АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1997 года по МПК B24D17/00 

Изобретение относится к производству абразивных инструментов на основе изготовления абразивной смеси из материалов с различными характеристиками по твердости и по хрупкости.

Известны металлоабразивные инструменты, получаемые электрохимическими методами или спеканием, в том числе горячей допрессовкой порошковых заготовок в различных защитных средах. Применяемые для этой цели технологии из-за большого количества переменных факторов затрудняют стабильность основных параметров при серийном производстве, что в ряде случаев снижает качество изготовляемых инструментов /1,2/.

Наиболее близким по технической сущности к данному является абразивный инструмент /3/, который содержит держатель, жестко скрепленный с рабочей частью, выполненной в виде смеси абразивных алмазных зерен и частиц наполнителя с металлическим связующим (прототип).

Его недостатком является потеря рабочих свойств при выкрашивании с поверхности рабочей части алмазных зерен. Кроме того, в случае образования пустот и каверн при выкрашивании в теле инструмента снижается его износостойкость.

Целью изобретения является повышение качества рабочих свойств изготовляемого инструмента за счет использования смеси алмазных абразивных зерен и хрупких соизмеримых с их размерами частиц наполнителя со связующим материалом, из которой сформирована рабочая часть инструмента. Происходящее в процессе эксплуатации выкрашивание наружной поверхности инструмента при этом приводит к образованию пор, сколов и т. п. которые не ухудшают, а улучшают абразивные режущие функции инструмента за счет улучшения условий отвода материалов шлифования и увеличения плеча режущего звена, повышая ресурс инструмента.

Указанная цель достигается тем, что абразивный инструмент, содержащий рабочую часть, выполненную из смеси жестко связанных посредством металлического связующего алмазных зерен и соизмеримых с ними частиц наполнителя, распределенных по ее объему, и держатель, размещенный в центральной зоне рабочей части, имеет гнезда, предназначенные для размещения в них алмазных зерен и/или частиц наполнителя, связь алмазных зерен с металлическим связующим выполнена в виде нанесенной на их поверхности плакирующей металлической пленки, наружная поверхность рабочей части выполнена шероховатой.

Рабочая часть содержит до 95 частиц наполнителя с твердостью менее, чем в 1,5 раза меньше твердости алмазных зерен и более чем в 1,5 раза большей хрупкости. Кроме того, рабочая часть содержит частицы наполнителя из SiO₂, например, стекла, песка и/или кварца. Кроме того, рабочая часть содержит частицы наполнителя в виде гранул металла и/или сплава металла. Кроме того, металлическое связующее рабочей части выполнено из мельхиора.

На фиг. 1 показан внешний вид инструмента; на фиг. 2а наружная поверхность инструмента с образовавшимся сколом; на фиг. 2б различные частицы на наружной поверхности, создающие за счет плеча рычага с опорой момент дополнительного воздействия; на фиг. 3 алмазное зерно с нанесенной на него посредством плакирования металлической пленкой (например, молибденовой) для лучшего закрепления в расплавленном металле, который связывает алмазные зерна.

На фиг. 1 показан инструмент, содержащий держатель 1 с гнездами 2, металлическая связка 3, гнезда 2 предназначены для размещения в них части алмазных зерен 4 и/или частиц наполнителя 5, блок-форма 6 в виде графитового стакана, в котором изготавливается инструмент, шероховатая поверхность 7 наружной стороны рабочей части инструмента.

На фиг. 3 показано алмазное зерно 4 с нанесенной на его поверхности плакирующей металлической пленкой 8.

Рабочую часть инструмента образует смесь алмазных зерен 4 с металлической пленкой 8, частицы 5 наполнителя и металлическое связующее 3 (металлическая связка).

Инструмент выполняют следующим образом.

Берут блок-форму 6 в виде графитового стакана, внутренние стенки которого имеют шероховатость 7, размеры неровностей которых соизмеримы с размерами алмазных зерен.

В центральной части блок-формы 6 размещают держатель 1, который имеет гнезда 2, предназначенные для размещения в них алмазных зерен 4 и/или частиц 5 наполнителя. Алмазные зерна предварительно покрывают металлической пленкой 8 посредством плакирования. Заполняют блок-форму по всему объему плакированными алмазными зернами 4 и частицами 5 наполнителя. Затем заливают заполненную блок-форму металлическим связующим 3 в расплавленном состоянии.

Предварительное плакирование алмазных зерен 4 металлической пленкой 8 позволяет в процессе отверждения расплавленного металлического связующего 3 в смеси покрытых металлической пленкой 8 алмазных зерен 4 и частиц 5 наполнителя осуществить формирование рабочей части абразивного инструмента посредством диффузионных процессов между всеми компонентами, участвующими в процессе его изготовления.

Использование: производство абразивных инструментов на основе изготовления абразивной смеси из материалов с различными характеристиками твердости и хрупкости. Сущность изобретения: абразивный инструмент содержит рабочую часть из смеси алмазных зерен, покрытых металлической пленкой, и соизмеримых с ними частиц наполнителя с металлическим связующим, держатель с гнездами, предназначенный для размещения алмазных зерен и/или частиц наполнителя. Наружная поверхность инструмента выполнена шероховатой. Рабочая часть содержит до 95 % от общего количества смеси частиц наполнителя, которые имеют твердость менее, чем в 1,5 раза меньше твердости алмазных зерен, и хрупкость в 1,5 раза больше хрупкости зерен. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Абразивный инструмент, состоящий из рабочей части, выполненной из распределенной по ее объему смеси связанных посредством металлического связующего алмазных зерен и частиц наполнителя, и держателя, расположенного в ее центральной зоне, отличающийся тем, что в держателе выполнены гнезда, предназначенные для размещения в них части алмазных зерен и/или частиц наполнителя, рабочая часть инструмента выполнена с шероховатой наружной поверхностью, неровности которой и частицы наполнителя соизмеримы с алмазными зернами, связь алмазных зерен с металлическим связующим выполнена в виде плакирующей пленки, нанесенной на поверхность алмазных зерен. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что рабочая часть содержит до 95% от общего количества смеси, частицы наполнителя с твердостью, менее чем в 1,5 раза меньшей твердости алмазных зерен и более чем в 1,5 раза большей хрупкости. 3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что инструмент в качестве материала частиц наполнителя содержит SiO₂. 4. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что инструмент в качестве частиц наполнителя содержит гранулы металла. 5. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что инструмент в качестве частиц наполнителя содержит гранулы сплава металла. 6. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала металлического связующего инструмент содержит мельхиор.