Способ изготовления алмазного инструмента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 0 3/06 йо 4 ОПИСА ОБРЕТЕНИЯ ТВУ ОМ,Ф СВИДЕ КАВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 559816, кл, В 24 0 3/06, 1972.(57) Изобретение относится к областиинструментальной промышленности иразличным отраслям приборостроения.С целью повышения стойкости и ревущейспособности инструмента, величинупредварительного закрепления выбирают0,3-0,5 размера зерна; при этом связку для предварительного закрепленияберут в 1,5-2,0 раза мягче связки дляокончательного закрепления или проводят эту операцию в два этапа, причемтвердость связки 1-го этапа. в 2,53,0 раза, а второго в 1,15-2,0 разаменьше, чем для окончательного закрепления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к.инструментальной промьппленности и приборостроению и касается способа изготовления алмазного инструмента на гальванической связке.Целью изобретения является повыше ние стойкости и режущей способности инструмента за счет повышенной концентрации крупных алмазов.Описываемый способ изготовления алмазного инструмента на гальванической связке заключается в последовательном нанесении крупных алмазов, предварительном их закреплении с доводкой инструмента по размеру или форме, нанесении мелких алмазов и окончательном заращивании металлом- связкой, причем предварительное закрепление производят на величинч Н ( ( 0,3-0,5 А, где А - размер зерен алмазов. При этом связку для предваритель ного закрепления крупных алмазов илиберут в 1,15-2,0 раза мягче связки, применяемой для окончательного заращивания, или предварительное закрепление производят в два этапа путем последовательного нанесения связки вначале в 2,5-3,0 раза, а затем в 1,15-2,0 раза мягче связки, применяемой для окончательного заращивания, высота слоя связки первого этапа предварительного закреплениясоставляет Ь0,05-015 А.Уа фиг. 1 - сечение алмазоноснойповерхности с окончательным заращиванием связкой, содержащей мелкие алмазы; на фиг. 2 - сечение алмазоносной поверхности с окончательнымзаращиванием связкой; на фиг. 3-сечение алмазоносной поверхности спредварительным закреплением крупныхалмазов в два этапа; на фиг.схема доводки де размера путем раз. ворота крупных алмазов. Алмазный инструмент состоит из корпуса 1, нанесенных на него круп.ных алмазов 2, закрепленных предварительно слоем 3 металла. После разворота зерен 2 ойи окончательно эаращиваются либо слоем ч металла (фиг. 2), либо слоем 5 металла с мел кими алмазами 6 (фиг. 1 и 3). Слой для предварительного закрепления может состоять из двух частей 7 и 8 разной твердости.Способ осуществляется следующим образом. На поверхность инструмента известными методами гальваностегии наносяталмазные зерна 2 крупных размеров и предварительно закрепляют их посредством гальванического заращиванияметаллом-связкой 3. Обычно величинапредварительного заращивания составляет Н0,2 А, В описываемом способепредварительное закрепление производят на величину Н (0,3-0,А . Такая величина предварительного закрепления обеспечивает надежное закрепление единичных зерен, выступающих5эа габарит инструмента, в процессеих разворота при обработке по методувыглаживания. Если величина слоя дляпредварительного закрепления принимается в обычно принятых пределах(Н 6 0,2 А), то происходит удалениевыступающих за габарит инструментаалмазов, снижается их концентрацияв алмазоносном слое, .что предопределяет их пониженную стойкость и режущую способность. При применении разворота алмазов сохраняется получен-ная в процессе нанесения концентрация крупных алмазов.После предварительного закрепления крупных алмазов инструмент переносят на токарный станок соответствующих размерам инструмента габаритов, Инструмент 9 закрепляют в патроне станка и придают ему вращение,а в реэцедержателе устанавливаютстержневой инструмент 10 в виде вьг1глаживателей и сообщают ему перемещение вдоль инструмента. При этом радиальное положение инструмента устанав=- ливают с целью получения необходимогоразмера. При прикосновении выглаживателя к выступающему за размер зернув результате действия касательнойсилы происходит разворот последнегов связке, В результате упругого последействия зерна могут частично возвращаться к первоначальному положению, Поэтому в ряде случаев эту операцию повторяют несколько раз либопутем последовательного приближениявыглаживателя на заданный размер,либо путем нескольких проходов при. одной установке выглаживателя в радиальном направлении. В качествевыглаживателя могут использоватьсяалмазы в оправе,Исследования показали, что электролит, обеспечивающий твердость никеля НВ=100-120, может применятьсядля инструментов, в которых крупныезерна не превышают размера 160/125.При больших размерах алмазных зеренупругое последействие настолько возрастает, что для разворота выступающих эа габарит зерен приходится применять только многопроходный вариант операции с числом проходов до 610, В этом случае удается развернуть.выступающие зерна в требуемое положение, но при этом вокруг зерна в металле-связке появляются микротрещиныи значительно снижается прочностьзакрепления зерен, Это объясняетсяхрупкопластичным.характером разрушения никелевых покрытий, полученныхиз сернокислых электролитов.Экспериментально установлено,что, закрепляя предварительно алмазызернистостью 200/160-315/250 болеепластичным металлом, удается уменьшить упругое последействие и за 1-2прохода развернуть крупные алмазы втребуемое положение, Этому требованиюсоответствуют никель, полученный изсульфаминового электролита, и медь,твердость которых в 1,15-2,0 разаменьше твердости никеля, полученногоиз сернокислого электролита, При использовании более мягких металлов(цинк, кадмий) реэко снижается прочность закрепления единичных зерен иповышается расход алмаза при обработке.В то же время при использовании 35более крупных алмазов (400/315 икрупнее) применение сульфаминовогоникеля и меди не дает положительныхрезультатов, так как приходится применять многократные проходы для разворота алмазов, что ослабляет закрепление зерна.В результате разворота зерен в слое предварительного закрепления 45 наибольшее перемещение имеют точки, расположенные ближе к корпусу инструмента. Перемещение этих точек определяет в значительной мере упругое последействие. Экспериментально уста" 50 новлено, что если предварительно заращивать крупные зерна на величину (0,05-0,15)А металлом, имеющим твердость в 2,5-3 раза меньше, чем сернокислый никель, а затем до уровня (0,3- 0,5)А сульфаминовым никелем или медью, то можно за 1-2 прохода развернуть алмазы зернистостью 400/ /315 и крупнее в требуемое положение. Таким образом, предварительное закрепление для этих алмазов должнопроводиться в два этапа, при этомпервоначально - более мягкими металлами, например цинком, кадмием,После операции доводки до размераосуществляют либо окончательное заращивание алмазов электроосажденнымникелем до полного закрепления, либонанесение и закрепление более мелкихалмазов 6. Последний вариант используется для инструментов, применяемыхпри обработке материалов с повышенной абразивной способностью, напримердревесно-стружечных плит, высокопористых, стеклокристаллических материалов и т.п,В зависимости от требуемой точности и обрабатываемого материала операцию нанесения и закрепления более мел"ких алмазов можно выполнять несколь-,ко раэ, совмещая с доводкой до раз-мера или формы до нужного насыщенияповерхностного слоя инструмента.П р и м е р. Были изготовлены головки 9 18+0,05 с различным исполнением алмазоносного слоя. Алмазоносныйслой состоял из крупных алмазов иалмазов АСМ 60/40 в поверхностномслое. Общая. зарощенность крупных алмазов (0,7-0,75)А,Окончательное заращивание производили никелем из сернокислого электролита содержащего, г/л; КЫО 7 Н О300; ЯхС 1 бН О 30; Н ВО, ,30, дляпредварительного закрепления использовали никель из сульфаминового электролита содержащего, г/л; Нд(ВНЯО)з"4 Н О 350; ЯъС 1 6 Н О 40;Н ВОз 30,цинк из сернокислого электролита содержащего, г/л: Еп 80 7 Н О 200;Над 804 Н О 50; А 1(80 ) 18 Н,О 30,декстрин, олово иэ сернокислого электролита содержащего, г/л: ЯпБО 50;Н 80 80; Ма 80 50, фенол 8, столярный клей 3, й медь из сернокислогоэлектролита содержащего,г/л: СцБ 01250; Н,БО, 75; С Н ОН 8.Использовались стандартные режикй нанесения металлов.Разворот крупных зерен осуществляли на токарном станке ОТпри частоте п=160 об/мин за 1-2 прохода. Головки устанавливали на электродвигатель мощностью И=0,25 кВт, частота враще- ния головок п=2760 об./мин. Обрабатывали пластины стеклокристаллического материала постоянной ширинойРаэм алма 0,2 А (про- Никель иэ серно,7тотип) кислого раствора,110 160/125 Удаление выступающихзерен 0,40 А 160/125 31,4 То же Разворот выступающихзерен О, ЗА-,160/125 160/125 160/125160/125250/200 250/200 29,7 То же 0,25 А,37,3 ф 32,4 5 128306 6 мм при режимах =2 мм, Я 255 мм/мин. Обработку пластин производили до полного выхода из строя головки, т.е, , до износа алмазоносного слоя.ФОсобенности исполнения головок и результаты испытаний приведены в таблице.Приведенные данные показывают, что предлагаемый способ изготовления обеспечивает по сравнению с из вестнымбольшую стойкость инструмента. Формула из о бре тения15 1. Способ изготовления алмазногоинструмента на гальванической связкепутем нанесения крупных алмазов,предварительного их закрепления сдоводкой инструментао размеру иФорме, нанесения мелких алмазов иокончательного эаращивания металломсвязкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости и режущей способности инструмента за счет повышенной концентрации крупных алмазов, предварительное эа" крепление производят на величину Н О 3-0,5 А, где А - размер зерен алмаза, а связку для предварительного заращивания берут в 1,15-2,0 раза мягче связки, применяемой для окончательного эаращивания.2, Способ по и. 1, о т л .и ч а ющ и й с я. тем, что предварительное закрепление крупных алмазов производят в два этапа путем последовательного нанесения связки вначале в 2,5-3 раза, а затем в 1, 15-2,0 раза мягче связки, применяемой для окончательного заращивания, причем высоту Ь слоя связки первого этапа предварительного закрепления выбирают из соотношения Ь 0,05-0,15 А. Никель иэ сульфами,4нового раствора907 1283067 400/315 400/315 То же 0,4 А 04 А 400/315 400/315 0,4 Разворот вы,4 Аступающихзерен Продолжение табли Никель из серно,2кислого раствора110 Цинк толщинойО, 15 А, 35,ийикель из сульфаминового раствора,90.52,4 ОЛОВО толщиной,Ов 15 А,15 уй никель из суль-фаминового раствора,90 41,7 Цинк толщиной/5 изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проект 2/13 Тираж 7 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж2 Подпинного комитета СССРтений и открытий35, Раушская наб д.