Масса для изготовления абразивного инструмента

Масса для изготовления абразивного инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изготовление абразивного инструмента из сверхтвердых материалов . Сущность изобретения: абразивная масса содержит алмазные порошки, окислы редкоземельных металлов, кремниймолибденовую или кремнийвольфрамовую кислоту , карбонильное железо. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g В 24 0 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803999/08 (22) 22,03.90 . (46) 30.03.92. Бюл. ¹ 12 (71) Научно-исследовательский институт

"Импульс" (72) И.В. Есаулов, В,Н. Путимцев и М.Ю.

Турский (53) 621,922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1463458, кл. В 24 0 3/06, 1987.

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента из сверхтвердых материалов на металлической связке и применению этого инструмента при чистовой обработке деталей из оптического и технического стекла и других неметаллических материалов, Целью изобретения является повышение качества обработанной поверхности оптических деталей, увеличение производительности инструмента и уменьшение расхода алмазов.

Для достижения поставленной цели в составе на основе железа, включающем легирующие компоненты; а также микропорошки .алмазов и других абразивных наполнителей, в качестве основного компонента массы использован мелкодисперс-. ный порошок карбонильного железа., в качестве легирующего компонента кремниймолибденовая или кремнийвольфрамо.вая кислота, а в качестве абразивного наполнителя тонкодисперсные порошки окислов редкоземельных металлов (P3tA), преимущественно окиси церия.

Компоненты входят в состав в следующих соотношениях, мас. g,: алмазные микропорошки 3,0 — 15,0; микропорошки окислов редкоземельных металлов 5,0-20,0;

°, „„SUÄÄ 1722803А1 (54)МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Использование: изготовление абразивного инструмента из сверхтвердых материалов. Сущность изобретения: абразивная масса содержит алмазные порошки, окислы редкоземельных металлов, кремниймолибденовую или кремнийвольфрамовую кислоту, карбонильное железо. 2 табл. кремниймолибденовая и/или кремнийвольфрамовая кислота 0,5-5,0; карбонильное железо остальное.

Использование в качестве основного компонента массы весьма тонких порошков железа, полученных карбонильным способом с размером частиц 0,5-10 мкм, способ- С ствует равномерному распределению режущих элементов — тонких от 1,0 мкм и выше микропорошков алмазов и окислов редкоземельных металлов в металлической ъ матрице при повышенном содержании режущих частиц. 1Ю

Использование в качестве легирующего компонента кремниймолибденовой кислоты или кремнийвольфрамовой способствует при смешивании компонентов массы образованию раздепителаной пленки, облегнаю- кпи щей достижение равномерного распределения микропорошков гетерогенной смеси. При нагреве в процессе спекания образуется на поверхности частиц тонкая защитная пленка, предотвращающая от растворения микропорошки алмаза в железе при температурах их активного воздействия.

Тонкодисперсные, менее 5 мкм, микропорошки окислов редкоземельных металлов, преимущественно окислов церия, 1722803 снижают шероховатость обрабатываемой поверхности при чистовой обраббтке стекла.

Для экспериментальной проверки состава подготовлены смеси ингредиентов (см. табл. 1). Все составы, приведенные в табл. 1, использованы с одинаковой зернистостью микропорошков алмазов одной партии ACM 10/7.

В качестве основного компонента использовали порошки железа с размером частиц 0,5-10,0 мкм, полученного карбонильным способом, марки ОС4-6-2.

Так как в состоянии поставки порошок содержит до 10% конгломератов (крупки), предварительно производили отсев конгло-. мератов, В качестве абразивного наполнителя использовали микропорошки (менее 5 мкм) окислов редкоземельных металлов, в частности диоксида церия. В качестве легирующего компонента использовали кремниймолибденовую или кремнийвольфрамовую кислоту. Кислоту вводили в состав массы в виде насыщенного водного раствора.

Смешивание компонентов массы может быть осуществлено на серийном смесительном оборудовании по известной технологии. Однако наибольший эффект достигнут при смешивании в реакторе аппарата вихревого слоя (АВС), при этом использован эффект воздействия на шихту магнитных тел, движущихся во вращающемся магнитном поле, Использование АВС сокращает цикл смешивания в 100-1000 раз до 0,5-2,0 мин.

Но основной эффект АВС заключается в равномерном распределении компонентов, распределении раствора кремнйймолибде. новой кислоты в виде тонкой пленки на поверхности порошков компонентов шихты, а также активации компонентов смеси, позволяющей снизить температуру спекания брикета и повысить его механические, свойства..

Последующие операции изготовления инструмента не отличаются от известной технологический схемы; аодсушивание смеси, гранулирование ее, холодное брикетирование в пресс-форме при 200-600 МПа, спекание в вакууме или защитной атмосфере при 800-900 С, Для получения большей точности размеров и формы инструмента возможна калибровка в холодном состоянии. . Изготовлены алмазные инструменты

- разных форм и размеров для чистовой обработки плоских и сферических деталей с микропорошками алмазов от ACM 3/2 до ACM

40/28. Сравнительные испытания эксплуатационных свойств проведены при плоском шлифовании стекла марки К 108.

Результаты сравнительных испытаний

5 алмазных инструментов, изготовленных с использованием указанных составов, приведен в табл, 2.

В качестве смазочно-охлаждающего технологического состава использован водный

10 раствор 0,2-0,3 состава, содержащего высокомолекулярный полиэтилен-полиамин, Состав имеет торговую марку "Оптика-1".

Работоспособность инструмента оце. нивалась съемом стекла за один цикл шли15 фования, принятый равным 2 мин, а также изменением производительности после шлифования.30 деталей (60 машинных минут работы). Каждая деталь предварительно обрабатывалась более крупным алмазным

20 зерном, имела шероховатость 41,1-0,90 мкм, В табл. 2 представлены результаты изменения режущей способности алмазного инструмента, которая выражается отноше25 нием съема с детали в конечный цикл к начальному, средней скорости износа инструмента, изменения шероховатости поверхностии.

Для инструментов, изготовленных иэ со30 ставов в заданных пределах соотношения компонентов массы, характерно хорошее состояние эксплуатационных свойств: повышенная режущая способность, менее Bblраженное изменение режущей способности

35 по времени работы, пониженный износ инструмента, выше качество обработанной поверхности.

Отклонение от заданных пределов изменяет в худшую сторону эксплуатацион40 ные свойства, инструмента. Так, пониженное содержание алмаза до 1 мас. (пример 3 табл. 1 и 2) сопровождается снижением в 2 — 3 раза производительности обработки, значительным затуплением, более

45 высоким износом инструмента, увеличивается шероховатость поверхности.

Повышенное содержание алмазных микропорошков (пример 5, табл. 1 и 2) обеспечивает повышенную производительность

50 обработки (до 20 ), однако при этом в три раза увеличивается износ инструмента, увеличивается шероховатость поверхности.

Пониженное содержание окислов Р3М (пример 9, табл. 1 и 2) снижает-производи55 тельность в 1,5 раза, ухудшает качество поверхности.

Увеличение содержания окислов Р3М выше предложенного предела (пример 8, табл, 1 и 2) повышает износ инструмента в

3-4 раза, 1722803

Пример 10, табл. 1.и 2, показывает изменение свойств инструмента при уменьшении.содержания кремниймолибденовой кислоты ниже заданного предела: значительное снижение режущей способности, повышенный износ инструмента, снижение качества обработанной поверхности- высокая шероховатость, царапины.

Превышение содержания этого компонента выше заданного предела (пример 13, табл. 1 и 2) приводит к снижению режущей способности, повышению затупляемости инструмента, хотя при этом снижается износ и улучшается качество.

Лучшее сочетание эксплуатационных свойств имеет инструмент, изготовленный из состава 1, табл. 1 и 2;

Инструменты на этой связке обладают повышенными режущими свойствами, которые сохраняются в течение продолжительного времени беэ правки, обеспечивают повышенное качество обработанной поверхности беэ царапин и увеличение производительности шлифования.

Износостойкость разработанного инструмента превосходит известные в 2-3 раза, что оебспечивает сохранение в процессе работы заданных размеров и формы и уменьшение удельного расхода алмаза, Формула изобретения

Масса для изготовления абразивного

5 инструмента, включающая связку на основе железа, микропорошки алмазов и абразивных наполнителей, а также легирующий компонент,отличающаяся тем, что, с целью повышения качества обрабатывае10 мой поверхности оптических деталей при чистовой обработке, увеличения производительности шлифования и уменьшения удельного расхода алмазов; в качестве связки масса содержит порошок карбонильного.

15 железа, в качестве легирующего компонен та — кремниймолибденовую или кремнийвольфрамовую кислоту, в качестве абразивного наполнителя — окислы редкоземельных металлов, при следующем соот20 ношении компонентов; мас. ;

Микропорошки алмазов 3,0-15,0

Окислы редкоземельных металлов 5,0-20,0

Крем ниймолибденовая

25 или кремнийвольфрамовая кислота

Ка рбо нил ьное железо

Таблица1

0,5-5,0

Остальное

° ф

Содержание компонентов, мас.4

Железо

Кремний" вольфрамовая кислота

Кремниймолибденовая кислота

Окислы

P3N

Алмаз

2 0

2,0

2,0

2,0

2,0

2е0

2,0

2,0

2,0

9

0,25

0 50

5 0

6,5.

12.13

2,0

° ю

7,5

3 0

1,0

15,0

17,0

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

7,5

1О О

1O O

10,0

10,0

10,0

5,0

20,0

25 0

3.0

10,0

10в0

10,0

10,0

80,5

85,0

87,о

73 о

71,0

85,5

70,5

65,5

87,5

82,25

82,0

77,5 ,76, 0

80,5

1,22803 таблица2

Линейный съем с детали за цикл 2 мин, мкм

Суммарный линейный сьем с

30 деталей, мкм/ч

Изменение режущей способности,3

Средняя скорость линейного износа, мкм/мин

При" .мер

Шероховатость поверхности стекла R, мкм после об" работки начальная начальный конечный, 1-я деталь 30-я деталь стекла инструмента

16

26

38

960

12

19

23

14

30,4

72

56

2,45

1»5

0,62

0 5

0,86

7,0

11 э1

14,0 8,8

16,0

1,05-1,0

1, 05-1,0

1,05-1,0

1,0-0,95

1,05-0,95

Составитель В.Коновалов

Техред M.Moðãeíòàë Корректор В.Гирняк

Редактор О,Спесивых

Заказ 1026 Тираж Подписное ., ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

40 30

30 20

17,6 8,8

42 36

45 40

36 25

41 ЗЗ

42 .33

28 18

67

89

69

78

78

630

16,3 I 2,8

4,8

18,7

20,1

14,6

16,9 I7,5 I О, 4

0 78 о,88

1 ã3

1,35

2,70

0,65

1,60

0,55

1, 05-0,95

1i0-0995

1,05-1,0

1,05"1,0

1105-oi95

1>0-0,95

1,0"0 95

1,0-0,95

1,0-0 95

0,10

0,12

О, 12"0,14

0,12-0,14

0,12"0,16 а,12

0,10 о,1о-о,о8

0,14-0,20

Царапины

0,14-o,га

0,12-0,16

0,10-0,08

0,10-0,08

0,10