Связка абразивного инструмента Советский патент 1983 года по МПК B24D3/14 

Изобретение относится к связкам абразивного инструмента, преимущес венно содержащего кубический нитри бора (КНБ) или алмаз, применяемого для обработки закаленных сталей бе применения смазочно-охлаждающих жидкостей СОЖ, и может быть испо зовано на предприятиях, занимающих ся заточкой и доводкой режущего ин струмента из быстрорежущих, в том числе труднообрабатываемых закален ных сталей. В настоящее время имеются связк абразивного инструмента, позволягацие обрабатывать стальные детали и производить заточку режущего инструмента. Положительный результат дает в этом случае инструмент, на керамических связках. Известны керамические связки абразивного инструмента на основе стекол различного состава или кера мических композиций с наполнителями для обработки сталей 1 . Известна керамическая связка для шлифовальных инструментов, содержащая .70-90 мае.% боросиликатного стекла и 10-30 мас.% талька. Ее применяют при изготовлении шлифовального инструмента из искус ственного корунда и кубического ни рида бора, Такая связка позволяет инструменту эффективно работать с охлаждением. Однако применение известно связки без охлаждения вызывает, при жоги и повышенный расход абразива. Известна связка, для обработки сталей без применения СОЖ,в которую в роли твердой смазки вводят графит, Связка состоит из глины и гра фита 2. Однако данная связка имеет высо кий расход абразива. Наиболее близкой к предлагаемой является связка, состоящая из свинцовоцИнкборосиликатного стекла 65-80 вес.%, гексагонального нитри да бора 20-35 вес.% и оксида кадмия 2,5-10,0 вес.%. Применение гек сагонального нитрида бора в качест ве твердой смазки в сочетании со стеклом позволяет инструменту на такой связке обрабатывать закаленные стали без применения СОЖ З. Однако инструмент на этой связке имевт относительно высокий удель ный расход абразива, так как гексагональный нитрид бора не смачивается стеклом связки. В результате ПРОИСХОДИТ только механическое удер жание частиц гексагонального нитрида бора в стеклообразной матрице что не обеспечивает прочного сцепления указанных материалов. Цель изобретения - разработка стеклосвязки абразивного инструмента для обработки сталей без охлаждения, обеспечивающей повышение износостойкости в 1,5-2,0 раза по сравнению с инструментом на керамических связках, используемых на аналогичных операциях. Поставленная цель достигается тем, что связка, содержащая в качестве основы сви.нцовоцинкборосиликатное стекло (в дальнейшем именуемое стекло ll и твердую смазку в виде смеси гексагонального нитрида бора и окисла металла, дополнительно содержит боросиликатное стекло 1 стекло 2) образующие смесь, а в качестве окисла металла - окси цинка, при следующем соотношении компонентов,, мае. %: Свинцовоцинкборосиликатное стекло 35-75 Боросиликатное стекло5-40 Гексагональный нитрид бора10-30 Оксид цинка1-15 Состав стекла 1, мае. %: 72,6-76,6; 11,0-13,0; 7,8-9,8; 1,6-2,6 1,2-2,2 , 0,5-1,6 Состав стекла 2, мае. %: SiO 45,0-55,0; 5,0-12; 4,5-iOi 4,0-12,0i 2,0-6,0 ВаО 5,0-10,0 Во-Оз 10,0-20,0 0,5-1,5 Как указывалось выше, в связи с неемачиваемостью гексагонального нитрида бора рядом составов стекол, в том числе и стеклом, входящим в состав известной связки, наличие только механического удержания зерен нитрида бора не обеспечивает х прочного сцепления, что вызывает тносительно высокий расход абразива. Одним из путей достижения рочного удержания материала в стеклообразной матрице является остижение удовлетворительной смачи аемости контактирующих материалов. ля этого в качестве стеклообразой основы применяют смесь стекол пределенного состава, например, текла 1 и 2 указанных выше состаов. Каждое из стекол в отдельности е смачивает гексагональный нитрид ора. В интервале 600-900 0 углы мачивания стеклом 1 - 95-140, а теклом 2 - 130-150. При смачива.НИИ гексагонального нитрида .бора материалом на основе смесей указан ных стекол удовлетворительное смачивание ,. например, при дости гается прИиспользовании смеси стеклом 1 - 90%, стекло 2 - 10%, и наоборот). Углы смачивания при этом меньше 90, Соотношение количества стекол принято в интервале, обеспечивающе удовлетворительную смачивающую спо собность их смесей по отношению к накопителям. Введение оксида цинка обусловле но необходимостью повышения износо сто.йкости связки. Интервал введени гексагонального нитрида бора и оксида цинка обусловлен достижением при таких их количествах достаточно высокой износостойкости инструмента. Пример 1. Изготавливают а разивный инструмент формы ЧК 125-5-3 100%-ной концентрации, из кубическ го нитрида бора зернистостью 125/1 на связке марки К-1б-1 следующего состава, мае. %: Свинцовоцинкборо- - силикатное стекло 1 35 Боросилркатное стекло 240 Гексагональный нитрид бора10 Оксид цинка15 Состав стекла 1, мае. %: РЬО 74 ZnO 12,0; 8,3; 1,8; ВаО 2,0; А12.0з 1,1. Состав стекла 2, мае. %: SiO,j 50,02; 9,2,; 5,37; 7,75; 3,38; ВаО 7,78; В, О. 14, Fe2.0,, 0,6. Примеси из группы оксидов СаО, MgO, TiO-i - остальное. Для приготовления смеси стекол смешивали исходные стекла зернистостью менее 40 мкм. Затем к смеси стекол добавляют гексагональный нитрид бора и оксид цинка зернисто тью менее 100 мкм, кубонит марки К зернистостью 125/100, тщательно см шивают. Кубонитосодержащую шихту брикетируют при давлении 1 т/см. Термообработку брикета производят в пресс-форме при бОО+Ю С в течение 1 4i После чего производят горячую допрессовку при давлении 0,5 т/см. Пример 2.. По технологии, описанной в примере 1, изготавлива ют круги формы ЧК 125«S-З-32-К-16-кР 125/100 - 24,9 следующего состава, мае. %;

Стекло 1

Стекло 2 Гексагональный нитрид

бора

Оксид цинка

Свинцовоцинкборо0

52 20 силикатное стекло Боросиликатное стекло

Гексагональный

20 8. нитрид бора Оксид цинка Химический состав стекол приведен примере 1. Пример 3. По технологии, писанной в примере 1, изготавливат круги формы ЧК 125-5-3-32-К-16-3КР 125/100 - 24,9 еледунидего сосава, мас.%: Стекло 1 52 Стекло 2 20 Гексагональный нитрид Оксид цинка Химический состав стекол привоится в примере 1. П р и м е р 4.-По технологии, писанной в примере 1, изготавливаись круги формы ЧК 125«5-3 32-К-16-4-КР 125/100 - 24,9 следукяцего остава, мае. % . Стекло 1 75 Стекло 2 9 Гекеагональ.вый нитрид бора 10 Океид цинка б Химичеекий состав стекол приводится в примере 1. Испытания опытных образцов абразивного инструмента, изготовленного на евязках по предлагаемому изобретению (марки связок К16-1, К-1б-2, К-16-3, К16-4) в сравнении с кругом, аналогичной характеристики на известной связке К-12 проводились при шлифовании образцов стали марки Р6М5 твердостью 62-64 ед, НРС сечением мм при следующем режиме: .скорость круга 25 м/с, продольная подача 2 м/мин, поперечная подача 0,05 мм/дв.ход без применения СОЖ. Испытывались шлифов.альные круги формы ЧК 125-5-3-32 из кубонита КР 125/100 - 100% концентрации. Результаты испытаний приведены в таблице. В результате лабораторных Испытаний установлено, что по сравнению со шлифовальньами кругами из кубонита на керамической связке К-12 (прототип) , применяемой для заточки резцов из закаленной быстрорежущей стали,все круги на предлагаемой связке марки связок.К16-1, К16-2, К16-3, К16-4 - примеры 1-4) обеспечивают снижение удельного расхода кубонита в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным. Наилучшей износот стойкостью облсщают круги, изготовленные по примеру 3, при следующем соотношении компонентов, мае.%:

1. СБЯЗКА АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА для обработки сталей, включающая свинцовоцинкборосиликатное стекло и твердую смазку в виде гексагонального нитрида бора и окисла металла, отличающаяся те.м, что, с целью повышения износостойкости.при работе без охлаждения она дополнительно содержит боросиликатное стекло, а в качестве окисла металла - оксид цинка при следующем соотношении компонентов,мас.%: Свинцовоцинкборосиликатное стекло35-75 . Боросиликатное стекло5-40 Гексагональный нитрид бора10-30 Оксид .цинка1-15 2. Связка по п. 1, отличающаяся тем, что свинцовоцинкборосиликатное стекло имеет состав, мае. %: РЬО . 72,6-76,6 ZnO 11,0-13,0 7,8-9,8 (П SiO. 1,6-2,6 ВаО 1,2-2,2 0,5-1,6 а боросиликатное стекло имеет следующий состав, мае.% s SiOi 45,0-55,0 ВхО-, 10,0-20,0 4 11.0 4,5-10,0 NaiO 4,0-12,0 Кор 2,0-6,0 а ВаО 5,0-10,0 АЧО ,0 0,5-1,5.