Алмазный инструмент

1 О твердосплавной матрицы 1 с выполненными в ней открытыми хотя бы с одной иэ сторон полостями. В полостяхразмещены алмазные зерна 2, удерживаемые в них металлом-связкой 3,температура спекания которой 600- 5950 С. На фиг. 1-3 ширина полостиобозначена Ь, а расстояние междуполостями 1.Алмазный инструмент изготавливают следующим образом.Перед спеканием твердосплавнойматрицы в процессе брикетирования вней выполняют полости путем прессования пуансоном, на рабочей поверхнОсти которого ВыпОлняют Выступый 15обратные по своей Форме полостямматрицы, с размерами, учитывающимипоследующую усадку матрицы при спекании, Полости в виде пазов могутбыть выполнены также путем прореэкиалмазным кругом после спекания заготовки матрицы. Затем готовую матрицупомещают в стальной стаканчик, глу"бина которого на 1-2 мм больше высоты матрицы, насыпают сверху навескуалмазного порошка и закрепляют стаканчик на вибростоле. Под действиемвибрации алмазные зерна заполняютполости, После этого зерна, не попавшие в полости, ссыпают, наклоняястаканчик, или удаляют кисточкой.В дальнейшем на матрицу уклады-.вают брикет связки, адгезионно активной к алмазным зернам и материалу,матрицы, и производят спекание,например, в. Вакууме без давления 35при 600-950 С в зависимости рт состава связки.Закрепленные связкой 3 при 6009500 С синтетические алмазные зерна 2с термопрочностью до 1000 ОС сохраня. ют свою прочность, что позволяетобеспечить одинаковую интенсивностьизноса твердосплавной матрицы и алмазных зерен, Связка, удерживающаяалмазные зерна в полостях и спекаемая при 600-950 С, имеет твердостьв 3-10 раз меньшую, чем твердостьматрицы.При использовании зерен относительно малой термопрочности удерживающая связка должна иметь меньшуютемпературу спекания и, соответствен-,но, твердость до 10 раэ меньшую, чемтвердость матрицы. Для закрепленияалмазов относительно высокой термопрочности (до 1000 С) используютсясвязки с более высокой температуройспекания и твердостью в 3 раза меньшей, чем твердость матрицы, Обладаяменьшей твердостью, связка имеет,соответственно, меньшую износостойкость, однако от повышенного износаее предохраняет твердосплавнаяматрица, которая дробит крупные частицы разрушенного материала, во много раз уменьшая эФфект их воздейст вия на более мягкую связку. Крометого, матрица предохраняет связку иот гидроабраэивного износа мелкимичастицами разрушенного материала,так как последняя находится на некотором заглублении в полостях матрицы,Эффект защиты связки матрицей наибольший при минимально возможнойтолщине ее слоя между зернами истенкой Полости. Это достигается тем,что ширина полости выполняется рав 1,95 дной -ф- , где д - средний прочностизерен, определяеьый микроскопическимметодом (ГОСТ 9206-70);- среднееотношение длины зерна к его ширине.При этом синтетические алмазные зерна, имеющие, как правило, неправильную Форму, войдут в полости матрицы,ориентируясь своей длиной вдоль осипродольной полости, максимально приближаясь своими боковыми гранями кстенкам полости.В данном случае в полости матрицы пройдут все зерна основной фракции порошка, составляющей более 70его массы, и мелкой фракции - до 15%, Зерна крупной фракции (до 15 массыпорошка) не проходят в полости иудаляются в процессе изготовленияалмазного инструмента. При этом зерна основной Фракции работают с, максимальной эффективностью.Для использования всего. порошка, включая крупную фракцию, ширина полости должна быть выполнена равной2,10 Мд- и етом случае н Полости войдут все зерна порошка, соответствующего ГОСТ 9206-70. Дальнейшее увеличение ширины полости нецелесообразно, так как эффективность защиты удерживающей. связки матрицей снижается.Эффектиная работа зерна может быть обеспечена в том случае, когда зерно срезает оптимальную для данных условий стружку, которая, в свою очередь, определяется расстоянием между зернами, Это расстояние определяет и дли ну защитного целика матрицы, расположенного за зерном по отношению к направлению скорости резания и предохраняющего зерно от преждевременного выпадения из связки, С целью обеспечения прочности удержания зерна длина целина выбирается в зависимости от прочности обрабатываемого материала в пределах 1-7 среднего размера зерна, причем для мягких пород выбираются меньшие значения, для более прочных - большие. При среднем расстоянии между полостями, большем 7, количество зерен на единицу площади абразивного элемента недостаточно для эффективной работы инструмента, так как образующихся в процессе реэания частиц разрушенного материала недостаточно для износа матрицы. Происходит эашлифовка алмазов - процесс, при котором износ алмазов опережает износ связки, и инструмент теряет производительность.Алмазный инструмент работает следующим образом.Требуемое количество элементов закрепляют, например, на корпусе торцового шлифовального круга, периферийного шющфовального круга или дисковой пилы.Алмазные инструменты с полостямн в виде отверстий (Фиг. 1) и пересе кающихся пазов (фиг. 3) не требуют ориентации относительно направления скорости резания. Алмазный инструмент с полостями в виде параллельных пазов (фиг. 2) должен быть ориентирован таким образом, чтобы продольные оси пазов были направлены перпенди.кулярно скорости резания.При.обработке высокоабраэивных материалов алмазные зерна срезают микростружки, образуя разрушенные частицы, крупностью 2-200 мкм. Износостойкая твердосплавная матрица эффективно дробит крупные частицы разрушенного материала, чем предохраняет удерживающую связку от повышенного износа, а алмазные зерна от преждевременногавыпадения иэ.связки. Тем самым обеспечивается высокая износостойкость и производительность инструмента.Испытанияобразцов показывают, что удельный расход алмазов в предлагаемом инструменте, в 10 раз мень" ше, чем в инструменте на металлической связке.В процессе работы известного инструмента удельный расход алмазов. составляет 0,5 карат/дм . Стоимость3. одного карата алмазов в шпифовальном инструменте в среднем составляет 3 руб. При шлифовании одного квадратного метра бетЬнных плит с покоыткем песчано-цементного раствора разф рушаемый объем составляет 2 дм , т.е. удельный расход алмазов составляет 1,0 карат/м. При этом затраты при использовании известного инструмента составляют 3 руб/м , а предлагаемого инструмента в среднем 0,3 руб/м 2Формула изобретения101. Алмазный инструмент, содержа,дий корпус с полостями, в которыхрасположены алмазные зерна, закрепленные связкой, о т л и ч а ю щ и йя тем что с целью повышенияработоспособности, корпус выполнентвердосплавным, расстояние между,полостями составляет 1-7 среднегоразмера зерна, а ширина каждой по лости выбирается в пределах1 ф 95 О сЬ2 ф 10где Ь - ширина полости;д - средний размер.зерна в порошке;М.- отношение длины зерна кего ширине.2. Инструмент по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что полостивыполнены в виде отверстий с квадратным поперечным сечением.3. Инструмент по п.1, о т л ич: а ю щ и й с я тем, что полостивыполнены в .виде параллельных пазовс прямоугольным поперечным сечением.4. Инструмент по п.1, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что полости 40 выполнены в виде пересекающимсяпазов,Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе 45 1. Авторское свидетельство СССР Р 420444, кл. В 24 О 7/Об, 1971.