Металическая связок для алмазного инструмента

металлическая связка для абразивного инструмента

Использование: область изготовления абразивного инструмента. Сущность: металлическая связка для абразивного инструмента, содержащая медь, олово, свинец и никель, в своем составе дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас. %: свинец 3-10, никель 5-15, бор 0,5-3, медь+олово остальное (при соотношении 4: 1). 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2113972

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, а именно к составу металлической связки для изготовления шлифовальных кругов из сверхтвердых материалов, предназначенных для механической обработки.

Известна металлическая связка для изготовления алмазного инструмента [1] , в состав которой входят следующие компоненты, мас.%:
Карбид хрома — 10 — 18
Медь — 7 — 9
Олово — 1 — 1,5
Кобальт — Остальное
В этой связке кобальт обеспечивает высокую прочность, ударную вязкость инструмента и надежное удержание алмазов.

Кобальт хрома обеспечивает дисперсионное упрочнение основы, повышая твердость и износостойкость инструмента.

Медь и олово образуют легкоплавкую оловянистую бронзу, которая выдавливается при горячем прессовании к стенкам графитовой пресс-формы, защищает ее от взаимодействия с прессуемым изделием.

При обработке гранита с высоким содержанием кварца связка дополнительно содержит железо и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид хрома — 10 — 18
Медь — 7 — 9
Олово — 1 — 1,5
Железо — 4 — 5
Никель — 5 — 6
Кобальт — Остальное
Железо повышает прочность связки, а никель — пластичность.

Алмазосодержащие режущие инструменты, например сегменты отрезных кругов, на этих связках изготавливаются методом порошковой металлургии из порошков исходных ингредиентов с применением горячего прессования при 1010 — 1050 o C.

Известна также масса для изготовления абразивного инструмента [2], включающая, мас.%:
Порошки и микропорошки сверхтвердого абразивного материала — 3,2 — 17,5
Дисперсные включения фосфидов металлов из группы: железо, марганец, никель — 4,2 — 26,2
Металлическая матрица (связка) — 56,3 — 92,6
Содержание ингредиентов в связке выбрано в следующем соотношении, мас.%:
Олово — 8,4 — 14,0
Фосфор — 2,2 — 3,7
Никель — 0,6 — 0,9
Свинец — 8,4 — 14,0
Марганец — 3,4 — 5,6
Мишметаллы (смесь редкоземельных элементов группы церия) — 1,4 — 2,3
Магний — 0,3 — 0,5
Медь — Остальное
Данная связка предназначена для обработки различных конструкционных и адгезионно-активных материалов, таких, как титановые сплавы, нержавеющие стали, латуни и др.

Недостатками инструментов, изготовленных на известных вышеописанных связках, являются склонность к засаливанию и недостаточная стойкость, что делает инструменты малопригодными при обработке низко-твердых материалов и керамики.

Наиболее близкой к предлагаемой является принятая за прототип металлическая связка для алмазо-эльборового инструмента [3], которая имеет следующий состав, мас.%:
Олово — 0,05 — 25,0
Свинец — 0,05 — 15,0
Титан — 0,05 — 10,0
Бериллий — 1,00 — 3,0
Никель — 0,10 — 0,3
Магний — 0,50 — 0,25
Медь — Остальное
Недостатком инструмента, изготовленного на этой связке, является то, что в процессе механической обработки изделий в условиях отсутствия охлаждения он быстро засаливается и теряет режущую способность, при этом стойкость инструмента уменьшается.

Техническим результатом изобретения является повышение режущей способности и стойкости инструмента в условиях отсутствия охлаждения.

Техническим решением является то, что связка, содержащая медь, олово, свинец и никель, дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Свинец — 3 — 10
Никель — 5 — 15
Бор — 0,5 — 3
Медь+олово (при соотношении 4:1) — Остальное
Основу связки составляет сплав меди с оловом при соотношении 4:1, обладающий высокими технологическими свойствами.

Свинец улучшает антифрикционные, противозадирочные свойства, выполняет роль твердой смазки, что улучшает режущие свойства инструмента и повышает качество обработанной поверхности. Эффект от введения в связку свинца появляется при содержании его не менее 3 мас.%. При увеличении содержания свинца свыше 10 мас. % прочность связки становится настолько низкой, что происходит резкое уменьшение стойкости инструмента.

Никель повышает прочность связки, компенсируя падение прочности при введении в связку свинца. Минимальное содержание никеля, при котором начинается заметное повышение прочности связки — 5 мас.%. При содержании никеля свыше 15 мас.% значительно возрастает температура спекания связки, что является нежелательным из-за низкой термостойкости эльбора.

Введение в связку бора приводит к образованию в процессе спекания твердых боридов никеля, что повышает твердость связки и одновременно снижает ее ударную вязкость.

Инструмент, изготовленный на этой связке, обладает высокими режущими свойствами и высокой стойкость в условиях отсутствия охлаждения при обработке шлифованием различных керамических материалов, в том числе и абразивных инструментов на керамической связке.

Примеры составов связок, использованных для изготовления шлифовальных кругов из эльбора марки ЛД для абразивного производства, и их свойства приведены в таблице.

Изготовление шлифовальных кругов осуществлялось методом порошковой металлургии.

Смесь абразивного материала и металлической связки в определенном соотношении засыпали в пресс-форму, производили холодное прессование смеси, а затем пресс-форму со смесью нагревали до 700 — 800 o C, выдерживали 10 — 15 мин, после чего производили горячую допрессовку изделия в пресс-форме.

Были изготовлены опытные образцы шлифовальных кругов на предлагаемой и известной связках. В качестве абразивного материала использовали поликристаллический эльбор марки ДЛ 630/500. Шлифовальные круги на предлагаемой и известной связках были испытаны в лабораторных условиях на операции внутреннего шлифования отверстий в абразивных кругах из карбида кремния зеленого марки 63 С. Данные испытаний представлены в таблице.

Из приведенных данных видно, что наилучшими эксплуатационными свойствами обладают шлифовальные круги, изготовленные на связках составов 2 и 3. Эти составы имеют достаточно низкие значения ударной вязкости, что обеспечивает инструменту высокие режущие свойства. Высокая твердость при достаточно высоких значениях прочности обеспечивает инструменту высокую стойкость (наибольший коэффициент шлифования, который представляет собой отношение объема снятого материала к объему изношенной части круга).

Круги на связке прототипа засаливались, требовали частой правки, вследствие чего их режущие свойства и стойкость оказались значительно ниже кругов на предлагаемой связке.

Были также проведены производственные испытания шлифовальных кругов 1А1 100х20х20х5 из эльбора ЛД 630/500 на предлагаемой связке на операции внутреннего шлифования отверстий абразивных кругов диаметром 350 — 400 мм из карбида кремния зеленого 63С в сравнении с серийными абразивными кругами 1А1 1003032 из карбида кремния зеленого 54С, применяющимся на этой операции.

Испытания показали, что стойкость кругов из эльбора на предлагаемой связке составила ориентировочно 2000 штук обработанных абразивных кругов диаметром 350 — 400 мм, тогда как стойкость применяемых в цехе кругов из карбида кремния составила 20 штук обработанных кругов, то есть примерно в 100 раз меньше. При этом качество и точность обработанных изделий в случае применения эльборовых кругов было выше.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Металлическая связка для абразивного инструмента, содержащая медь, олово, свинец и никель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Свинец — 3 — 10
Никель — 5 — 15
Бор — 0,5 — 3,0
Медь + олово — Остальное
при соотношении 4:1.

Связка для изготовления алмазного инструмента

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении металлической связки для алмазного инструмента, используемого в строительстве, например, для резки и сверления отверстий в фасадных панелях из материалов типа искусственных гранитов. Связка содержит кобальт, медь, олово и твердый наполнитель. В качестве последнего она содержит карбид вольфрама с размерностью частиц 40-50 мкм при следующем соотношении компонентов, в мас.%: кобальт 40,0-80,0; медь 10,0-30,0; олово 1,0-10,0; карбид вольфрама с размерностью частиц 40-50 мкм 5,0-20,0. Дополнительно она содержит нанодисперсные частицы материала, выбранного из группы: карбид вольфрама, оксид алюминия и оксид циркония или смеси частиц из этих материалов, в количестве 1,0-3,5% от веса связки. В результате повышается износостойкость инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов.

Изобретение относится к производству алмазного инструмента, в частности к составам металлических связок для изготовления алмазного инструмента, используемого в строительстве, например, для резки и сверления отверстий в фасадных панелях, изготавливаемых из материалов типа «искусственный гранит» и подобных.

Известны металлические связки для обработки природных и искусственных строительных и других материалов, содержащие в качестве основы сплав медь-олово и включающие кобальт и карбид вольфрама (авт. свид. СССР №673442, кл. B24D 3/06, 1977 г., №709350, кл. B24D 3/06, 1978 г.). Однако при обработке материалов, типа искусственных гранитов, такие связки имеют недостаточную износостойкость, в частности из-за плохого удержания алмаза в связке.

Известна металлическая связка, содержащая в качестве основы кобальт и включающая медь, олово и карбид хрома (авт. свид. №1021586, кл. B24D 3/06, 1983 г.). В этой связке кобальт, являющийся основой, обеспечивает надежное удержание алмазов за счет адгезионного сцепления зерен с кобальтом при горячем прессовании, а также достаточно высокую прочность и ударную вязкость. Карбид хрома, введенный в связку, служит упрочняющим компонентом, повышая его твердость и износостойкость. Однако при работе инструмента в условиях силового резания и динамических нагрузок износостойкость такого инструмента недостаточна.

Технической задачей изобретения является создание металлической связки, которая позволит повысить износостойкость инструмента при обработке труднообрабатываемых материалов с высоким содержанием абразивного наполнителя.

Технический результат достигается тем, что связка для изготовления алмазного инструмента, содержащая кобальт, медь, олово и твердый наполнитель, в качестве твердого наполнителя содержит карбид вольфрама с размерностью частиц 40-50 мкм при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

при этом она дополнительно содержит нанодисперсные частицы материала, выбранного из группы: карбид вольфрама, оксид алюминия и оксид циркония или смеси частиц из этих материалов, в количестве 1,0-3,5% от веса связки.

Высокое содержание кобальта 40,0-80,0 вес.% обеспечивает прочное удержание частиц алмаза в связке, прочность и высокую ударную вязкость инструмента. Медь и олово обычно вводят в связку для снижения температуры спекания инструмента, при которой алмазный порошок сохраняет свои свойства, имеет минимальное окисление, графитизацию и т.п. Количество меди и олова выбрано таким, чтобы образующаяся при горячем прессовании легкоплавкая бронза не вытекала из пресс-формы и обеспечивала температуру спекания связки не выше 800°С.

Карбид вольфрама в количестве 5-20% вместе с кобальтом придает связке прочность, но в отличие от карбида хрома сообщает ей необходимую вязкость. Однако при обработке высоконаполненных абразивных материалов инструмент с таким содержанием карбида вольфрама имеет недостаточную износостойкость. Введение карбида вольфрама в больших количествах для дальнейшего повышения износостойкости инструмента недопустимо, т.к. при больших количествах карбида вольфрама связка будет охрупчиваться. Поэтому предлагается в связку вводить дисперсный упрочнитель — твердый компонент в виде нанодисперсных частиц материала, выбранного из группы карбида вольфрама и оксидов алюминия и циркония. Содержание наночастиц в количестве 1,0-3,5 вес.% достаточно для дисперсного упрочнения связки, повышения ее износостойкости с сохранением достигнутой прочности и вязкости.

Количество всех компонентов выбрано таким образом, чтобы получить требуемые характеристики инструмента. Отклонение от выбранного содержания любого компонента приведет к нарушению этих характеристик связки.

В качестве материала наночастиц выбраны карбид вольфрама, оксиды алюминия и циркония. Эти материалы могут играть роль дисперсного упрочнения связки на кобальтовой основе. Однако предпочтительными являются карбид вольфрама и оксид алюминия, введение которых позволяет получить максимальные результаты.

Все компоненты связки для изготовления инструмента обычно берут размерностью 40-50 мкм, частицы наноразмерного твердого компонента связки имеют размерность предпочтительно 1-100 нм.

На основе предложенной связки были изготовлены сверла для сверления «искусственного гранита». В качестве режущих зерен в связку вводили алмаз марки АС 160 зернистостью 315/250 в количестве 8-15% концентрации (75-150% по алмазной методике расчета содержания алмазов в алмазном инструменте). Сверла изготавливали методом порошковой металлургии: в пресс-форму укладывали шихту, содержащую алмазный порошок, и связку и подвергали ее горячему прессованию при давлении 2000-3000 кг/см 2 и температуре 750°С.

Ниже приведены составы связок для изготовления инструмента для сверления. Компоненты связки даны в мас.%:

Металлическая связка для алмазного инструмента

МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, содер ха1Дая медь, никель, железо, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения производительности шлифования в электроэррозионном и стойкости инструмента,.она дополнительно содержит алюминий и сернокислый барий при следующем соотношении компонентов, мас.%; Медь 73,0-79,9 Никель5,0-7,0 Железо5,0-7,0 Алюминий 10,0-12,0 Сернокислый барий0,1-1,0

РЕСПУБЛИК (1% (11) 3(59 В 24 D 3/06; С 22 С 9/06;

Olla CAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ .»,;. Ькб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3510241/22-02 (22) 09.11 ° 82 (46 ) . 23. 01. 84. Бюл. 9 3 (72 ) О.Б. Белявская, Г.N. Свердлов, . В.Г. Сафронов и A.A. Овчинников (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторско-технологический институт природных алмазов и инструмента (53) 621.9.02:671.152(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 686217, кл. В 24 D 3/06, 1978.

2. Авторское с. идетельство СССР

Ф 339393, кл, В 24 D 3/06, 1970. (54) (57 ) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ

АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, содер>вращая медь, никель, железо, о т л и ч .а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности шлифования в электроэррозионном режиме и стойкости инструмента,,она дополнительно содержит алюминий и сернокислый барий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Никель 5 0-7,0 железо 5 0-7,0

Сер ноки слый барий О, 1-1, 0

Изобретение относится к порошко. вой металлургии, в частности к изготовлению алиаз ного инструмента.

Известна металлическая связка .для алмазного инструмента, содержащая железо, медь, никель и углерод (Ц .

Недоста т ком известной свя зки является низкая производительность шлифования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является металлическая связка для алмазного инструмента, содержащая медь, никель,.железо. В связку дополнительно вве дено олово г2г .

Недостатком известной связки яв- ляется низкая производительность шлифования,в электроэррозионном режиме и низкая стойкость инструмента. 20

Целью изобретения является,повышение производительности шлифования в электроэррозионном режиме и стойкость инструмента.

Для достижения поставленной цели 25 металлическая связка для алмазного инструмента, содержащая гледь, никель, железо, дополнительно содержит алюминий и сернокислый барий при следу ющем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Сернокислый барий 0,1-1, 0

Результаты испытаний по составагл

9 1-5 приведены,в табл. 2.

Введение алюминия позволяет полу чить более однородную структуру,так как алюминии вступает во взаимодействие .с .осталь ными металлич еск ими компонентами связки. При этом алюминий повышает удельное электросо.противление композиции, а образующиеся при спекании интерметаллиды алюминия несколько повышают хрупкость. металлической матрицы, кроме того, интерметаллиды алюминия обладают хорошим сопротивлением термическим ударам, что является особенно важным в условиях электроэррозионного воздействия на круг во время обработки. Помимо этого, алюминий увеличивает эмисссионную способность металлов металлической матрицы, в частности никеля, что позволяет снизить разность потенциалов в промежутке круг — обрабатываемая деталь при электроэррозионной обработке т.е. происходит снижение напряжейия пробоя, а также стабилизация процесса электроэррозионной обработки за счет снижения колебания напряжения. Кроме того, единичные мощные разряды в условиях наличия в,проме>кутке круг — деталь повышенного количества ионов никеля разбиваются на менее частые и мелкие разряды, которые сплавляют. связку меньше, чем крупные, что приводит к увеличению стойкости инструмента.

Этот эффект еще в большей степени проявляется при добавлении в связку сернокислого бария или других солей бария. Однако применение других солей бария нежелательно, ввиду того, что они являются токсичными.

Пример. Порошки меди, железа, никеля и алюминия смешивают между собой, затем добавляют сернокислый барий или другую соль бария, и металлическую композицию сглешивают с солью. Полученную связку смешивают с алмазагли, брикетируют при удельном давлении 1,5 тс/см, спекают 40 мин при 700 >С и подпрессовывают в горячем состоянии при удельном давлении 1,5 тс/см

Составы связки приведены в табл.1.

На основе указанных составов связки был изготовлен инструмент с концентрацией алмазов 50 и 100.

Сравнение работоспособности производилось с инструментом, содержащим то же количество алмазов на связке, содержащей железо, медь, никель. и олово, а также на базовой связке

М1, которая применяется для электроэррозионной обработки.

Испытания проводились при следующих условиях.

Оборудование — универсально-заточный станок мод. ЗВ642 (модернизированный) .

Технологические режимы: скорость вращения круга V = 25 м/с; скорость воз врат но-поступ атель ного движения

Vg = 2 м/мин; усилие прижима круга к обрабатываемому глатериалу Р

8,0 кг/см2; обрабатываемый материал — пластины твердого сплава

Т15К6 со сталью 45 (разглеры 6-18 мм каждой пластины) . Обработка велась в режиме электроэррозионного шлифования, частота импуль сов порядка

40 кГц, скважность 2, ток в цепи

В результате испытаний установлено, что по сравнению с инструментом на связке по известному способу, инструмент .изготовленный на основе предложенной. связки имеет более высокие эксплуатационные свойства: производительность выше на 10-803, удельный расход алмазов ниже на

15-50%; по сравнению с кругами на связке М1 производительность в среднем выше на 803, удельный расход алмазов ниже 2,5 раза.

Экономический эффект от внедрения алмазных кругов для электроэррозионной обработки на предложенной

Источники: http://www.freepatent.ru/patents/2113972, http://bankpatentov.ru/node/153041, http://www.findpatent.ru/patent/106/1068275.html

18 комментариев
  • megan92 ()   2 недели назад
    Подскажите, кто как борется с болью в суставах? Жутко болят колени(( Пью обезболивающие, но понимаю, что борюсь со следствием, а не с причиной...
  • Дарья ()   2 недели назад
    Несколько лет боролась со своими больными суставами и только прочитав эту статью, уже давно забыла про "неизлечимые" суставы
  • megan92 ()   13 дней назад
    Дарья, киньте ссылку на статью!
    P.S. Я тоже из города
    ))
  • Дарья ()   12 дней назад
    megan92, так я же в первом своем комментарии написала) Продублирую на всякий случай - ссылка на статью.
  • Соня 10 дней назад
    А это не развод? Почему в Интернете продают?
  • юлек26 (Тверь)   10 дней назад
    Соня, вы в какой стране живете? В интернете продают, потому-что магазины и аптеки ставят свою наценку зверскую. К тому-же оплата только после получения, то есть сначала посмотрели, проверили и только потом заплатили. Да и в Интернете сейчас все продают - от одежды до телевизоров и мебели.
  • Ответ Редакции 10 дней назад
    Соня, здравствуйте. Данный препарат для лечения суставов действительно не реализуется через аптечную сеть во избежание завышенной цены. На сегодняшний день заказать можно только на официальном сайте. Будьте здоровы!
  • Соня 10 дней назад
    Извиняюсь, не заметила сначала информацию про наложенный платеж. Тогда все в порядке точно, если оплата при получении.
  • Margo (Ульяновск)   8 дней назад
    А кто-нибудь пробовал народные методы лечения суставов? Бабушка таблеткам не доверяет, мучается от боли...
  • Андрей Неделю назад
    Каких только народных средств не пробовал, ничего не помогло...
  • Екатерина Неделю назад
    Пробовала пить отвар из лаврового листа, толку никакого, только желудок испортила себе. Не верю я больше в эти народные методы...
  • Мария 5 дней назад
    Недавно смотрела передачу по первому каналу, там тоже про эту Федеральную программу по борьбе с заболеваниями суставов говорили. Говорят что нашли способ навсегда вылечить суставы и спину, причем государство полностью финансирует лечение для каждого больного.
  • Елена (врач эндокринолог) 6 дней назад
    Действительно, на данный момент проходит программа, в которой каждый житель РФ и СНГ может полностью вылечить больные суставы.
  • александра (Сыктывкар)   5 дней назад
    Спасибо вам, уже приняла участие в этой программе.
  • Максим 4 дня назад
    кто Диклофенак пробовал? как эффект? помогло?
  • Татьяна (Екатеринбург)   Позавчера
    Практически не помогло. Не советую.
  • Елена (врач эндокринолог) Вчера
    Максим, рекомендую вам принять участие в Федеральной программе по борьбе с заболеваниями суставов, в 21 веке любые суставы можно вылечить!
  • Максим Сегодня
    Вот здорово! Неужели дошел прогресс и до нашей страны.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

Adblock detector