Связка для изготовления алмазно-абразивного инструмента

Связка для изготовления алмазно-абразивного инструмента

Реферат

 

Изобретение относится к области изготовления алмазно-абразивного инструмента и может быть использовано для обработки сверхтвердых материалов и композитов на их основе. Связка содержит органическое связующее и неорганический наполнитель. В качестве наполнителя используют один фосфат натрия или стекло на его основе. Стекло содержит, по крайней мере, один из оксидов из группы оксид кремния, оксид бора, оксид алюминия, оксид железа (III). Изобретение позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности. 1 табл.

Изобретение относится к области изготовления алмазно-абразивного инструмента и может быть использовано для обработки сверхтвердых материалов и композитов на их основе.

Известна связка для алмазно-абразивного инструмента, состоящая из фенолформальдегидной смолы и карбида бора, при следующих соотношениях компонентов в связке, мас.%:

Смола фенолформальдегидная 50

Карбид бора 50 [1].

Недостатком известной связки является высокий удельный расход алмаза и уменьшение режущей способности при обработке сверхтвердых материалов: нитрида бора, алмаза.

Наиболее близкой к предлагаемой является связка, содержащая органическое связующее (фенолформальдегидную смолу) и неорганические наполнители (тальк, сульфат бария), при следующих соотношениях компонентов в связке, мас.%:

Сульфат бария 46,6

Тальк 18,6

Смола фенолформальдегидная

(пульвербакелит) Остальное [1].

Недостатком данной связки является то, что при шлифовании инструментом на ее основе алмаза, нитрида бора, композитов на их основе формируется грубая неоднородная поверхность с различным по глубине рельефом. На обработанной поверхности наблюдаются сколы, царапины различных размеров и морфологии.

Задачей изобретения является повышение качества обработки поверхности (чистоты поверхности, т.е. равномерной шероховатости) сверхтвердых материалов.

Поставленная задача достигается тем, что в связке, содержащей органическое связующее и неорганический наполнитель, в качестве наполнителя содержится фосфат натрия или стекло на его основе при следующих соотношениях компонентов в связке, мас.%:

Органическое связующее 2-40

Фосфат натрия

или стекло на его основе 60-98,

при этом стекло содержит, по крайней мере, один из оксидов из группы оксид кремния, оксид бора, оксид алюминия, оксид железа (III) при следующих соотношениях компонентов в стекле, мас.%:

Фосфат натрия 65-99,9

Оксид из группы:

оксид кремния, оксид бора,

оксид алюминия, оксид железа (III) 0,1-35

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Фосфат натрия и стекла на его основе смачиваются полиамидными, эпоксидными, фенолформальдегидными полимерами и образуют высокопрочные композиции. Помимо этого, стекла на основе фосфата образуют полимерные структуры, способные взаимодействовать с органическими связующими. Образующиеся композиции обладают высоким алмазоудержанием и одновременно упруги.

В процессе шлифования алмаза, нитрида бора алмазно-абразивным инструментом на основе предлагаемой связки острые кромки алмазных зерен внедряются в обрабатываемую поверхность. Разрушение острой кромки увеличивает площадь контакта, а увеличение давления на зерно приводит к углублению зерна в связку. Оксиды кремния, бора, алюминия, железа (III) при их содержании в стекле 0,1-35 мас.% повышают стойкость стекол на основе фосфатов. В результате формируется однородная морфология обрабатываемой поверхности без глубоких и мелких канавок.

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в том, что использование алмазно-абразивного инструмента на основе предлагаемой связки позволит повысить качество обработки поверхности (достичь равномерной шероховатости) алмаза и других сверхтвердых материалов по сравнению с известными связками.

Необходимо отметить, что увеличение содержания наполнителя в связке более 98 мас.% приводит к снижению ее прочности и увеличению удельного расхода алмаза. Снижение содержания наполнителя в связке менее 60 мас.%. приводит к ее засаливанию при обработке сверхтвердых материалов. Увеличение содержания оксидов в стекле более 35 мас.% приводит к повышению твердости стекол, что снижает эффект самозатачивания связки при работе с охлаждением. Снижение содержания оксидов в стекле менее 0,1 мас.% приводит к росту удельного расхода алмаза из-за снижения твердости и стойкости связки. В результате этого при шлифовании алмаза, нитрида бора формируется грубая неоднородная поверхность

Пример. Для проверки предлагаемого технического решения были изготовлены 15 связок для алмазно-абразивных кругов.

В 5-ти связках (№1-3, 10-11) использовали органическое связующее СФП-012А, а в качестве наполнителя фосфат натрия.

В 5-ти связках (№4-6, 12-13) - органическое связующее СФП-012А, а в качестве наполнителя стекло (фосфат натрия и оксид бора).

Еще в 5-ти связках (№7-9, 14-15) использовали органическое связующее СФП-012А, а в качестве наполнителя стекло (фосфат натрия, оксид бора и оксид кремния).

Для изготовления кругов диаметром 150 мм, типа 1А1 с алмазным порошком АС-6 80/63 - 100% был использован метод порошковой металлургии: фосфат натрия или стекло мелко дробили и смешивали с органическим связующим СФП-012А, таким образом, получая органическую связку. Затем в полученную связку добавляли алмазный порошок и тщательно размешивали. Полученную смесь засыпали в пресс-форму и подвергали прессованию, затем пресс-форму нагревали до температуры спекания полученной смеси и далее производили допрессовку. Инструмент использовался для шлифования цилиндрических заготовок из природного алмаза.

Шероховатость поверхности алмазных заготовок, шлифование которых производили инструментом на предлагаемых связках сравнивали с шероховатостью поверхности алмазной заготовки, шлифование которой производили инструментом на связке по прототипу.

Шероховатость поверхности представлена в таблице.

Содержание компонентов в связках 1-9 соответствует указанному в предлагаемом техническом решении.

В связках 10-11 соответственно увеличено и уменьшено содержание наполнителя, а в связках 12-15 соответственно уменьшено и увеличено содержание оксидов в наполнителе - стекле.

Из таблицы видно, что наиболее равномерную шероховатость имеют заготовки из природного алмаза, которые шлифовали алмазно-абразивными кругами, изготовленными на связках 1-9 по предлагаемому техническому решению.

Источники информации

1. И.П.Захаренко. Алмазные инструменты и процессы обработки. - Техника, 1980, с.28.

Формула изобретения

Связка для изготовления алмазно-абразивного инструмента, содержащая органическое связующее и неорганический наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя связка содержит фосфат натрия или стекло на его основе, при следующих соотношениях компонентов в связке, мас.%:

Органическое связующее 2-40

Фосфат натрия или стекло на его основе 60-98

при этом стекло содержит, по крайней мере, один из оксидов из группы оксид кремния, оксид бора, оксид алюминия, оксид железа (III), при следующих соотношениях компонентов в стекле, мас.%:

Фосфат натрия 65-99,9

Оксид из группы оксид кремния, оксид бора,

оксид алюминия, оксид железа (III) 0,1-35