Масса для изготовления абразивного инструмента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ1722803 ЕСПУ БЛИК 5)5 В 2403 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОБРЕ ТЕН ПИСАНИ ВУ ЮРСКОМУ УВИДЕТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРНСТРУМЕ НТА ование: изготовление абрази ента из сверхтвердых матер сть изобретения: абраэивна ит алмазные порошки, окисл ных металлов, кремниймоли кремнийвольфрамовую кисл ьное железо. 2 табл. 99/08(54) МАССА ЗИВНОГО И (57) Использ ного инструм алов. Сущно масса содерж редкоземель деновую или ту, карбонил(21) 48039 (22) 22,03 (46) 30.03 (71) Нау "Импульс (72) И.В. Турский (53) 621,9 (56) Автор М 146345 саулов, В,Н. Путимцев и М,Ю 22.079(088,8)ское свидетельство СССР8, кл. В 24 0 3/06, 1987. 1 ые, менее 5 мкм, мик редкоземельных мет венно окислов цери Изобретение относится к изготовлению кремниймолибденовая и/или кремнийвольабразивного инструмента из сверхтвердых фрамовая кислота 0,5-5,0; карбонильное материалов на металлической связке и при- железо остальное.гс менению этого инструмента при чистовой Использование в качестве основного обработке деталей из оптического и техни- компонента массы весьма тонких порошков ческого стекла и других неметаллическихжелеза, полученных карбонильным спосоматериалов, бом с размером частиц 0,5-10 мкм, способЦелью изобретения является повыше- ствует равномерному распределению ние качества обработанной поверхности оп- режущих элементов - тонких от 1,0 мкм и тических деталей, увеличение вышемикропорошковалмазовиокисловрепроизводительности инструмента и умень- дкоземельных металлов в металлической а шение расхода алмазов. матрице при повышенном содержании реДля достижения поставленной цели в жущих частиц. Ы составе на основе железа, включающем ле- Использование в качестве легирующего гирующие компоненты; а также микропо- компонента кремниймолибденовой кисло- рошки алмазов и других абразивных тыиликремнийвольфрамовойспособствует наполнителей, в качестве основного компо- при смешивании компонентов массы обранента массы использован мелкодисперс- . зованию разделительной пленки, облегчаю- Ы ный порошок карбонильного железа, в щей достижение равномерного качестве легирующего компонента крем- распределения микропорошков гетерогенниймолибденовая или кремнийвольфрамо.- ной смеси. При нагреве в процессе спекавая кислота, а в качестве абразивного ния образуется на поверхности частиц наполнителя тонкодисперсные порошки. тонкая защитная пленка, предотвращаю- окислов редкоземельных металлов (РЗМ), щая от растворения микропорошки алмаза преимущественно окиси церия, в железе при температурах их активногоКомпоненты входят в состав в следую- воздействия. щих соотношениях, мас.о: алмазные мик- . Тонкодисперсн роропорошки 3,0-15,0; микропорошки порошки окисловалокислов редкоземельных металлов 5,0-20,0; лов, преимущест я,снижают шероховатость обрабатываемойповерхности при чистовой обраббтке стекла.Для экспериментальной проверки состава подготовлены смеси ингредиентов(см. табл. 1). Все составы, приведеннь 1 е втабл. 1, использованы с одинаковой зернистостью микропорошков алмазов однойпартии АСМ 10/7.В качестве основного компонента использовали порошки железа с размером частиц 0,5-10,0 мкм, полученногокарбонильным способом, марки ОС 4-6-2,Так как в состоянии поставки порошок содержит до 10% конгломератов (крупки),предварительно производили отсев конгло-,мератов,В качестве абразивного наполнителяиспользовали микропорошки (менее 5 мкм)окислов редкоземельных металлов, в частности диоксида церия. В качестве легирующего компонента использоваликремниймолибденовую или кремнийвольфрамовую кислоту. Кислоту вводили в составмассы в виде насыщенного водного раствора.Смешивание компонентов массы можетбыть осуществлено на серийном смесительном оборудовании по известной технологии, Однако наибольший эффект достигнутпри смешивании в реакторе аппарата вихревого слоя (АВС), при этом использованэффект воздействия на шихту магнитныхтел, движущихся во вращающемся магнитном поле,Использование АВС сокращает циклсмешивания в 100-1000 раз до 0,5-2,0 мин.Но основной эффект АВС заключается вравномерном распределении компонентов,распределении раствора кремнйймолибде. новой кислоты в виде тонкой пленки на поверхности порошков компонентов шихты, атакже активации компонентов смеси, позволяющей снизить температуру спеканиябрикета и повысить его механические, свойстваПоследующие операции изготовленияинструмента не отличаются от известнойтехнологический схемы; аодсушивание смеси, гранулирование ее, холодное брикетирование в пресс-форме при 200-600 МПа,спекание в вакууме или защитной атмосфере при 800-900 С, Для получения большейточности размеров и формы инструментавозможна калибровка в холодном состоянии.. Изготовлены алмазные инструментыразных форм и размеров для чистовой обработки плоских и сферических деталей с микропорошками алмазов от АСМ 3/2 до АСМ 40/28. Сравнительные испытания эксплуатационных свойств проведены при плоскомшлифовании стекла марки К 108.Результаты сравнительных испытаний5 алмазных инструментов, изготовленных сиспользованием указанных составов, приведен в табл 2В качестве смазочно-охлаждающего технологического состава использован водный10 раствор 0,2-0,3 состава, содержащего высокомолекулярный полиэтилен-полиамин,Состав имеет торговую марку "Оптика".Работоспособность инструмента оце. нивалась съемом стекла за один цикл шли 15 фования, принятый равным 2 мин, а такжеизменением производительности послешлифования 30 деталей (60 машинных минут работы). Каждая деталь предварительнообрабатывалась более крупным алмазным20 зерном, имела шероховатость 81,1-0,90мкм,В табл. 2 представлены результаты изменения режущей способности алмазногоинструмента, которая выражается отноше 25 нием съема с детали в конечный цикл к начальному, средней скорости износаинструмента, изменения шероховатости поверхности,Для инструментов, изготовленных иэ со 30 ставов в заданных пределах соотношениякомпонентов массы, характерно хорошеесостояние эксплуатационных свойств: повышенная режущая способность, менее выраженное изменение режущей способности35 по времени работы, пониженный износ инструмента, выше качество обработанной поверхности.Отклонение от заданных пределов изменяет в худшую сторону эксплуатацион 40 ные свойства, инструмента. Так,пониженное содержание алмаза до 1 мас,0(пример 3 табл. 1 и 2) сопровождается снижением в 2 - 3 раза производительности обработки, значительным затуплением, более45 высоким износом инструмента, увеличивается шероховатость поверхности,Повышенное содержание алмазныхмикропорошков (пример 5, табл, 1 и 2) обеспечивает повышенную производительность50 обработки (до 20), однако при этом в трираза увеличивается износ инструмента, увеличивается шероховатость поверхности,Пониженное содержание окислов РЗМ(пример 9, табл. 1 и 2) снижает производи 55 тельность в 1,5 раза, ухудшает качество поверхности.Увеличение содержания окислов РЗМвыше предложенного предела (пример 8,табл, 1 и 2) повышает износ инструмента в3-4 раза,2,0 0,2 0,5 37,5 7,5 7,57,5 7,5 10,0 10,0 10,0 13 1 Ц 6,5й Пример 10, табл. 1.и 2, показывает изменение свойств инструмента при уменьшении.содержания кремниймолибденовой кислоты ниже заданного предела: значительное снижение режущей способности, повышенный износ инструмента, снижение качества обработанной поверхности- высокая шероховатость, царапины.Превышение содержания этого компонента выше заданного предела пример 13, табл. 1 и 2) приводит к снижению режущей способности, повышению затупляемости инструмента, хотя при этом снижается износ и улучшается качество.Лучшее сочетание эксплуатационных свойств имеет инструмент, изготовленный из состава 1, табл. 1 и 2;Инструменты на этой связке обладают повышенными режущими свойствами, которые сохраняются в течение продолжительного времени беэ правки, обеспечивают повышенное качество обработанной поверхности беэ царапин и увеличение производительности шлифования.Износостойкость разработанного инструмента превосходит известные в 2-3 раза, что оебспечивает сохранение в процессе работы заданных размеров и формы и уменьшение удельного расхода алмаза,Ф о р мул а из обре те н и я Масса для изготовления абразивного 5 инструмента, включающая связку на основежелеза, микропорошки алмазов и абразивных наполнителей, а также легирующий компонент, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества обрабатывае мой поверхности оптических деталей причистовой обработке, увеличения производительности шлифования и уменьшения удельного расхода алмазов; в качестве связки масса содержит порошок карбонильного.15 железа, в качестве легирующего компонен та - кремниймолибденовую или кремнийвольфрамовую кислоту, в качестве абразивного наполнителя - окислы редкоземельных металлов, при следующем соот ношении компонентов; мас.фД;.Микропорошки алмазов 3,0-15,0 Окислы редкоземельныхметаллов 5,0-20,0 Крем ниймолибденовая25 или кремнийвольфрамоваякислотаКарбонильное железоТаблица 11;22803 Таблица 2 Линейный съем с детали за цикл 2 мин,мкм Суммарныйлинейныйсьем с30 деталей,мкм/ч Измене" ние режущей способности 3 Средняя скоростьлинейного износа,мкм/мин При".мер Шероховатость поверхности стекла Ко мкм после об"работки начальная начальный конечный,1-я деталь 30-я деталь стекла инструмен"та 16 26 38 25 41 420 670 840 530 960 12 19 23 14 30,4 75 72 65 56 74 2,45 125 0,62 0,5 0,86 7,0 111 14,08,816,0 1,05" 1,0 1,05-1,0 1,05-1,0 1,0-0,95 1,05"0,95 Составитель В.КоноваловТехред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор О,Спесивых Заказ 1026 Тираж Подписное , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 40 30 30 20 17,6 8,8 42 36 45 40 36 25 41 33 42 33 28 18 75 67 50 85 89 69 78 78 65 980 770 280 1120 1210 880 1010 1050 630 16,3 12,8 4,8 18 7 20,1 14,6 16,9 17,5 10,4 078 0,88 1,23 1,35 2 70 0,65 1,60 055 е1, 05-0,951,0-0,951,05-1,01,05"1,0105-0 9510-0,951,0"0951,0-0,951,0-0,95 0,100,12012-0,140,12-0,140,12"0,160,120,10о,1 о-а,о 80,14-0,20Царапиныо,14-о,2 а0,12-0,160,10-0,080,10-0,080,10