Способ изготовления сборного инструмента Советский патент 1980 года по МПК B22F7/08 B22F3/14 

1

И зобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления сборного инструмента.; в том числе алмазного инструмента, и может быть использовано при.-изго- 5 товлении режущего инструмента из . природных и синтетических алмазов, при изготовлении буровых коронок,долот и .шлифовальных кругов.

Известен способ изготовления сбор- 10 ного алмазного инструмента, предусматривающий формирование апмазоносной матриЕды на основе порошкообразного материала, )щейся высокопрочным, высокотвердым элементом сбор- 15 .ного инструмента, и ее соединение с металлическими корпусами инструмента горячим прессованием под давлением 8-15 кбар 1.

Недостатком этого способа являет- 20 ся трудоемкость процесса при использовании корпуса инструмента с развитой системой выступов и поднутрений на контактной с матрицей поверхности, а также отслаивание матрицы в месте 25 соединения с корпусом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления сборного режущего инструмента с твердосплавным 30

режущим элементом, предусматривающий формирование режущего высокопрочного и высокотвердого элемента из порошка твердого сплава, установку в форму металлического корпуса,размещение между корпусом и высокопрочным режущим элементом промежуточного припаячного слоя из порошка, представляющего смесь тугоплавких металлов или карбидов с относительно легкоплавкими металлами, и последующее горячее прессование при 11001570° С 2.

Недостатком данного способа является то, что в процессе изготовления сборного алмазного инструмента не удается достичь высокой прочности и надежности соединения (алмазноносного элемента с корпусом.

Цель изобретения - повыгиение прочности и надежности 1соединения сборного апмазного инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что перед размещением промежуточного слоя контактную поверхность корпуса покрывают электролитически никелем или хромом, а в качестве промежуточного слоя используют смесь порошка никеля или хрома с порошком одного из соединений, выбранного из группы: карбид бора, борид хрома. Сущность способа заключается в следующем. В пресс-форме по определенной схеме размещают алмазные зерна с мат ричным порошком или алмазосодержащую шихту на основе тугоплавкого матрич ного порошка, например из смеси порошка , хрома, кобальта с карбид1;ами титан-k, хрома, вольфрама. На разровненную поверхность шихты засыпают порошковую смесь промежуточ ного слоя толщиной после спекания 0,1-1 мм. Стальной корпус со стороны контактной поверхности покрывают электролитически никелем или хромом Корпус устанавливаютЯа промежуточ-. ный слой, проводит холодную подпрессовку, а затем горячее прессова ние в камере высокого давления при 850-1200°С и давлении 8-50 кбар. Нанесение электролитического пок рытия никеля или хрома обеспечивает предотвращение окисления поверхности корпуса, сохраняет повышенную адгезионную активность и обеспечивает нужное соединение используемого припаячного слоя со стальным кор пусом. Прочное соединение алмазонос го элемента с корпусом инструмента через промежуточный слой происходит в связи с образованием боридов нике ля или хрома, в областях плотного контакта между частицами карбида бора и борида хрома. Пример 1. В пресс-форме, предназначенной для прессования коронок типа КСК-01-76, размещают по заданной схеме алмазы марки АСПК (30 шт) . Засыпают на них матричный порошок, состоящий из смеси 35 г твердого сплава ВК15 и 70 г карбонильного никеля. На разровненную поверхность матричного по рошка наносят порошковую смесь промежуточного -припаячного слоя, состо щую из 16 г Ni и 2 г В4С. На припаячный слой устанавливают стальной корпус коронки с плоским торцом, на контактирующую поверхность которого предварительно электролитическ наносят слой толщиной О,О3-0,.05 мм. Всю сборку подвергают сначала холод ному прессованию, а затем помещают в камеру высокого давления и спекаю под давлением 10 кбар при 900°С„ Пример 2. В пресс-форме, предназначенной для прессования коронок, укладывают алмазоносную матричную шихту, состоящую из смеси порошков твердого сплава ВК15 50 г, карбонильного никеля 50 г и дроблен ных алмазов марки АСПК зернистостью 800-1600 мк в количестве 15 карат, На разровненную-поверхность алмазоносной шихты помещают ровный слой порошковой смеси промежуточного при паячного слоя, состоящей из 16 г Ni и 2 г CrBg. На припаячный слой устанавливают корпус коронки, на контактирующей поверхности которого предварительно выполнены 4 концентрические канавки и нанесен электролитический слой толщиной 0,03-0,05 мм. Всю сборку подвергают холодному прессованию, после чего помещают в камеру высокого давления и спекают под давлением 15 кбар при 1050°С. Пример 3. В пресс-форму, предназначенную для прессования шлифовальных кругов, засыпают кольцевой слой алмазоносной матричной шихты, образующей высокопрочный элемент изделия, состоящей из смеси порошков Tic и Ni с весовым отношением 1:4 и природных алмазов зернистостью 200-400 мк со 100% концентрацией. На разровненную поверхность алмазоносной шихты помещают смесь проме- жуточного припаячного слоя, состоящего из Сг и в соотношении 10:1 по весу, в количестве, обеспечивающем его толщину после спекания 0,3-0,5 мм. Устанавливают на припаячный слой стальный корпус шлифовального круга с предварительно нанесенным на контактирующую.поверхность слоем толщиной ,05 мм. Подвергают сборку холодному прессованию, после, чего .помещают в камеру высокого давения и спекают под давлением 8 кбарпри 1200 С. Испытания буровых геологоразведочных коронок и шлифовальных дисков для поверхностей обработки изделий из мрамора и гранита, изготовленных по данному способу показали их высокую работоспособность и полную надежность крепления алмазоносной матрицы к стальному корпусу, в том числе при эксплуатации на самых напряК женных режимах. Так, коронки диаметром 59 мм, -армированные дробленными алмазами АСПК, обрабатываются до полного износа без видимых следов отслаивания матрицы при осевой нагрузке 1000-1000 кг и скорости вращения шпинделя 30.00 об/мин. При этом не наблюдается следов порчи в процессе спекания отличающихся сравнительно низкой термостойкостью алмазов АСПК.. Фо.рмула изобретения Способ, изготовления сборного инструмента, включающий размещение между металлическим корпусом и высокопрочным элементом из порошкообразного материала промежуточного припаячного слоя из порошка и последующее горячее прессование, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,, с целью повышения прочности и надежности соединения сборного алмазного инструмента, перед размещением промежуточного рлря контактную поверхность корпуса

57304736

электролитически покрывают никелемИсточники информации,

или хромом, а в качестве промежуточ-принятые во внимание при экспертизе ного слоя используют смесь порошка1. Авторское свидетельство СССР

никеля.или хромас порошком одного№ 532199, кл.В 22 F 3/14, 1976. из соединений, выбранного из группы:2. Патент США № 2999309, кл.19карбид бора, борид хрома.194, 1961.