Керамическая связка для абразивного инструмента

Керамическая связка для абразивного инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 604668

Союз Советских

Соцналнстйческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.08.76 (21) 2399223/25-08 с писоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 26.04.78 ((51) М. Кл.г В 24D 3/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР по дела.з нзабретеннй и открытий (53) УДК 621.922.079 (088.8) (72) Авторы изобретения С. Г. Воронов, Н. Е. Филоненко, С. М. Федотова и Н. М. Каменцева (71) Заявитель (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ АБРАЗИВНОГО

И НСТРУМЕНТА

° Изобретение относится к области производства инструмента из карбида кремния и касается составов связок для указанного инструмента.

Известны связки для абразивного инструмента, содержащие, вес. :

$10г 64,0

А1гОз 17,6

1- егОз 5,3

MgO 2,6

СаО 5,0

NEO 1,6

КгО 2,8

TiO 1,2 (1).

В этой связке СаО введена до 5,0 %и MgO до 2,6%. Однако эти окислы вводятся не как основные, а как примеси специальными глинами, служащими в основном источниками $10г и А1гОз. Недостаток этой связки состоит в том, что она имеет высокую огнеупорность,,низкую адгезионную способность к абразивному зерну, что резко снижает механическую прочность абразивного черепка и эксплуатационные показатели инструмента.

Целью изобретения является повышение механической прочности абразивного черепка путем кристаллического упрочнения связи зерна карбида кремния с керамической связкой и тем самым улучшения физико-механических свойств черепка из карбида кремния.

Поста1вленная цель достигается тем, что в связку, содержащую SiOg, А1гОз, ХагО, 1 гО, СаО, окись кальция введена как основной окисел в виде метасиликата кальция, и связка

5 имеет следующий химический состав, вес.%:

$ 0г 54 — 64

А1гОз 16 — 25

КгО 4,5 — 8,0

Na O 1,5 — 6,0

СаО 6,0 — 17,0

:Метасиликат кальция имеет цепочечную структуру, в которой между тетраэдрами Si04 расположены ионы кальция, связывающие между собой цепочечки тетраэдров Si04

15 Аналогия основных элементов структуры метасиликата кольция — тетраэдров Si04 с тетраэдрами SiC4 в карбиде кремния позволяет предположить возможной кристаллохимическую основу упрочнения связки зерна карби20 да кремния с керамической связкой. В процессе обжига силикат кальция взаимодействует с карбидом, кремния с образованием на поверхности зерен карбида кремния контактного слоя этого метасиликата, кото25 рый не только предохраняет карбид кремния от дальнейшего разложения, но и упрочняет связь зерен карбида кремния с керамической связкой, что приводит к увеличению прочности черепка, а, следовательно, к повышению экс30 плуатационных показателей инструмента. Ко604668

6,0

55,5

25,0

4,5

2,0

12,0

Связка

Зернистость карбида кремния

Наименование свойств связки пример ¹ 3 пример № 2 пример № 1

93

145

142

93

113

136

1. Механическая прочность на разрыв, кг/смя

142

325

136

221

316

232

320

2. Механическая; прочность на изгиб, кг/cM"

С2

СТ1

С11

С2

СТ1

СТ1

С2

С11

СТ1

3. Твердость по ГОСТ

Формула изобретения

Составитель Н. Балашова

Редактор Л. Чепайкина Техред Н. Рыбкина Корректоры; Л. Денискина и О. Тюрина

Заказ 504/11 Изд, № 394 Тираж 1075 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 личество окиси кальция определено экспериментальным путем. Содержание в связке СаО

6% способствует значительному приконтактному образованию. Увеличение СаО до 17% увеличивает область приконтактного образования, дальнейшее увеличение окиси кальция нецелесообразно, так как приконтактное образование увеличивается незначительно, но резко уменьшается температура спекания связки, что ведет к изменению температуры обжига инструмента. Следовательно, содержание в связке СаО 6 — 17 является оптимальным.

Ниже приводятся конкретные примеры осуществления изобретения. Сырьем для получения керамической связки предложенного состава может служить огнеупорная глина, полевой шпат, перлит или обспдиан. Источником окиси кальция служит метасиликат кальция низкотемпературной формы, содержащийся, например, в волластонитовых концентратах.

Из измельченных до полного прохождения через сито 0063 компонентов керамической связки — огнеупорной глины, перлита и волластонитового концентрата была приготовлена керамическая связка следующего химического состава, вес.%:

Пример 1.

SiOz 64,0

А1гОз 16,0

КгО 4,5

Na O 6,0

Керамическая связка для абразивного инструмента из карбида кремния, содержащая

SiO, А1гОз, КгО, Na20 и СаО, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения механической прочности абразивного черепка путем кристаллического упрочнения связи зерна карбида кремния с керамической связкой, окись кальция. введена в виде метасиликата при

СаО

Остальное Fe203, Т10г, MgO

Пример 2.

ЫОг 54,0

5 А1гОз 19,0

КгО 8,0

Na2O 1,5

СаО 17,0

Остальное РегОз, Т10г, MgO

10 Пример 3, $10г

А1гОз

КгО

МагО

15 СаО

Остальное гегОз, Ti02, MgO

На этих связках изготовлялись образцы по следующей рецептуре, вес. ч.:

Зерно карбида кремния зеленого 40, 25, 16 100

Связка 30

Сухой декстрин 1,0

50%-ый раствор декстрина 5,0

Объемный вес массы, (у г/смз) 2,02

25 Структура 7

Образцы на связках примера 1 — 3 обжигались в электрической печи с вращающимся подом при температуре 1250 С с выдержкой

2,5 ч.

30 В таблице представлены данные по физикомеханическим свойствам абразивного инструмента. следующем соотношении компонентов, вес.%:

SiOz 54 — 64

А1гОз 16 — 25

КгО 4,5 — 8,0

Na2O 1,5 — 6,0

СаО 6,0 — 17,0

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 1987861, кл. 51 — 308, 1935.