Способ изготовления абразивных элементов

Способ изготовления абразивных элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Q П И С А Н И Е ((()87856!

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2348370/25-08 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кл."

В 240 17/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень ¹ 41 (53) УДК 621.922.079 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (72) Авторы изобретения

Л. В. Стихов, С. А. Волков, К. Н. Захаров, В. П. Федулаев и А. А. Кузнецова (Всесоюзный научно-исследовательский и конструктофскотехнологический институт природных алмазов и инструмента: (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области изготовления абразивных инструментов.

Известен способ изготовления абразивных элементов, при котором смесь связующего и абразива наносят на ядро, которое затем выплавляется, образуя пустоту в теле элемента (1).

Однако для того, чтобы придать полученному элементу свойства инструмента, приходится проводить дополнительныс ог(ерации по смешиванию пустотелых элементов со связкой и абразивом и помещению их в форму с последующим спеканием.

Цель изобретения — упрощение технологического процесса.

Цель достигается тем, что смесь тугоплавкого компонента связки и абразивных частиц накатывают на ядро, выполненное из металла или другого материала, являю щегося пропиточным компонентом связки, температура плавления которого ниже или соответствует температуре спекания связки.

Под тугоплавкими компонентами связки подразумеваются материалы, имеющие по сравнению с пропиточным компонентом более высокую температуру плавления, например: твердый сплав и медь, железо и бронза, пульвербакелит и смола и т. д. Использование пропиточного компонента связки в качестве ядра позволяет устранить операцию выплавлепия плп испарения ядра, заменив ее пропиткой материалом ядра оболочки элемента, накатанной из смеси частиц абразива и тугоплавкого компонента связки, и тем самым увеличить прочность элемента.

Полученные элементы нагревают преимущсственно в защитной газовой среде. При достижении температуры плавления матс)O риал сердцевины переходит в жидкое состояние и начинает проникать в поры оболочки, состоящей из тугоплавких частиц.

В некоторый момент расплав, перскрыв все поры, образует замкнутую поверхность.

15 Распространение в оболочке расплава происходит под воздействием сил смачиванпя (капиллярных сил), которые по своим удельным значениям превосходят внешнее давление и обеспечивают вытеснение из

20 пор газовой среды. По мере протекания процесса насыщения оболочки элемента расплавленным материалом сердцевины в центре ее образуется замкнутый объем с разреженной атмосферой, близкой к вакууму. При охлаждении между. внутренним замкнутым объемом элемента и внешней средой возникает перепад давлений, в результате которого оболочка элемента начинает испытывать всестороннее сжатие, зп происходит ее самоуплотнение. Процессы

50 йропитки и самоуплотнения протекают lIoследовательно, что позволяет устранить опасность возникновения локальных трещин и вспучивания в оболочке и достигнуть ее равнопрочного состояния.

Таким образом, в результате пропитки оболочки материалом ядра получают спеченный пустотелый элемент высокой прочности, пригодный для использования как в свободном, так и в связанном состоянии в инструментах.

Объем металла ядра берут равным от

20 до 100% по отношению к суммарному объему пор накатанной массы. В этом случае пропиточный материал не выступает наружу, в результате чего сохраняется шероховатая абразивная поверхность элемента с незакрытыми острыми гранями абразивных частиц.

На фиг. 1 изображен шаровидный пустотелый элемент; на фиг. 2 — цилиндрический пустотелый элемент; на фиг. 3 — конусовидный пустотелый элемент; на фиг. 4— тонкостенное алмазное сверло из одиночного цилиндрического элемента; на фиг. 5 и 6 — одиночные элементы, связанные друг с другом с образованием соответствующего инструмента.

Пример. Полые элементы изготавливали из природных дробленых алмазов и металлической связки, тугоплавкий компонент которой представлял собой порошкообразный твердый сплав ВК-10, а пропиточный материал — медь. Вес медной сердцевины элемента определяли расчетным путем по формуле: р "î fl

100 где У вЂ объ накатываемого покрытия, ММ3 у — удельный вес меди, г/мм, P — пористость в накатываемом покрытии, %; и коэффициент насыщения пор (от

0,2 до 1,0).

На частицу меди наносили путем накатывания в грануляторе НИА-С32 слой, состоящий из смеси алмазных и твердосплавных (ВК-10) порошкообразных частиц. Полученные элементы (гранулы) просушивали при 100 — 150 С в сушильном шкафу

1О

3О

СНОЛ-3,5 в свободно насыпанном состой. нии, а затем нагревали в водородной среде до температуры плавления меди — 1130 С (Электропечь СКБ-7019Б). Продолжительность операции пропитки — 3 — 10 мин, общая продолжительность цикла от начала нагрева до полного остывания — 2,5 ч.

Полученные пустотелые элементы можно применять в виде свободных абразивных частиц в устройствах барабанного типа или использовать для изготовления абразивного слоя различных инструментов.

В этом случае элементы соединяют друг с другом соответствующей связкой или пропиточным материалом с той же или меньшей температурой плавления. Единичный абразивный элемент, выполненный в виде втулки, может быть использован как режущий инструмент, например трубчатое сверло. Для этого такой элемент 1 надо соединить с корпусом 2 (фиг. 5 и 6). В основном пустотелые абразивные элементы можно использовать для изготовления ячеистого рабочего слоя алмазно-абразивных инструментов, для получения сотовой конструкции алмазно-абразивного слоя, для достижения непрерывности алмазно-абразивного слоя при наличии значительного количества пустот заданной формы, равномерно распределенных на рабочей поверхности, для снижения удельного веса абразивных рабочих элементов, для получения тонких трубчатых конструкций инструментов значительной длины и т. д.

Формула изобретения

1. Способ изготовления абразивных элементов, при котором на ядро наносят оболочку из смеси абразива и связки, а ядро выплавляют, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, ядро изготавливают из легкоплавкого компонента связки, а оболочку — из туго пл а в кого.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем материала ядра берут от

20 до 100% по отношению к суммарному объему пор оболочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент ФРГ № 2350139, кл. В 24D

3/00, 1975.

Фж 7

Лернер с Нининым житн;,"н

Составитель В. Воробьев

Редактор Е. Хейфиц Техред А. Камышникова Корректоры: О. Данишева и Л. Орлова

Заказ 1893/18 Изд. № 588 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2