Масса для изготовления алмазного инструмента

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 150 4 В 24 1) 3 34 ОПИСА К АВТОРСН Е ИЗО Н щая чения стекл анной нчест брони, равоотношеном нии,5-2 т аль но ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) МАССА ДЛЯ. ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащая порошок алмаза, органическое связующее и металлический наполнитель денд ЯО 227441 итной формы, о т л и ч а ю я тем, что, с целью увел ъемапри тонком шлифовании повышения качества обрабо оверхности, в качестве мет ого наполнителя масса соде у при соотношении олова и1-5:40-44, при следующе компонентов, мас.й:Порошок алмаза 1 Органическое связующееБронза ОИзобретение относится к изготовлению алмазного инструмента на органической связке, предназначенногодля тонкого шлифования оптическогостекла, и может быть использовано встанкоинструментальной, оптико-механической или электронной промышленности,Цель изобретения - увеличениесъема стекла при тонком шлифовании и 10обеспечение при этом высокого качества обрабатываемой поверхности эа счетсообщения массе требуемых физико-механических свойств.Масса содержит алмазный порошок, 15органическое связующее и наполнительв виде бронзы дендритной формы приследующем соотношении компонентов,мас, 7.:Порошок алмазаОрганическое связующее 5-ОБронза дендритнойформы ОстальноеСоотношение олова к меди в бронзе 25составляет 1-5:40-44. Композицию, содержащую оловянистую бронзу, изготавливают путем смешивания порошков меди, олова и хлористого натрия; спекания их в восстановительной атмосфере 30при 720-760 С; охлаждения в воде",растворения и удаления хлористогонатрия; сушки и циспергирования,1,5-2 20 Смешивание компонентов производит, - ся в следующей последовательности: 35 металлический наполнитель смешивают с связующим, смесь термообрабатывают при 100-120 С (с целью проведения частичной дегазации связующего), получившийся малопрочный спек дисперги рунт и смешивают с алмазным порошком, Прессование инструмента осуществляют в холодном состоянии, а спекают в состоянии, свободном от прессформ.Положительньп эффект - увеличение съема при шлифовании объясняется в основном увеличением жесткости опоры алмазных частиц в матрице инструмента, так как бронзовая основа в сравнении с медью и алюминием имеет более высокие прочностные характеристики.Как показал рентгеноструктурньп анализ, получаемый металлический на полнитель содержит оловянистую бронзу в виде Ы-фазы, а также некоторое количество чистой меди и олова. Аналогичных результатов по увеличению шлифующей способности инструмента можно добиться, если получать металлический наполнитель в виде бронзового порошка посредством предварительного спекания медно-оловянистой прессовки и последующего ее диспергирования.Установлено, что качество обрабатываемой поверхности зависит от соцержания в бронзе олова, от зернистости частиц бронзы и их формы. При этом качество обработки повьппается при: минимально допустимом содержании олова. в бронзе, уменьшении зернистости частиц и сохранении ими подобия дендритной либо осколочной формы. Частицы бронзы могут быть достаточно мелкими (в пределах 10-50 мкм), а их форма - близкой к дендритной. В этом отношении предлагаемый способ имеет преимущество, например, перед способом изготовления инструмента, в котором бронзовые порошки получали бы методом распыления, так как распыленные порошки отличаются сферической формой, а получение тонких фракций затруднительно.П р и м е р . Изготовление алмазного таблеточного инструмента для тонкого шлифования оптического стекла.При приготовлении металлического наполнителя порошки меди (ПМС), олова (ПО) и хлористого натрия (диспергированного) просеивают через сито с размером ячеек 50 мкм. Просеянные порошки взвешивают согласно варианта состава (табл.1), затем в барабанном смесителе в течение 1 ч. Полученную смесь порошков укладывают в металлическую емкость и плотно закрывают крышкой. Емкость с порошо ками помещают в печь при 740 С в среду диссоциированного аммиака, выдерживают 30 мин и охлаждают в воде. Получившийся малопрочный спек порошков растирают в фарфоровой ступке, после чего промывают несколько раз с целью удаления хлористого натрия,Смесь сушат, диспергируют путем растирания в фарфоровой ступке и просеивают через сито с размером ячеек 50 мкм.Дляизготовления алмазных таблеток (геометрические размеры 10 хЗ мм) используют состав шихты, вес.7.:Олово Медь Хлористыйнатрий 55 55 55 55 55 55 55 Пульвербакелит 735Металлическийнаполнитель 90,8Алмаз АСМ 14/10 1, 7Металлический наполнитель смешивают с пульвербакелитом. Смесь термообрабатывают (с целью проведения частичной дегаэации связующего) при 100-125 С и диспергируют до получения порошка с зернистостью менее 100 мкм. Полученный порошок смешивают с порошком алмаза. Прессуют таблетки в холодном состоянии (остаточная пористость 157.), а спекают их в состоянии, свободном от пресс-формы при повышении температуры в термостате от 50 до 200 С.Испытания изготовленного инструмента согласно изобретению проводились на станке 9 Ш при тонком шлифовании образцов оптического стекла марки Кпри следующих режимах:Число оборотов шпинделя, об/мин 1400Удельное давлениеинструмента на образецстекла, кгс/смЦикл шлифования, сШероховатость исходной поверхности (Вз),мкм 0,36СОЖ ЗОБ-ный.Для сравнения испытывали инструмент, изготовленный по известному способу. Результаты испытаний занесены в табл,2.Из табл.2 видно, что с увеличением содержания олова в составе увеличивается съем стекла при шлифовании, причем повышение съема стекласопровождается ухудшением чистотыобрабатываемой поверхности. Поэтомуграничные значения содержания олова 1 О в составе определяются вариантами 2и 6 (см. табл.2), Для подавляющегобольшинства случаев при шлифованиикрупногабаритной оптики достаточно,чтобы алмазный инструмент мог производить съем стекла (в указанных выше условиях) 23 мкм. Поэтому состав для изготовления металлическогонаполнителя по варианту 4 можно считать оптимальным.щ Влияние на работоспособность инструмента изменений в содержанииалмаза и органического связующегопри оптимально выбранном составе металлического наполнителя отражено в 25 табл.3 и 4.Из табл.4 видно, что уменьшениесодержания алмазного порошка в шихте приводит к увеличению износа инструмента, особенно в сочетании с максимальным содержанием связуюЩего, ауменьшение содержания связующего способствует появлению на обработаннойповерхности стекла отдельных глубокихцарапин, Наилучшие результаты работоспособности инструмента достигнутыпри изготовлении его из алмазной шихты варианта 2. Увеличение съемастекла в этом случае по сравнениюс прототипом - в 1,7 раз.1227441 Т а б л и ц а 2 Вариант состава Показатели работоспособности алмазного инструмента Съем стекла, мкм Примечание Недостаточный съем 0,05 10 0,05 13 0,0 б 0,08 23 0,08 30 Б О, 09 - максимально допустимое 0,09 значение 012 41 Появление глубокихцарапин Известный (прототип) 10 0,.05 Недостаточный съем Таблица 3 Компоненты 45 2 0 5 0 7,Композиция металлов, содержащаяоловянистую бронз э 5 9320 93 ф 5 90,8 8 металлического наполнителя Алмаз (АСМ 14/1Пульвербакелит Шероховатостьобрабатываемойповерхности(Бз.), мкм одержание компонентовлмазной шихты, вес.Е227441 Т а б,ч и ц а 4 Показатели работоспособности алмазного инструментаПримечание Сьем стекла мкм Износ инстшихты 1 б 0,09 24 14 0,08 23 3 0,05 22 19 Предельный износ ин-та 22 0,05 14 Появление грубых царапин 25 0,09 Известный,(прототип) 10 0,05 Составитель Н.БалашоваРедактор М.Келемеш Техред Г.Гербер Корректор, И.Муска Заказ 2249/16 Тираж 740 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5(Ва) мкм румента за30 циклов,мкм Появление грубих царапин Оптимальный вариант