Способ изготовления алмазных элементов Советский патент 1992 года по МПК B24D3/34 B24D17/00 

Изобретение относится к изготовлению алмазных режупих элементов методом порошковой металлургии и может найти применение на предприятиях, изготавливающих алмазно-абразивные инструменты, а также другие изделия с использованием металлических порошков.

Целью изобретения является, повышение качества элементов.

На чертеже схематично изображена холоднопрессованная заготовка с наложенной на нее навеской пропиточного материала.

Существо способа заключается в том, что на прессованную тугоплавкую металлическую пористую основу накладывают пропиточный материал с температурой плавления ниже температуры плавления основы. Часть пропиточного ма-j

териала представлена капсулой, а - часть - порошкообразным материалом, помещенным в эту капсулу.

В процессе пропитки по мере увеличения температуры первоначально расплавляется порошкообразная часть легкоплавкой навески для пропитки наложенной на центральную часть заготовки, при этом пропиточный: материал, проникая в поры холоднопрессованной заготовки,, постепенно вытесняет к периферии находящиеся тлм газы и воздушные пузырьки. Кроме того, частичное заполнение пор способствует уменьшению коробления нзделич в связи со снижением пористости. Используя металлические порошки, у которых гранулометрический состав включает как ульт- радиснерсные, так и более крупные

1

О

ел о ел ю

«.

;,:с г;; ;;.:i, мо:|.п. растяну 1;, но ьременн

, раСПЛаНЛОгПЯ H ДОИТЬСЯ таким образом .;мм-;-7 ностп гч-СНСКИЯ Газов И ПОрКГТ 3.-.: ГОТО .1 Л1.

Сытяссние тгмьер.чтуры плавления по :;1 и обра:п:оЛ чаотк навески нропи- ; ыв : .;::;Ј го матг риала, можно получит также; путем введения в i-чн; активирую дт&пвок, например .при лр.шитке мс гЧыо можно вводить в вндсЛ поропкрв добавки олова. пипка, синица н коли- моет в е до S-107.

1С,чпсул.ч выполнена, так, что ее

ьать усадке х-олодиопрессованной заготовки.

На заготовку 1 наложена навеска пропиточного материала, состоящая из порошкообразной 2 и плотной 3 частей. Плотная члг.ть 3 пропиточного материала образует коробчатую форму, в хото- заключается порошкообразная часть навески.

При повышении температуры сначала в силу высокой степени диспергиролакн или наличия активирукнцих добавок расплавляется порошкообразная

Изобретение относится к изготовлению алмазных режущих элементов методом порошковой металлургии и может найти применение на предприятиях, изготавливающих алмазно-абразивные инструменты, а также другие изделия с использованием металлических порошков. Цель изобретения - повышение качества элемента. На пористую заготовку, включающую тугоплавкий материал, накладывают порошкообразный легкоплавкий пропиточный материал. Нагревают до температуры плавления пропиточного материала. Часть пропиточного.материала берут в виде капсулы, открытой со стороны, сопряженной с пористой заготовкой, заполняют порошкообразным пропиточным материалом.. Количество материала капсулы и порошкообразного материала берут в соотношении (1:1)- -(1:4), 2 з.п. dh-лы, 1 ил. § У, С

внутренняя полость открыта в плоское- j ; часть 2 навески для пропитки и заиолти контакта с ьоу-.тгрхкосттлт пористой заготовки, на которую .нак;;ад| шлется капсула. Располагают капсулу в центральной части пропитываемого изделия. В процессе нагрева сначала плавится центральная порошкообразная часть капсулы, состоящая из мелкодисперсных н ультрадисперсиых частичек или содержащая активирующие добавки. При пропптке центральной части пористой заготовки расплавленной порошкообразной навеской г зопоздушная смесь из пор, находящих с г. в центральной части, оттесняется к периферийным участкам хелрднопрессонанной заготовки. После расплавления станок кяпсупы вторая порция П1)опитыг;аю1(го материала осу- г;ес.ТЕЛяет дальн-.м ппее вытеснение га- oOi 153 перифер; Ггн|.;х пор за границы х.олоднопрессо} акно11 заготовки.

В залнсимостн от удельного веса пропиточного материала и пористости холоднопресс.ор-чнныя заготовок экспериментально установлено, что соотнопе- ние по массе порошкообразной н плотной кодификаций пропиточного материала долл-.но наХ ;;::ться в пределах от 1:1 до 1:4. При соотногнмпгн воз

Пример. Изготавливают алмазн абраяивное изделие в виде параллелепипеда с размерами 7x7x24 мм на связ ке М50 из природных алмазов А 500/40 при концентрации 50 используемого в качестве рабочего элемента полосовых пил. Холсдпопрессованная заготовка изготавливается из твердосплавной смеси марки ВК-10 с объемной массой

можно получать капсулы с толп;инон

стеь кл 1-2 мг-;. При соотнчнаьин порош- 45 14,4 г/см3 в стальной пресс-форме на

кообрлзной и H.-.0-I нгн ..;|пка .,и;1 ме- гидравлическом прессе. Пресс должен

;;ее 1:1 стенки капсулы имагг тенден- обеспечивать усилие прессования не

цяю к стск.:ннм механнчегклй прочности

из-за малой толг лны при ьозр.чсч ль.ишж

менее 1 т/см2 , суммарное давление на изделие 1,7 т. Холодное прессование

Размерах капсулм. Это затрудняет прак-,п ироизвод тсл по объему, пористость за- t f ™t

тнческое исполг зоулчне тчкпх капсул t- с оплг::ост(, стенск г. просыпанием порои к.ч. сш имрошкооб- р:.эного матернлч-я (при соог;;ог-о;1.}. белое 1: 0 ктг1:п с :%ь .с,,a.ie-:oro . -j снижает,-я. так как J

:. ииС ОЛЬпл.ч пропи : О1м; л/о ,MaTi:- j л.:1 ме н сое гиг.чип п.:т.тш гь из imp

l РО -. М1

готовки 40%.

I

Навеска твердосплавной шихты с учетом указанных параметров определяется по формуле

AMVute.-J1T6-n,.k), П где V - объем изделия, определяемый

высотой .мм, шириной Ь- -7 мм и длиной 24 мм;

0 5

0

5

0

няет поры в центрлл1Л ой части холодно- прессованной заготовки 1, оттесняя при этом газовоздушную смесь на периферийные участки заготовки. Затем при дальнейшем повышении температуры расплавляются стенки капсулы и заканчивается процесс вытеснения газо- воздушной смеси за границы холодно- прессованной заготовки 1. При таком ступенчатом процессе пропитки газо- воздушнаи смесь вытесняется из пор постепенно, чт.о снижает опасность образования закрытых пор и вспухания холоднопрессованной заготовки. Предварительное частичное заполнение пор препятствует короблению холоднопрес- сованнон заготовки. Снижение опасности вспухания и коробления холоднопрес- сованных заготовок повышает качество пропитанных изделий.

Пример. Изготавливают алмазно- абраяивное изделие в виде параллелепипеда с размерами 7x7x24 мм на связке М50 из природных алмазов А 500/400 при концентрации 50 используемого в качестве рабочего элемента полосовых пил. Холсдпопрессованная заготовка изготавливается из твердосплавной смеси марки ВК-10 с объемной массой

менее 1 т/см2 , суммарное давление на изделие 1,7 т. Холодное прессование

ироизвод тсл по объему, пористость заt f ™t

готовки 40%.

I

Навеска твердосплавной шихты с учетом указанных параметров определяется по формуле

AMVute.-J1T6-n,.k), П где V - объем изделия, определяемый

высотой .мм, шириной Ь- -7 мм и длиной 24 мм;

& - коэффициент, зависящий от

пористости изделия, в данном случае равный 0,6; YT«- объемная масса твердосплав- ioii смеси ВК-10, равная 14,4 .г/см3; k - коэффициент, определякмций

содержание алмазов в ел-объема, при концентрации 50 pa- JQ вен 2,2 карат/см3.

..После подстановки в формулу определяем массу навески твердосплавной смеси 9,64 г.

В качестве пропиточного материала (5 используется медь с объемной массой 8,8 г/см3. Навеска меди для пропитки

Ум Уц г

где п - коэффициент, определяющий пористость изделия, в данном 20 случае равный 0,4; Удд- объемная масса меди. После подстановки определяем численное значение навески меди 4,14 г.

В соответствии со способом соотно- 25 порошкообразной и плотной модификаций навески пропиточного материала принимаем равным 1:1, тогда навеска порошкообразной модификации меди равна 2,07 г и плотной модификации 30 2,07 г. Насыпная масса ультрадисперс- ного порошка меди в три раза меньше, чем его объемная масса и равна Г 2,93 г/см1, тогда объем, занимаемый порошкообразной навеской, найдем из 35 соотношения порошкообразной навески и насыпной массой ультрадисперсного порошка

()71 смз

2,93 г/см3

В качестве капсулы для размещения этой навески можно использовать медную трубку квадратного или круглого сечения. Для получения более эффективной формы капсулы можно трубку круг лого сечения сжать с боков так, чтобы получить трубку эллипсного сечения.

еJQ

(5

20

- 25 30- 35

вя.

40

5

В рассматриваемом примере при толщине стенок медной трубки 1 см и внешнем диаметре 10 мм .необходимо брать отрезки длиной 2,1 мм, тогда слой ультрадисперсного порошка, засыпанного в них, будет иметь толщину 1,2 мм.

Указанные отрезки трубки с эллиптическим сечением накладываются на центральную часть холоднопрессопанных заготовок, размещенных в графитовой форме, после чего в эти отрезки, как в капсулы, засыпается порошкообразная часть навески для пропитки. Затем снаряженные графитовые формы загружают в печь с защитной средой, где производится нагрев до и пропитка. После извлечения из графитовых форм готовые изделия подвергаются контрольному осмотру.

Формула изобретения

3. Способ по,п. 1, отличающийся тем, что в порошкообразный материал вводят активирующие добавки, понижающие температуру его плавления.