Связка для изготовления абразивного инструмента Советский патент 1976 года по МПК B24D3/06 

1

Изобретение итиосится к области изготовления алмазно-абразивного инструмента.

Известна связка для изготовлеи.ия абразивного инструмента, включающая алюминий и титан с добавками различных металлических порошков.

Недостаток такой связки заключается в длительной термообработке при изготовлении инструмента: время выдержки при температуре спекания обычно составляет не менее часа.

Цель изобретения - создание связки, которая, обеспечивая алмазному инструменту равноценную работоспособность в сравпеннии с известной связкой, отличалась бы высокой технологичностью изготовления за счет сокращения времени спекания до 0,5-5,0 мин. Такая выдержка возможна при проведении процесса спекаиия инструмента в экзотермическом режиме.

Для этого в состав связки на основе алюминия и титана введены двуокись титана и окись меди, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Ti50-83

А16-15

Ti023-7

CuO8-28

Такой состав связки позволяет проводить спекание алмазного инструмента ,в экзотермическом режиме за счет того, что при спекании компоиеяты связки вступают между собой в термитные реакции. Общее уравнение реакции такого типа имеет вид:

мо + + ЛОх

где М - металл,- окись которого имеет меньщую свободную энергию образования, чем АОх. Обычно металл А - алюминий, а АОх -

АЬОз. В данном случае при нагреве предварительно спрессованного брикета алмазного инструмента иа связке предлагаемого состава до 800-900°С происходят следующие реакции:

3TiO2+4Al 2Al2O3+3Ti

2CuO+Ti Ti02+2Cu 3CuO+2Al АЬОз+ЗСи

Указанные реакции протекают во временном интервале 0,5-1,0 м:ин. и сопровождаются выделением большого количества тепла. В результате этого температура в объеме инструмента резко повышается и, так как продукты реакций в момент их образования отличаются высокой активностью, происходит иптенсивное спекание инструмента.

Исходный состав связки включает значительное количество металлических порошков титаяа и алюминия. Первоначально в ироцессе термообработки алюминий вступает в реакцию с окисью меди, так как он имеет большее сродство к кислороду, чем титан. После расходования окиси меди избыток алюм:иния вступает в реакцию с окисью титана. Однако, ввиду образования значительного количества тепла в начальный период термообработки, не исключена возможность одновреМенного протекания вышеуказанных реакций.

В результате прохождения описанных реакций в связке образуются тонкодисперсные окислы титана и алюминия, равномерно распределенные по объему спекаемого изделия.

У нализ взаимодействия окислов с м еталлами с учетом стехиометрических коэффициентов показывает, что в реакцию вступает только 8-10% титана. Следовательно, основу связки составляет металлический титан, а также восстановленная медь. Поэтому связка пр-едлагаемого состава может быть классифицирована как металлическая.

Ниже приведены примеры осупхествления данного технического решения:

Пример 1. По известной технологии прессуют брикет алмазоносного слоя хоиинговального бруса АБХ 125X10X3, состоящего из алмазов АСВ 160/125 и связки, включающей, вес. %:

Ti67,3

А19,6

ТЮг4,8

СиО18,3

Затем брикет помещают в печь, нагретую до 800°С и выдерживают 2 мин.

Пример 2. Из предлагаемой массы изготавливали покрытие на порошках алмазов АСВ 160/125. Состав маош для покрытия следующий, вес. %:

Ti71

А110

TiO24

CuO15

Алмазные зерна обволакивали указанной массой путем грануляции. При этом масса покрытия составляла 50% от массы алмазного порошка.

Полученные гранулы пропускали с помощью транспортного устройства через рабочую зону печи, нагретой до 790°С. Время прохождения рабочей зоны составляло 1,7 мин. Спеченные гранулы смешивали с органической связкой и изготавливали инструмент по существующ-ей технологии.

Формула изобретения

Связка для изготовления абразивного инструмента, включающая алюминий и титан, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса изготовления, в связку введены двуокись титана и окись меди при следующих соотношениях компонентов, вес. %:

Ti50-83

А16-15

TiOz3-7

CuO8-28