 1 (состав 1). Алмазоносный слой, об,7; медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; азиз= 58 кгс/мм .25Безалмаэный слой, об.7.: железо 37, медь 36; флюс 12; карбид кремния 15; 6 из = 35 кгс/мм .Выход годных брусков при изготовлении 1007, Соотношение ширины алмазоносного и безалмаэных слоев 3,2; 1,6:3,2. Производительность 55-65 шт/ч.П р и м.е р 2 (состав 2). Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; 0 иэ57,0 кгс/мм .Безалмазный слой, об.7: железо 30,0; медь 30,0; флюс 15,0; карбид, кремния 25,0; о из = 32,4 кгс/мм,Выход годных брусков при изготов 40 ленин 1007, Соотношение ширины безалмазного и алмазоносного слоев 3:2:3. Производительность 60-70 шт/ч.П р и м е р 3 (состав 3). Алмазоносный слой, об,7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; 3 иэ57,0 кгс/мм.Безалмазный слой, об,7.: железо 42,0; медь 36,0; флюс 12,0; карбид кремния 10,0; о иэ = 69 кгс/мм. 5 О Брак при изготовлении отсутствует, Соотношение ширины беэалмазного и алмазоносного слоев 3,2:1,6:3,2, Алмазоносный слой быстро "засаливается" от продуктов износа безалмаэного слоя. Производительность менее 30 шт/ч. 4540 4П р и м е р 4 (состав 4) . Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0;олово 18,0; алмаз 25,0; 6 из57,0 кгс/мм .Безалмазный слой, об.7.: железо25; медь 25; флюс 20; карбид кремния 30; 6 из = 16 кгс/мм.При изготовлении брусков брак попрогибу составляет до 107, Соотношение ширины беэалмазного и алмазоносного слоев в 3:2:3. Беэалмазный слой быстро разрушается на алмазоносном слое появляются сколы,брусок быстро изнашивается.П р и м е р 5 (состав 5). Алмазоносный слой, об,7: медь 57,0;олово 18,0; алмаз 25,0;из57,0 кгс/мм.Безалмазный слой, об7.: железо30,0, медь 30,0, флюс 15,0; карбидкремния 25,0;из = 32 2 кгс/мм.ЭВыход годньж брусков при изготовлении 1007.Соотношение ширины беэалмаэногои алмазоносного слоев 3,5:1,0:3,5.Результаты производительности25-30 шт/ч. Бруски быстро изнашиваются,.П р и м е р 6 (состав 6). Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0;олово 18,0; алмаз 25,0; 6 из57,0 кгс/мм .,Беэалмаэный слой, об.7.: железо30,0; медь 30,0; флюс 15,0: карбидкремния 25,0; б из = 32,4 кгс/мм .При изготовлении наблюдается прогиб брусков, превышающий нормыГОСТа.Соотношение ширины безалмазногои алмазоносного слоев 2,5:3,0:.2,5.Наступает быстрая потеря режущейгспособности.Трехслойные алмазные бруски125 х 8 х 6 с соотношением ширины безалмазного и алмазоносного слоев3:2:3 предлагаемого состава с применением алмазов марки АС 15 зернисто.сью 250/200 испытаны в сравнении сизвестными алмазными брусками техже размеров и характеристик алмазовна связке М 1.Количество брусков в хонголовке16 шт. Материал гильзы СЧ-40 ствердостью НкС 42. СОЖ ВЧ.Режимы хонингования: число обо ротов шпинделя 110 об/мин; числодвойных ходов в минуту 30-35; давление прижима 20 кгс/см; время обработки 80 с.14540 4 5 11При сравнении трехслойных брусков, предлагаемого состава с трехслойными брусками известного состава оказалось, что последние быстро засаливаются и требуют частых правок. При сравнении трехслойных брусков иг Составитель Л.СергеевЛазаренко Техред О.Неце Редактор Корректор И одпис итета СССткрытийкая наб Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Заказ 6684/10 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Моеква, Ж-З36ого кний иРауш с серийно выпускаемьии на связкеМ 1 без безалмазных слоев установлено, что при меньшем (в 2 раза)содержании алмаза в трехслойных предлагаемых брусках их производительность увеличивается в 2-2,5 раза.