Материал для магнитно-абразивной обработки

Материал для магнитно-абразивной обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ МАГНИТНОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, полученный путем азотирования порошка сплава на основе железа, включающий железо и абразивную составляющую в виде нитрида алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения его режущей способности и удешевления и упрощения производства, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, вес. %: Нитрид алюминия 13-30 ЖелезоОстальное (Л

СООЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYSËÈН

З 51) В 24 В 31/1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3368824/25-08 (22) 25. 12. 81 (46) 07.06.84. Бюл. У 21 (72) М.Л.Крымский, Л.Н.Тульчинский, А.С.Сукиасян, A.Ã.Ìàíâåëÿí, P.Â.ÀðàêåëÿH, Б.П.Колос и H.Ñ.Õoìè÷ (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт проблем материаловедения АН УССР (53) 621.9.048.6.04(088.8) (56) 1. Барон Ю.М. Технология абразивной обработки в магнитном поле, Л., "Машиностроение", 1975, с. 45-46.

2. Авторское свидетельство СССР

У 831599, кл. В 24 D 3/00, 1979 (прототип). (54) (57) МАТЕРИАЛ ДЛЯ МАГНИТНОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, полученный путем азотирования порошка сплава на основе железа, включающий железо и абразивную составляющую в виде нитрида алюминия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения его режущей способности и удешевления и упрощения производства, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, вес. Ж:

Нитрид алюминия 13-30

Железо Остальное

087

1 1096

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к абразивным порошковым материалам для магнитно-абразивной обработки, и может быть использовано на предприятиях порошковой металлургии, абразивного инструмента при производстве магнитноабразивных порошков, применяемых для шлифования и полирования в машиностроении. 1О

Известны материалы для магнитноабразивной обработки на основе железа и карбида кремния f 13.

Недостатком данных материалов является их малая полирующая способность, определяемая размером абразивных включений. Связано это с тем, что такие материалы могут быть получены лишь методами компактирования механических смесей порошков матрицы 20 (как правило железо) и порошков абразивного компонента.

Средний размер абразивного зерна промышленных порошков превосходит

10 мкм, а микропорошки абразивных 25 материалов имеют размер зерна не менее 3 мкм. Кроме того, при введении в исходную шихту некоторых абразивных порошков размером менее 5 мкм существует вероятность их диффузион- О ного растворения в матрице при спекании.

Наиболее близким к предлагаемому является материал для магнитно-абразивной обработки, полученный путем

35 азотирования порошка сплава на основе железа, включащий железо и абразивные компоненты, в качестве которых используются нитриды кремния и алюминия, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, вес. 7:

Нитрид кремния 9-18;

Нитрид алюминия 5-12;

Железо Остальное.

Такой материал может быть получен 45 путем азотирования порошка сплава железа с алюминием и кремнием с последующей термообработкой в восстановительной или нейтральной атмосфере с целью диссоциации нитрида желе-.

50 за. Метод азотирования позволяет получать абразивные включения размером около 1 мкм. При полировании стальных закаленных изделий азотированным магнитно-абразивным, порошком достигается 13-й класс шероховатости (2).

Недостатком известного материала ,является малая режущая способность.

Так, 13-й класс шероховатости может быть достигнут лишь при полировании поверхности с исходным классом шероховатости не ниже 10-го. При полировании же поверхностей с исходным классом шероховатости ниже 10-го, режущей способности оказывается недостаточно для полного удаления следов предшествующей обработки и формирования нового микропрофиля.

Цель изобретения — повышение режущей способности магнитно-абразивного материала, упрощение технологии получения и его удешевление.

Поставленная цель достигается тем, что материал для магнитно-абразивной обработки, полученный путем азотирования порошка сплава на основе железа, включающий железо и абразивную составляющую в виде нитрида алюминия, содержит указанные компоненты в следующих количествах, вес. 7:

Нитрид алюминия 13-30

Железо Остальное.

Исследования показывают, что важным фактором, определяющим режущую способность магнитно-абразивного материала, является форма его частиц.

Чем она ближе к вытянутой осколочной форме, тем большей своей площадью частица магнитно-абразивного материала соприкасается с полируемой поверхностью и тем большее число режущих центров (нидридов), находящихся на поверхности частицы, участвует в резании, что в конечном счете повышает режущую способность магнитноабразивного материала.

Известно, что самым дешевым, производительным и технологичным методом получения порошков металлов и сплавов, в том числе предназначенных для получения магнитно-абразивных материалов методом азотирования, является распыление расплава.

Введение в железо только алюминия обеспечивает получение частиц в форме разветвленных осколков, в то время, как дополнительное введение кремния в известном материале способствует сфероидизации частиц, что обусловливает более низкую режущую способность материала, Получение частиц в форме разветвленных осколков с высоким содержанием алюминия позволяет исключить операцию механического размола распыленных порошков сплава на основе железа перед азотированием.

1096087 нитриды же, выделенные иэ аэотированных сплавов железо-кремний-алюминий, имеют изометричную, зачастую сферическую форму с большими

5 углами и радиуса эакруглеииярежущих выступов (см. таблицу).

Форма магнитноабразивных зерен

Форма высаженных нитридов

Температура азотирования, К

Режущая способСостав магнитно-абраность х10 г/мм мин зивного материала, %

Fe 8,5, 2,37

A1N 13,5, 3 4

1473

Изометричная сферическая

Осколочная, полученная механическим

Fe 13 A1N 3,27

14? 3

Fe 21,5 A1N 4,02

Fe 30 A1N 3, 16

Fe 21 5A1N 422

Fe 21,5 A1N 4,20

1473

Игольчатая То же

1473

1573

1473

Исследования показали, что улучшение режущих свойств материала определяется не только формой самих частиц порошка, но и формой нитридов.

Кроме того, исключение из состава аэотируемого порошка кремния повышает температуру азотирования, что обеспе- 45 чивает не только более полный перевод алюминия в нитрид, но и коагуляцию отдельных частиц нитрида алюминия в более крупные центры, обладающие более высокой режущей способностью.

Нижний предел содержания нитрида алюминия (13 вес. %) в материале обусловлен снижением режущей способности из-за уменьшения количества режущих центров (нитридов) на по55 верхности магнитно-абразивной час- тицы.

Верхний предел содержания нитрида алюминия (30 вес. %) обусловлен

Анализ нитридов, высаженных химическим путем иэ магнитно-абразивных материалов различного состава, показывает, что нитриды, полученные аэотированием сплавов железо-алюминий имеют игольчатую или пластинчатую форму с острыми режущими выступами, доразмолом распыленного порошка

Пластинча- Осколочная, получентая и иголь-ная распылением чатая

Игольчатая Осколочная, полученная механическим доразмолом распыленного порошка тем, что при его большем содержании снижается производительность процесса полирования иэ-за уменьшения доли ферромагнитного компонента (железо), снижения магнитных свойств магнитно-абразивного материала и связанных с ним сил резания.

Испытания материала проводились на установке ЗУ-1 при следующих рабочих параметрах: скорость полирования 1,12 м/с; амплитуда осцилляции

1,4 мм; частота осцилляции 450 дв.х./

/мин; индукция в магнитном зазоре

1 Тл; рабочий зазор 0,7 мм; полируемый материал сталь 45 (НРС 50); исходная шероховатость 10-й класс.

Результаты испытаний полученных материалов приведены в таблице.

13-й класс шероховатости был достигнут при полировании любым из приведенных материалов.

1096087

Составитель И.Малхазова

Редактор И.Касарда Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Огар

Заказ 3712/9 Тираж 737 Подпис ное

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, Таким образом, испъп ания предлагаемого магнитно-абразивного материала показывают, что он обладает более высокой режущей способностью, чем известный при сохранении полирушщей способности. Повьппение режущей способности имеет большое значение при отдепс чных операциях, доля которых в металлообрабатывающей промьппленности непрерывно растет. К преимуществам предлагаемого материала для магнитно-абразивной обработки сле5 дует отнести также удешевление его изготовления за счет упрощения получения исходного порошка методом распыления расплава.