СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2003 года по МПК B24D3/04 

Описание патента на изобретение RU2214325C1

Изобретение относится к области изготовления алмазного инструмента, предназначенного для резки и обработки природного камня, керамических строительных и других материалов.

Наиболее распространенная технологическая схема изготовления алмазного инструмента на металлической связке включает экстремальные методы консолидации, такие как горячее прессование или спекание под давлением [Верещагин В. А. , Журавлев В.В. Композиционные алмазосодержащие материалы и покрытия. Минск: "Навука i тэхника", 1991, 208с.]. Эти технологии требуют оснащения специальным высокоэнергетическим производственным оборудованием и не во всех цехах порошковой металлургии возможна их реализация. В другой группе технологий активация спекания обеспечивается за счет инфильтрации металлическими сплавами свободнонасыпанных или спрессованных алмазосодержащих смесей [А.с. СССР 346097, патент РФ 2148490].

В качестве прототипа выбран способ изготовления алмазного инструмента, включающий приготовление шихты, механическое легирование шихты фосфором, ее отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС, совмещенное с инфильтрацией (патент РФ 2148490).

Недостатками этого способа являются высокая доля мягкой и непрочной бронзовой структурной составляющей в готовом изделии, изменение размеров прессовки после спекания с инфильтрацией ввиду высокой пористости прессовки и большого количества жидкой фазы, а также возможная графитизация поверхности алмаза при контакте с медью, которая может привести к ослаблению связи на границе алмаз-матрица.

Заявляемый способ обеспечивает повышение точности размеров и формы изделия, позволяет изготавливать изделия не только простой, но и сложной формы (втулки, многослойные изделия), повысить механические, режущие свойства, снизить затраты на материалы, обеспечить стабильность свойств поверхности алмазного сырья и прочность контакта алмаз-матрица при спекании.

Предлагаемый способ изготовления алмазного инструмента, включающий приготовление шихты, механическое легирование шихты фосфором, ее отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС, отличается тем, что прессование производится в два этапа с промежуточным отжигом прессовок. При этом отжиг прессовок производят при температуре 500-600oС.

Двухстадийное прессование, предусматривающее вторичное прессование (калибровку) отожженных прессовок, обеспечивает увеличение плотности изделий, повышение точности размеров и формы. Последующее спекание производится без инфильтрации. Исключение инфильтрации позволяет избежать изменения размеров при спекании. Активация спекания обеспечивается за счет образования жидкой фазы (в значительно меньшем, но достаточном количестве) в механоактивированной системе железо-никель-углерод-фосфор, поэтому инфильтрация при спекании становится необязательной. Кроме того, исключение инфильтрации позволит снизить трудоемкость процесса, так как операция наложения брикетов инфильтрата на прессовку ручная, и полностью автоматизировать процесс.

Сущность способа поясняется следующим примером конкретного исполнения:
- смесь, состоящую из 5,6 маc.% феррофосфора, 0,8 мас.% углерода и 93,6% железа, подвергали механическому легированию в планетарной мельнице до размера частиц 4-6 мкм, затем отжигали в восстановительной атмосфере при температуре 700oС 4 часа,
- к 67,5 г механически легированной смеси добавляли 12,5 г синтетических алмазов, 8 г карбида титана, 12 г никеля, перемешивали в смесителе со смещенной осью вращения, полученную смесь гранулировали с 7-%-ным водным раствором поливинилового спирта,
- гранулированную смесь прессовали при давлении 200 МПа,
- прессовки отжигали при температуре 550oС 2 часа в восстановительной атмосфере,
- отожженные прессовки прессовали при давлении 400 МПа,
- спекание производили в восстановительной атмосфере 850oС 4 часа.

Свойства алмазного инструмента, полученного заявляемым способом и по спообу-прототипу, представлены в таблице.

Из таблицы видно, что заявляемый способ позволяет получить алмазный инструмент с улучшенными свойствами.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность размеров и формы изделия, расширить ассортимент, повысить механические и режущие свойства, снизить затраты на цветные металлы и трудоемкость производства.

Похожие патенты RU2214325C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1999
  • Анциферов В.Н.
  • Гилев В.Г.
RU2165910C2
СПОСОБ СИНТЕЗА ФУЛЛЕРЕНСОДЕРЖАЩИХ ФАЗ 2000
  • Анциферов В.Н.
  • Оглезнева С.А.
  • Шацов А.А.
RU2188249C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ СТАЛЕЙ 1999
  • Анциферов В.Н.
  • Шацов А.А.
  • Смышляева Т.В.
RU2198765C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА 1999
  • Анциферов В.Н.
  • Гилев В.Г.
RU2191759C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА 1998
  • Анциферов В.Н.
  • Оглезнева С.А.
  • Лапчинский В.Ф.
  • Шацов А.А.
RU2148490C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОЙ КОМПОЗИЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 2003
  • Анциферова И.В.
  • Сметкин А.А.
RU2232213C1
ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ 1999
  • Данченко Ю.В.
  • Кулаков С.В.
RU2181336C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1983
  • Новиков Н.В.
  • Боримский А.И.
  • Вовчановский И.Ф.
  • Нагорный П.А.
  • Симкин Э.С.
  • Цыпин Н.В.
SU1142979A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ 2020
  • Дьячкова Лариса Николаевна
  • Витязь Петр Александрович
  • Осипов Владимир Анатольевич
  • Ильющенко Александр Федорович
RU2759858C1
МАТЕРИАЛ МАТРИЦ АЛМАЗНОГО И АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТОВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1998
  • Волков Л.Л.
RU2136479C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 214 325 C1

Реферат патента 2003 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение может быть использовано для изготовления инструмента, предназначенного для резки и обработки природного камня, керамических строительных материалов и др. Способ включает приготовление шихты, механическое легирование ее фосфором, отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС. Прессование ведут в два этапа с промежуточным отжигом. Изобретение позволяет повысить точность размеров и формы изделия. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 214 325 C1

1. Способ изготовления алмазного инструмента, включающий приготовление шихты, механическое легирование ее фосфором, отжиг, смешивание с никелем, карбидом титана и алмазными зернами, грануляцию, прессование после грануляции и спекание при 850oС, отличающийся тем, что прессование ведут в два этапа с промежуточным отжигом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промежуточный отжиг ведут при температуре 500-600oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2214325C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА 1998
  • Анциферов В.Н.
  • Оглезнева С.А.
  • Лапчинский В.Ф.
  • Шацов А.А.
RU2148490C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА 0
  • Л. В. Стихов, В. А. Федотов, С. Н. Хмелевска Н. В. Цыпин
SU346097A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АБРАЗИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1970
SU419367A1
DE 1950880, 18.06.1970.

RU 2 214 325 C1

Авторы

Анциферов В.Н.

Оглезнева С.А.

Даты

2003-10-20Публикация

2002-02-04Подача