Способ изготовления алмазного инструмента

(п 990418 ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 23,01.83. Бютлетень3Дата опубликования описания 28.01.83 нф делам нзееретеннй н етнрмтийВ. Н. Лившиц, А. А. Бугаев, Р. К. Богданов, В. Ф, Фадеев,Т. П. Титова и А, Н. Ивженко Ордена Трудового Красного Знамени институтсверхтвердых материалов АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению алмазного абразивного инструмента, и может быть использовано, например, при изготовлении буровых коронок.Известен способ изготовления алмазного инструмента из алмазной массы, содержащей зерна алмаза и наполнителя, скрепленные металлической связкой, и 3 - 15 об.% порошка графита,. предварительно металлизированного Ге, Со, %. При изготовлении инструмента из алмазной массы алмазный порошок смешивают с порошком связки и наполнителя. Наполнитель данной алмазной массы включает порошок графита, предварительцз металлизированный Ге, Со, (х(1. Полученную массу формуют и спекают 1.Недостатком. известного способа является низкая износостойкость инструмента.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления алмазного инструмента, ввключающий формирование рабочего слоя инструмента путем послойного нанесения на зерна алмаза клеюшего вешества, порошков наполнителя и металлической связки и последующее совместное 2сцкани рдбочгО слоя с корит.ом инструмента.Г 1 роц.сс изготовления д,:1 мазн)О и истру мента проводят следукнцим образом. Поверхность.алмдзцых зрц смачиваютклеюши м веществом и тщательно иерем 1 п ивают. К алмазным зернам, смчиным клюющим веатвом, постецеен) добавляк)т ИО- рошок наполнитля, например, никеля. 11 ри 1 Опродолжаю)цмся перемешивдшц (накатываниии) алмазный комок распадается на отдельные алмазные зерна; покрытые слОм и- таллического порошка. Верхний наружный слой образуется порошком металлической связки, например железом, медью, данным способом. Затем полученные гранулы сц.кают и одноврмсццо закрепляют на корпусе 121. Недостдтком цзвстцогО способа является низкая изцосОстойкость ицстр ч. ид вслдствие тго, чтО каждолх 1 иго ц пи находится в жесткой м 1 лличс.й Об.ч ке, что не обесцсчивдт амортизации ири р;,- боте алмазного зерна и в з,ц,сз р,ю,р.шивание и его преждевремИпн. р,зряици.10 15 20 30 35 40 50 55 Целью изобретения является повышение износостойкости алмазного инструмента.Для достижения цели согласно способу изготовления алмазного инструмента, включающему формирование рабочего слоя путем послойного нанесения на зерна алмаза клеюшего вещества, порошков наполнителя и металлической связки и последующее совместное спекание рабочего слоя с корпусом инструмента, перед нанесением порошков наполнителя и металлической связки на зерна алмаза предварительно наносят слой порошка графита, в количестве 3 - 8% от веса алмазных зерен,Изготовление инструмента осушествляют следующим образом.Навеску алмазного порошка смачивают клеящим веществом. К алмазам, смоченным клеяшим вешеством, добавляют 25% расчетной навески порошка графита, Полученную массу тщательно перемешивают и получают алмазные зерна, покрытые слоем графитового порошка.Первичные гранулы помещают в гранулятор и заносят оставшуюся часть навески Графитового порошка, смачивая гранулы суспензией (смесь спирта с глицерином, 5%-ны раствором каучука в бензине или любым другим смачиваюшим вешеством). На полученные графитовые гранулы наносят слой напЬлнителя. В качестве наполнителя могут быть использованы различные тугоплавкие материалы, например карбиды вольфрама, карбиды титана.При нанесении слоя наполнителя графитовые гранулы также смачиваются суспензией. Полученные гранулы покрывают слоем металлической связки (в качестве связки могут быть использованы различные композиции на основе меди, олова, железа, никеля и других материалов). Грануляцию проводят до достижения гранулами требуемого расчетного веса. Необходимое количество предварительно просушенных графитовых гранул засыпают в графитовую пресс-форму. В качестве приварочного слоя используют смесь материала наполнителя и связки. Устанавливают корпус. Производят спекание материала матрицы с одновременным закреплением на корпусе. Инструмент передают на механическую обработку. Пример Берут 1 г (5 карат) алмазного порошка марки АСС, зернистости 250/200. Навеску алмазного порошка смачивают клеящим веществом - эпоксидной смолой ЭД 20 в количестве 0,01 г, что составляет 1100 от веса алмазного порошка,К алмазам, смоченным клеяшим веществом, добавляют 25% навески порошка графита - 0,02 г. Количество графитового порошка составляет 8% от веса гранулируемых алмазных зерен, т, е. 0,08 г. Полученную массу тщательно перемешивают. Первичные графитовые гранулы помещают в гранулятор и накатывают оставшуюся часть навески графитового порошка. При этом гранулы периодически смачиваются 5%-ным раствором каучука в бензине, На полученные графитовые гранулы, смоченные раствором олеиновой кислоты и вазелинового масла (1:2), наносят слой наполнителя. В качестве наполнителя используют карбид вольфрама.Полученные гранулы покрывают слоем металлической связки. При нанесении металлической связки на гранулы добавляют смачиваюшее вещество - 5%-ный раствор каучука в бензине). Гранулы подсушивают и засыпают в графитовую пресс-форму. В качестве приварочного слоя используют смесь наполнителя и металлической связки в соотношении 50:50 об. % - 11 г ВК 6 и 7 г медного порошка.Устанавливают корпус. Производят спекание матрицы с одновременным закреплением на корпусе при ( = 950, времени спекания Т 15 мин и давлении Р = 200 кг/смСогласно описанной технологии была изготовлена и испытана партия опытных коронок.Экспериментальные исследования изготовленного инструмента проводили в лабораторныхусловиях на специальном стенде, созданном на базе радиально-сверлильного станка 2 А 55. В процессе экспериментальных исследований в лабораторных условиях при бурении фиксировали осевую нагрузку (манометром); потребляемую мощность (ваттметром); проходку (лимбом, установленным на сверлильной головке станка с точностью до 1 мм); время бурения (секундомером).Коронка отрабатывалась до полного износа рабочего слоя. Данные отработки инструмента приведены в табл. 1 и 2. Как видно из табл. 1, использование графитового порошка повышает износостойкость инструмента (износостойкосгь определяли по величине проходки на коронку).Слой графитового порошка заполняет неровности на поверхности каждого алмазного зерна. При бурении твердых и очень твердых пород, когда возникают значительные силы трения и происходит интенсивное тепловыделение, слой графитового порошка, пропитанный связкой, сулижт смачиваюшим материалом для алмазных зерен и в качестве мягкой амортизации оболочки предохраняет зерна от скалывания и раскрошивания при ударах. Уменьшение содержания графита ниже 3% не дает возможности создать вокруг алмазных зерен зашитной оболочки и не предохраняет зерна от температурного воздействия и ударных нагрузок. Повышение содержания графита выше 8% не дает возможности равномерного и быстрого износа алмазных зерен, материал становится мало990418износостойким и изнашивается намного быстрее, чем зерна алмаза.Алмазные зерна при этом преждевременно выпадают, полностью не отработав свойресурс.Применение предлагаемого способа изго При этом затраты на 1 короньу сократовления инструмента позволяет повысить тятся на 7,5 - 17,2 руб/коронку. 6проходку на коронку при бурении гранита Х категории на 35 - 70%, что даст возможность сократить затраты на метр бурения на 0,84 руб/и в . 1,46 руб/м. Таблица 1 Проходкана коронку,м, при бурениигранита Хкатегории Компоненты грануляции Содержаниеграфита вгранулах,вес.3 зернистость наполниалмазного тель связка порошка 250/200 ВК 6 10,2 7,0 11,8 9,0 6,7 Известныйспособ 6,7 Таблица 2 Содержаниеграфита вгранулах,вес.Ф Компоненты грануляции Проходкана коронкупри бурениипесчаника1 У категории зернистость алмазного порошка напол- нитель связка 250/200 51 й,15,7 Сцйп 16,0 1 ч,8 11,0 Известныйспособ 10,9990418 форл 1 ула изобретения Составитель С. Багрова Редактор Н. Джуган Техред И. Верес Корректор Г. Решетник Заказ 11093/17 Тираж 811 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Способ изготовления алмазного инструмента, включаюший формирование рабочего слоя путем послойного нанесения на зерна алмаза клеяшего вещества, порошков наполнителя и металлической связки, и последующее совместное спекание рабочего слоя с корпусом инструмента, отличиющийся тем, что, с целью повышения износостойкости,перед нанесением порошков наполнителя иметаллической связки на зерна алмаза предварительно наносят слой порошка графита,в количестве 3 - 8/о от веса алмазных зерен.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторско, свидетельство СССРМо 228557, кл. В 24 Р 3/06, 1966.2. Авторское свидетельство СССРЮв 132970, кл. В 24 Р 3/06, 1960,