Металлокерамическая связка Советский патент 1989 года по МПК B24D3/06 

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента, в частности к производству отрезных кругов, и может быть использовано в оптико-механической и электронной промьппленности при обработке магнитных головок из хрупких материалов, например сендаста.

Цель изобретения - обеспечение изготовления тонкостенных инструментов за счет повышения прочности сырых заготовок и увеличения производительности обработки за счет повышения прочности и подпитки инструмента.

Согласно изобретению связка в основе состоит из меди и олова, взятых в соот- 4:1, и содержит, мас.%: легкоплавкое стекло из группы флинтов 10-20; смесь каолина с кремнийфтористым натрием (1:0,03) 1-10; нитрид титана 0,05-0,1.

Легкоплавкое стекло из группы флинтов состоит из следующих компонентов:

5,02 31,6-47

,85-6,35

Лл-.0 РЬО

0,2 - 0,25 65,3-36,4

Коэффициент термического расширения (КТР) стекла близок к КТР связки Ml (медь с олово.м в соотношении 4:1), что приводит к упрочнению связки. Смесь каолина с кремнийфтористы.м натрием введена в связку как компонент, способствующий адгезионному взаимодействию компонентов связки при спекании за счет введения кремнийфто- ристого натрия и, кроме того, она способствует порообразованию связки за счет того, что каолин при спекании теряет кристаллизационную воду, входящую в его состав (до 14 .мас.%, что составляет до 40 об.% пор). Полученная пористая связка обладает хорошим теплоотводом за счет металлической основы связки, а также за счет пор улучшается подача СОЖ в зону резания и отвод продуктов резания из зоны. Цористая связка не засаливается. Применение нитрида титана (в виде порошка в связке или поо-к

с:

С

а

крытия на зернах КНБ) способствует уменьшению трения в зоне обработки, что снижает усилия резания, увеличивает сцепление режущих зерен со связкой.

Применение предлагаемого состава связки приводит к получению прочных заготовок - брикетов после прессования, что не требует проведения дополнительной операции горячей допрессовки после спекания имас.%: позволяет проводить спекание брикетов в свободном состоянии. Улучшение брикетиро- Легкоплавкое стекло из группы

обладающий высокой производ при металтГообработке, в частн работке дорогостоящего трудноо мого материала сендаста, при электронной промышлеииости в нах.

Оптимальное соотношение связки соответствует следующ

флинтов

Смесь каолина с кремнийфто- ристым натрием (1:0,03) Нитрид титана

ваиия обусловлено введением каолина и кремнийфтористого натрия. Каолин представляет собой мелкодисперсную белую глину состава, мас.%: S/Os 50-75; /l/aOj 17 -

34; Ре-20л 0,2-2,5; ТiO-2 0,2-2,0; СаО 0,1- 15 Медь с оловом 4:1) 1,0; MgO 0,1-0,5; 0,3-8,5; Л а2О 0,1- 1,0.

Пример. Компоненты связки: связка Ml (медь с оловом в соотношении 4:1), шлам легкоплавкого стекла из группы флинтов (стекла ТФ7, Ф9, ЛФ9, ТФЗ - ТФЮ как 20 в смеси, так и в виде порошка одной марки), смесь каолина с кремнийфторис- тым натрием в соотношении (1:0,03) смешивают с порошком кубического нитрида бора

15

5

0,07 79,93

Содержание стекла менее 10%, смеси каолина с кремнийфтористым натрием менее 1 % и нитрида титана менее 0,05% не улучшает свойств инструмента и не позволяет применять скоростные режимы из-за засаливания инструмента и увеличения сил резания. Избыточное содержание в связке стекла и смеси каолина с кремнийфтористым натриемъПриво- дит к увеличению сил резания и появлес покрытием из нитрида титана и методом 25 сколов на обрабатываемой поверхности.

порошковой металлургии прессуют и спекают

отрезные круги типа ОК 100x0,6x5x20 КР 100 (80 M(Tj- ) - 500/0. Одновремеини и:5готавливают круги с КНБ без иокрыти, а

порошок нитрида титана вводят непосргдс 30

40

венно в состав шихты. Полученные отрезные круги спекают при 720°С в течение 20 мин в защитной среде (среде водорода или СО). Горячая допрессовка не производится. Одновременно изготавливают отрезной круг из-. вестного состава. Производят контроль на технологичность брикетирования и спекания. 35

Результаты сведены в табл. 1.

Благодаря введению в состав связки на основе меди и олова в соотношении 4:1 легкоплавкого стекла из группы флинтов и смеси каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении 1:0,03 повышается пластичность связки, что позволяет получать тонкостенные брикеты для режущих кругов относительно больших диаметров (0100 мм), плотных после брикетирования, которые можно спекать в свободном состоянии без дополнительной горячей допрессовки.

Полученные инструменты испытаны на операции резки материала сендаста на станке САФАГ при следующих режимах: п 8000 об/мин; глубина резания 2,5 мм; СОЖ - проточная вода; подача - до 22 мм/мин.

Результаты испытаний сведены в табл. 2.

Использование смеси флинтовых стекол или одной из марок таких стекол практически не изменяет результатов испытаний. 55

Результаты срав нительных испытаний показывают, что предлагаемый состав связки позволяет получить режущий инструмент,

45

50

В предлагаемом составе предлагается смесь каолина с кренийфтористым натрием в соотношении 1:0,03. Указанное соотношение является оптимальным, так как при меньшем содержании кремнийфтористого натрия эффект порообразования и адгезионного взаимодействия связки незначителен из-за неравномерного распределения . VaaSjfe в составе (малое количество), а большее содержание не приводит к существенному улучшению связки после спекания.

Результаты сравнительных испытаний приведены в табл. 3.

Использование предлагаемой металлоке- рамической связки позволяет повысить производительность обработки и выход годных изделий брикетирования.

Формула изобретения

Металлокерамическая связка для абразивного инструмента, содержащая медь, олово, стекло и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения изготовления тонкостенных инструментов путем повышения прочности сырых заготовок и увеличения производительности обработки путем повышения прочности и пористости инструмента, связка дополнительно содержит смесь каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении 1:0,03, медь и олово введены в соотношении 4:1, а в качестве стекла введено легкоплавкое стекло из группы флинтов, в качестве наполнителя - нитрид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

мас.%: Легкоплавкое стекло из группы

обладающий высокой производительностью при металтГообработке, в частности при обработке дорогостоящего труднообрабатываемого материала сендаста, применяемого в электронной промышлеииости в магнитофонах.

Оптимальное соотношение компонентов связки соответствует следующему составу,

мас.%: Легкоплавкое стекло из групп

флинтов

Смесь каолина с кремнийфто- ристым натрием (1:0,03) Нитрид титана

Медь с оловом 4:1)

Медь с оловом 4:1)

Содержание стекла менее 10%, смеси каолина с кремнийфтористым натрием менее 1 % и нитрида титана менее 0,05% не улучшает свойств инструмента и не позволяет применять скоростные режимы из-за засаливания инструмента и увеличения сил резания. Избыточное содержание в связке стекла и смеси каолина с кремнийфтористым натриемъПриво- дит к увеличению сил резания и появле0

0

5

5

5

0

В предлагаемом составе предлагается смесь каолина с кренийфтористым натрием в соотношении 1:0,03. Указанное соотношение является оптимальным, так как при меньшем содержании кремнийфтористого натрия эффект порообразования и адгезионного взаимодействия связки незначителен из-за неравномерного распределения . VaaSjfe в составе (малое количество), а большее содержание не приводит к существенному улучшению связки после спекания.

Результаты сравнительных испытаний приведены в табл. 3.

Использование предлагаемой металлоке- рамической связки позволяет повысить производительность обработки и выход годных изделий брикетирования.

Формула изобретения

Металлокерамическая связка для абразивного инструмента, содержащая медь, олово, стекло и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения изготовления тонкостенных инструментов путем повышения прочности сырых заготовок и увеличения производительности обработки путем повышения прочности и пористости инструмента, связка дополнительно содержит смесь каолина с кремнийфтористым натрием в соотношении 1:0,03, медь и олово введены в соотношении 4:1, а в качестве стекла введено легкоплавкое стекло из группы флинтов, в качестве наполнителя - нитрид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Легкоплавкое стекло из группы

флинтов

Смесь каолииа с кремиийфтористым натрием в соотноше

1 - 10 0,05-0.1 Остальное

Изобретение касается изготовления абразивных инструментов на металлокерамических связках, в частности отрезных кругов для обработки хрупких неметаллических материалов. Цель изобретения - обеспечение изготовления тонкостенных инструментов за счет повышения прочности сырых заготовок и увеличение производительности обработки за счет повышения прочности и пористости инструмента. Связка, состоящая в основе из меди и олова, взятых в соотношении 4:1, содержит, мас.%: легкоплавкое стекло из группы флинтов 10-20

смесь каолина с кремний-фтористым натрием в соотношении 1:0,03 1-10

нитрид титана 0,05-0,1. Коэффициент термического расширения (КТР) стекла близок к КТР основы. 3 табл.

Таблица 1 Связка Брикетирование Спекание

Известная Слабая сцепляемость тон- Требуется горя- костенных брикетов. 30% чая допрессовка имеет трещины и выколки

Предлагае- Высокая плотность тонко- Свободное спе- мая стенных брикетов канне

Таблица 2

Состав Стекло СмесьНитрит Медь сКритичес- Примечание связки из труп- каолина ститана, оловомкая попы флин- NaiSiFg,мае. % (4:1),дача, тон, мас.%мае. %мм/мин мае.%

Извест-10 При применении интенныйсивных режимов резания

обработки материал разрушается

редлааемьш

1

2 3 4 5

10 15 20 22

18

10

10 5 1 2

0,8

0,1

0,1 0,07 0,05 0,07

81,9

79,9 79,93 78,95 75,95

0,07 81,13

12 18 18

20 20 10 10

12

2

2

8,93 7,9 2,9 1,0

0,07 0,03 0,12

0,07 0,1 0,1 0,1

Дальнейшее повышение подачи ограничивается возможностью станка

12

18

20

18

15

10

19 12 12

15 20 18 18

Засаливание инструмента

Оптимальный состав

Увеличение сил резания

Засаливание инструмента из-за слабого порообразованного засаливания

Слаб. закр. КНБ Засаливание инструмента