Способ изготовления алмазных элементов Советский патент 1990 года по МПК B24D3/26 

Изобретение относится к области изготовления алмазного инструмента

Цель изобретения - повышение производительности при изготовлении таблеток с соотношением высоты к диаметру более О 5 ток B.nJJ изготовления алмазных таблеток включает смешивание алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя прессование и термическую обработку таб леток в закрытой форме.

пп. РЗД спеканием на ТОЙ о блетки с высо той не более 0,25 ее диаметра после чего

± :™Г f Форму по сколько ми и °Р У закрывают крышками и производят термическую обработку

В процессе термической обработки сложенные столбиком таблетки при 110-130°Г сплавляются в единую массу, а при 180- 200 С эта масса отверждается, образуя таблетку с равномерной пористостью В состав массы не должно входить металлического наполнителя более 25% (по ббьему). В про тивном случае после прессования получаются таблетки, армированные столь прочным металлическим каркасом, что при нагрева НИИ они не сплавляются,

В связи с неудовлетворительной сыпукак - пресс-автомате, как показали опыты, невозможно произвошение н г° У шение высоты к диаметру было бы более

клпи. допустимых отклонении по массе на каждую таблетку Например, уже при прессовании таблеток

ШЙ- П ri ° (Н) 3 м IH/D - 0,3) у 70 шт. таблеток из ЮО отмечалось уменьшение массы на 5-8%. Подобное

отклонение равносильно дополнительном

увеличению пористости спеченых таблеток

. на b Ь, НТО приводит к значительному нас в оТстГ эксплуатационных свойств алмазного инструмента. Поэтому верхним пределом отношения высоты к дич енГ SPfc ° - ь,брано -значение 0,25.. Предлагаемым способом

сТюТ52 Г - ----р-о-СП

со о ю

Способ осуществляют следующим образом.

Порошки алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя смешивают в

необходимой пропорции, Затем подготав- ливают форму для термической обработки таблеток (спекания), которая представляет собой металлическую плиту толщиной 10мм

(равной высоте изготавливаемых таблеток) с множеством отверстий (например, 100 от- верстий) диаметром 10 мм. Подготовка формы заключается в смазывании отверстий тонким слоем масла (например, солидолом). Определяют геометрию и массу таблеток,

.которые будут производиться на прессе-ав-

-томате.

Для этого проводят следующий расчет. - Определяют объем таблетки в товарном виде

Vn,:(f),14XO,25Xl

,t35 (см: ).

Определяют объем занимаемой алмазной шихтой без учета объема, занимаемого

порами, Яч

Vm Vm X 0,65 0,785 X 0,65 0,51 (см-.

Определяют массу алмазной таблетки в товарном виде

Pт ,51y(г), - 3 3 где у - удельный вес алмазной шихты, г/см . Определяют высоту столбика брикетов, подлежащего укладке в форму Н1 (Н 0,65) К (1 - 0,65) 1,15 0,7475 « 0,75 (см), где К - коэффициент, учитывающий, что прессование таблеток на прессе-автомате будет производиться с остаточной пористостью 15%.

Определяют количество таблеток в

столбике

Hi 0,.., р5-0;25- - - Определя ют массу одной таблетки

Ме(г).

Далее на прессе-автомате прессуют таблетки 10 мм, высотой 2,5 мм и массой, равной Мб (г). Таблетки укладывают в форму столбиками, после чего форму плотно закрывают крышками, Форму ставят в термо- шкаф, где и проводят термическую обработку таблеток. Затем форму остужают на воздухе и извлекают из нее алмазные таблетки ) мм, высотой 10 мм и пористостью 35%.

По приведенной технологии изготавливают следующие алмазные таблетки.

Пример. Алмазные таблетки для обработки плоских оптических деталей из стекла марки К8.

0

5

0

30

40

55

Диаметр таблеток 12 мм, высота 10 мм, пористость 30%.

Состав массы, об,%: алмазный микропорошок АСН 20/14 2: фенольная смола СФП-011Л 97,5; алюминий АЛ--40,5,

На прессе-автомате типа ДК-30 фирмы Dorst (ФРО прессуют алмазные таблетки 012 мм, высотой 2 мм,

Таблетки укладывают в форму столбиками по 4 шт, и проводят спекание,

П р и м е р 2. Алмазные таблетки для обработки линз из стекла марки Ф-101,

Диаметр таблеток 10 мм, высота В мм,

пористость 35%.

Состав массы, об.%; алмазный микропорошок АСН 14/10 3; фенольная смола СФП-011Л 83; алюминий АП-4 15.

На прессе-автомате прессуют таблетки мм, высотой 2 мм. Таблетки укладывают в форму столбиками по 3 шт. и проводят спекание.

Примерз, Алмазные таблетки для обработки пластин из стекла Л К-5, Диаметр 10 мм высота 10мм, пористость 40%,

Состав массы, об,%: алмазный микропорошок АСН 20/14 2;- фенольная смола СФП-011Л 73; магний МПФ-1 25, На прессе-автомате прессуют таблетки /10 мм, высотой 2 мм. Таблетки укладывают в форму столбиками по 4 шт. и проводят спекание,

С целью определения возможности проведения автоматизированного прессования алмазных таблеток на прессе-автомате типа ДК-30 фирмы Dorsf (ФРП изготавливают таблетки 10 и 12 мм, высотой 2; 2,5; 3,0; 3,5; 4 мм. Пресс-автомат работает со скоростью 30 шт, табл./мин. Состав шихты, об.%; алмазный микрог10ро- шок АСН 20/14 2; фенольная смола СФП 011Л 83; алюминиевый порошок АЛ-4 15.

Допускаемое отклонение массы прессовки не более ± 5%,

Испытания показали; при прессовании таблеток rflO мм предельная высота ее может быть не более 2,5 мм. При пресовании таблеток высотой более 2,5 мм допускаемое отклонение массы прессовки (в меньшую сторону) составляет 5-8%, При прессовании таблеток 12 мм предельная высота может быть 3 мм, превышение указанной высоты влечет за Собой уменьшение массы прессовки до 5-8%.

Таким образом, из состава указанной шихты на пресс-автомате можно изготавливать таблетки с соотношением высоты к диаметру не более 0,25.

С целью определения влияния количества содержащегося в шихте металлическоrp наполнителя на спекание в закрытой форме алмазных таблеток проводят следующий опыт.

Готовят шихту состава. об,%: алмазный микропорошок 2; фенольная смола СФП- 011/1 68-97,5; алюминиевый порошок АЛ-4 0.5-30.

На пресс-автомате ДК-30 прессуют таблетки (СЮ мм, высотой 2.5 мм. Остаточная пористость в таблетках - 15%,

Таблетки по 3 шт. столбиком укладывают в форму (высотой 10 мм), плотно закрывают крышками, ставят в термостат и производят спекание путем повышения температуры массы от комнатной до 210°С со скоростью 3 град/мин.

Испытания показали: при содержании в шихте металлического наполнителя (алюминия) не более 25% в форме после спекания получаются таблетки li)W мм, высотой 10 мм, пористостью 35%. Пористость по всему объему таблетки равномерная. При содержании металлического наполнителя более 25% не удается получить однородного соединения таблеток и пористость при этом не равномерная.

Таким образом, при реализации пред- - лагаемого способа необходимо применять состав шихты на основе порошков алмаза, фенольной смолы и металлического напол- нителя при содержании металлического наполнителя не более 25 об.%.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

1.Способ изготовления алмазных элементов, при котором осуществляют формование и спекание в закрытой форме абразивной массы, включающей порошок алмаза, фенольное связующее и наполнитель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при изготовлении элементов в виде таблеток с соотношением высоты и диаметра более 0,5, перед спеканием осуществляют формование таблеток при условии H/d 0,25, где Н - высота таблетки, d - ее диаметр, и спеканию

подвергают набор указанных таблеток в виде столбика, при этом наполнитель берут в количестве 0,5-25% обьема абразивной массы.

2.Способ по п. 1.отличающийся тем. что в качестве наполнителя берут алюминий или магний.

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента из порошков алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя. Цель изобретения состоит в уменьшении трудоемкости изготовления высокопористых алмазных таблеток с соотношением высоты к диаметру более 0,5 путем применения автоматизированного прессования. Цель достигается путем прессования на пресс-автомате алмазных таблеток с высотой не более 0,25 ее диаметра, после чего таблетки укладывают в форму по несколько штук столбиком, форму плотно закрывают крышками и в таком виде производят спекание. Металлический наполнитель в виде алюминия или магния вводят в количестве, не превышающем 25% от объема массы. 1 з.п. ф-лы.