Способ изготовления абразивного инструмента

СООЭ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕОИХРЕСПУБЛИК 4 4 В 24 Р 18 00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЛЬС ОМУ Сви Н АВТ вВГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Технологический процесс изголенни алмазных элементов на кампоционной связке В ОП 01265.00.003(54)(57) СПОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АВРАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА из порошков алмаэа, пульвербакелита и наполнителявключающий смешивание компонентов прессование и спекание в свободномсостоянии, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения износостойкости инструмента, массу послесмешивания подвергают термообработкепри 100-140 С в течение 10-30 мин,после чего охлаждают и диспергируют,полученные гранулы подвергают прессо ванию до остаточной пористости не более 107, а спекание осуществляют стемпературы не вьппе 50 С со скоростьюподъема температуры 5-7 град/мин до190-210 С.12274 43 примером. Таблица Способ изготовления Показатели работоспособности Съем стеклаэа 40 с Износ таблеток за 30 обработанныхповерхностей, мкм Шерохо ватость (Ба), мкм 0,08 Предлагаемый 13 Прототип 1Изобретение относится к областиизготовления алмазного инструментана органической связке, предназначенного для тонкого шлифования деталейиэ стекла, керамики и других хрупкихматериалов, применяемых в оптической,электронной и станкостроительной промышленности.Целью изобретения является повышение износостойкости инструмента, изготавливаемого методом холодногопрессования и спекания, путем повыше ния его плотности,Способ заключается в следующем.Массу, содержащую алмазный микропорошок. пульвербакелит и наполнитель,после смешивания подвергают термообработке при 100-140 С в течение 1030 мин, после чего охлаждают, диспергируют до получения порошка необходи Омой зернистости, прессуют в холодномсостоянии при давлении, обеспечивающем в брикете остаточную пористостьне более 10% и спекают в свободномот пресс-Формы состоянии в термостате при повышении температуры от 50до 200 С + 10 С со скоростью 57 град./мин.ЭФФект повышения иэносостойкостиинструмента объясняется сохранениемвысокой прочности матрицы инструмента в связи с проведением наиболееинтенсивного периода дегазации шихты,цо холодного прессования. Приэтом предварительная дегаэацил шихтысоздает условия для осуществленияхолодного прессования до более высокой плотности, а проведение последующего процесса спекания - со значительно большей скоростью. Кроме. тоВ табл.2 представлены результатыиспытания таблеток, изготовленных из зго, при исполнении способа улучшается сыпучесть шихты за счет уменьшения удельной поверхности порошков, что дополнительно позволяет осуществлять холодное прессование на прессах-автоматах.П р и м е р . При изготовлении алмазных таблеток диаметром 6 мм, высотой 5 мм испольэовали шихту состава, об.%:Алмазный микропорошок АСМ 14101 ОСТ ГОСТ 9206-81 3Медный порошокПМС 2 1 ГОСТ 4960-75 57Связующее ПБ 40Алмазный микропорошок, медь и связующее смешивали в смесителе. Полученную шихту укладывали на металлический противень, который помещали в термостат типа СНОП при 120 С и вы" держивали в течение 20 мин, Термообработанную шихту диспергировали путем перетирания через сито с размером ячеек от 50 до 120 мкм, из полученных гранул формировали таблетки путем прессования до остаточной пористости 10%, Спекание таблеток производили в свободном состоянии в том же термостате при 50-200 С при скорости нагрева 6 град/мин.Таблетки охлаждали на воздухе.Алмазные таблетки испытывалгсь при тонком шлифовании методом прити. ра образцов оптического стекла маркк К 8 на станке типа 9 ШП. В табл.1 пред ставлен результат испытаний таблеток. изготовленных при оптимальных режимах в соответствии в приведенным шихты, термообработанной при 90150 С в течение 5-60 мин. Иэ табл.21227443 Таблица 2 Температуранагрева шихты,С Износ алмазных таблеток, мкм, за 30 обработанных поверхностей стекла после термообработ и шихты, м 1020 30 40 50 6 3 13 13 3 13 10 0 7 7 0 9 10 2 5 17 20 3 7 13 3 14 1 ть превосходит сося, когда пористо вершенно определе личину или когда ном прессовании з к давлению, необх ния в инструменте а б л и ц а 3 экос инстумента эа Способ изготовлинструмента 0 обрабоанных пове остей, мкм га емый,5 следует, что температура нагревадолжна находиться в диапазоне температур 100-40 С. В зависимости оттемпературы термостата выбирают выУменьшение пористости на этапе холадного прессования способствуетуменьшению износа инструмента пришлиФовании. Однако практически получить прессовку в холодном состояниис пористостью менее 57., как показывают опыты, невозможно, так как этомупрепятствует явление упругого последействия. Увеличение усилия прессования в этом случав приводит к ещебольшему разупрочнению прессовки. Поэтому износ инструмента увеличиваетную оптимальную веавление при холод-вышено по отношениюдимому для получе 57.-ной пористости. 4держку термообработки шихты; прио100 С выдержка минимальная 30 мин,при 140 С выдержка минимальная10 мин, а максимальная 30 мин. В табл,3 показано влияние пористости на износ инструмента, изготавливаемого по предлагаемому способу и по прототипу. Из табл.3 видно: в случае прототипа износ инструмента велик (15 мкм)при пористости 107., в то же время при этой пористости в предлагаемом способе износ инструмента значительно меньше (в 2 раза), Это объясняется тем, что в прототипе прочность инструмента снизилась во время спекания за счет сильного газовыделения , в то время как в предлагаемом способе газовыделение уменьшено благодаря предварительной тер - мообработке алмазной ших - ты.10 20 ВНИИПИ Заказ 2249/1 б Тираж 740 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ъКонечная температура нагрева приспекании 200+10 С является оптимальной независимо от того, каким способом инструмент изготовлялся: по прототипу или по предлагаемому. Приэтом на износ инструмента практичес 25ки не влияет изменение режима конечного нагрева от 180 до 225 С. Ограничение температуры нагрева связано сдругим свойством инструмента. Предлагаемый способ предназначен преимущественно для изготовления инструмента для тонкого шлифования оптического стекла. При этом важно, чтобыинструмент обеспечивал высокое качество шлифования. Одним из параметров, характеризующих качество шлифования, является наличие на шлифовальной поверхности дефектов в видецарапин определенной глубины. Установлено, что если спекание ведется 4 О до температуры менее 190 С или более210 С, то в том и другом случае ухудшается качество шлифования - на шлифовальной поверхности появляются царапины, превосходящие по глубине допустимые нормы (свыше 5 мкм).Скорость нагрева при спекании 5- 7 град/мин является максимально дойустимой. Увеличение скорости приводит к уменьшению стойкости инструмен. 50 та когда это увеличение происходит1в интервале температур 50-140 С (т.е, в период наиболее интенсивного газовыделения). В то же время увеличение скорости нагрева более 5-7 град/мин 55 в диапазоне температур 140-200 С создает опасность перегрева инструмента выше 210 С в связи с инерционностью нагревательного устройства термошкафа Уменьшение скорости нагреване влияет на эксплуатационные свойства инструмента, а лишь отражается наувеличении времени изготовления инструмента, что нежелательно. Температура, при которой инструмент помещается в термошкаф, не допкна превышать 50 С. При этой температуре уже начинается процесс размягчения смолы и взаимодействие ее с отвердителем,которое сопровождается выделением газов. Это непосредственно связано со скоростью нагрева инструмечта при спекании. При скорости нагрева 5-7 град/мин и начальной температуре 50 С газовыделение достигает значительной интенсивности. Превышение температуры 50 С при начальном нагреве приводит к появлению на инструменте вспучиваний и растрескиваний, при этом износ инструмента увеличивается, Нагрев можно производить и с более низкой температуры, например с комнатной (как в прототипе), Однако это будет недостатком в случае последовательного спекания нескольких партий инструмента в одном термошкафе, так как очередное охлаждение шкафа до комнатной температуры будет происходить значительно дольше, чем .до 50 С.