Керамическая связка для абразивного инструмента Советский патент 1978 года по МПК B24D3/14 

1

Изобретение относится к области производства инструмента из карбида кремния и касается составов связок для указанного иНСтрумента.

Известны связки для абразивного инструмента, содержащие, вес. %:

SiOa64,0

АЬОз17,6

FesOs5,3

MgO2,6

CaO5,0

,6

КгО2,8

ТЮг1,2 1.

В этой связке СаО введена до 5,0 %и MgO до 2,6%. Однако эти окислы вводятся не как основные, а как примеси специальными глинами, служащими в основном источниками SiOg и . Недостаток этой связки состоит в том, что она имеет высокую огнеупорность, .низкую адгезионную способность к абразивному зерну, что резко снижает механическую прочность абразивного черепка и эксплуатационные показатели инструмента.

Целью изобретения является повышение механической прочности абразивного черепка путем кристаллического упрочнения связи зерна карбида кремния с керамической связкой и тем самым улучшения физико-механических свойств черепка из карбида кремния.

Поставленная цель достигается тем, что в связку, содержащую SiOa, АЬОз, Na20, КгО, СаО, окись кальция введена как основной окисел в виде метасиликата кальция, и связка

имеет следующий химический состав, вес.%: Si 0254-64

АЬОз 16-25

КаО4,5- 8,0

Na201,5- 6,0

СаО6,0-17,0

Метасиликат кальция имеет цепочечную структуру, в которой между тетраэдрами Si04 расположены ионы кальция, связывающие между собой депочечки тетраэдров SiO4

Аналогия основных элементов структуры метасиликата кольция - тетраэдров SiO4 с тетраэдрами SiC4 в карбиде кремния позволяет предположить возможной кристаллохимическую основу упрочнения связки зерна карбида кремния с керамической связкой. В процессе обжига силикат кальция взаимодействует с карбидом кремния с образованием на поверхности зерен карбида кремния контактного слоя этого метасиликата, который не только предохраняет карбид кремния от дальнейшего разложения, но и упрочняет связь зерен карбида кремния с керамической связкой, что приводит к увеличению прочности черепка, а, следовательно, к повыщению эксплуата-ционных показателей инструмента. Количество окиси кальция определено экспериментальным путем. Содержание в связке СаО 6% способствует значительному приконтактному образованию. Увеличение СаО до 17% увеличивает область приконтактного образевания, дальнейшее увеличение окиси кальция нецелесообразно, так как приконтактное образование увеличивается незначительно, но резко уменьшается температура спекания связки, что ведет к изменению температуры обжига инструмента. Следовательно, содержание в связке СаО б-17% является оптимальным.

Ниже приводятся конкретные примеры осуш,ествления изобретения. Сырьем для получения керамической связки предложенного состава может служить огнеупорная глина, полевой шпат, перлит или обсидиан. Источником окиси кальция служит метасиликат кальция низкотемпературной формы, содержаш,ийся, например, в волластонитовых концентратах.

Из измельченных до полного прохождения через сито 0063 компонентов керамической связки - огнеупорной глины, перлита и волластонитового концентрата была приготовлена керамическая связка следующего химического состава, вес.%:

Пример 1.

64,0

SiOs АЬОз

16,0

4,5 КгО N320 6,0

СаО

Остальное Ре20з; ТЮг; MgO Пример 2.

SiOa

АЬОз

К2О

NasO

СаО

Остальное РегОз; ТЮг; MgO Пр ИМ ер 3.

SiO2

АЬОз

КаО

Na2O

СаО

Остальное Ре20з; Ti02, MgO На этих связках изготовлялись следующей рецептуре, вес. ч.: Зерно карбида кремния

зеленого 40, 25, 16

Связка

.Сухой декстрин.

50%-ый раствор декстрина

Объемный вес массы, (у г/см) Структура

Образцы на связках примера 1-лись в электрической печи с вращадом при температуре 1250° С с 2,5 ч.

В таблице представлены данные механическим свойствам абразивнмента.