Способ изготовления абразивных элементов Советский патент 1981 года по МПК B24D17/00 

1

Изобретение относится к области изготовления абразивных инструментов.

Известен способ изготовления абразивных элементов, при котором смесь связующего и абразива наносят на ядро, которое затем выплавляется, образуя пустоту в теле элемента 1.

Однако для того, чтобы придать полученному элементу свойства инструмента, приходится проводить дополнительные орерации но смешиванию пустотелых элементов со связкой и абразивом и помещению их в форму с последующим спеканием.

Цель изобретения - упрощение технологического процесса.

Цель достигается тем, что смесь тугоплавкого компонента связки и абразивных частиц накатывают на ядро, выполненное из металла или другого материала, являющегося пропиточным компонентом связки, температура плавления которого ниже или соответствует температуре спекания связки.

Под тугоплавкими компонентами связки подразумеваются материалы, имеющие по сравнению с нропиточным компонентом более высокую температуру плавления, например: твердый сплав и медь, железо и бронза, пульвербакелит и смола и т. д. Использование пропиточного компонента связки в качестве ядра позволяет устранить

операцию выплавления или испарения ядра, заменив ее пропиткой материалом ядра оболочки элемента, накатанной из смеси, частиц абразива и тугоплавкого компонента связки, и тем самым увеличить прочность элемента.

Полученные элементы нагревают преимущественно в защитной газовой среде. При достижении температуры плавления материал сердцевины переходит в жидкое состояние и начинает проннкать в поры оболочки, состоящей из тугоплавких частиц. В некоторый момент раснлав, перекрыв все поры, образует замкнутую поверхность.

15 Распространение в оболочке расплава происходит под воздействием сил смачивания (капиллярных сил), которые по своим удельным значениям превосходят внещнее давление и обеспечивают вытеснение из

20 пор газовой среды. По мере протекания процесса иасыщения оболочки элемента расплавленным материалом сердцевины в центре ее образуется замкнутый объем с разреженной атмосферой, близкой к вакууму. При охлаждении между внутренним замкнутым объемом элемента и внешней средой возникает перепад давлений, в результате которого оболочка элемента начинает испытывать всестороннее сжатие,

30 происходит ее самоуплотнение. Процессы

йропитки и самоуплотнения протекают последовательно, что позволяет устранить опасность возникновения локальных трещин и вспучивания в оболочке и до.стигнуть ее равнопрочного состояния.

Таким образом, в результате пропитки оболочки материалом ядра получают спеченный пустотелый элемент высокой прочности, пригодный для использования как в свободном, так и в связанном состоянии в инструментах.

Объем металла ядра берут равным от 20 до 100% по отношению к суммарному объему пор накатанной массы. В этом случае пропиточный материал не выступает наружу, в результате чего сохраняется шероховатая абразивная поверхность элемента с незакрытыми острыми гранями абразивных частиц.

На фиг. 1 изображен шаровидный пустотелый элемент; на фиг. 2 - цилиндрический пустотелый элемент; на фиг. 3 - конусовидный пустотелый элемент; на фиг. 4 - тонкостенное алмазное сверло из одиночного цилиндрического элемента; на фиг. 5 и 6 - одиночные элементы, связанные друг с другом с образованием соответствуюш,его инструмента.

Пример. Полые элементы изготавливали из природных дробленых алмазов и металлической связки, тугоплавкий компонент которой представлял собой порошкообразный твердый сплав ВК-Ю, а пропиточный материал - медь. Вес медной сердцевины элемента определяли расчетным путем по формуле:

Р аМ1, 100

где Vo - объем накатываемого покрытия,

Y - удельный вес меди, р-пористость в накатываемом покрытии, %; а - коэффициент насыш,ения пор (от

0,2 до 1,0).

На частицу меди наносили путем накатывания в грануляторе НИА-С32 слой, состояш,ий из смеси алмазных и твердосплавных (ВК-10) порошкообразных частиц. Полученные элементы (гранулы) просушивали при 100-150°С в сушильном шкафу

СНОЛ-3,5 в свободно насьгааННоМ состой НИИ, а затем нагревали в водородной среде до температуры плавления меди - 1130°С (Электропечь СКБ-7019Б). Продолжительность операции пропитки - 3-10 мин, общая продолжительность цикла от начала нагрева до полного остывания - 2,5 ч.

Полученные пустотелые элементы можно применять в виде свободных абразивных частиц в устройствах барабанного типа или использовать для изготовления абразивного слоя различных инструментов. В этом случае элементы соединяют друг с другом соответствующей связкой или нропиточным материалом с той же или меньшей температурой плавления. Единичный абразивный элемент, вынолненный в виде втулки, может быть использован как режущий инструмент, например трубчатое сверло. Для этого такой элемент 1 надо соединить с корпусом 2 (фиг. 5 и 6). В основном пустотелые абразивные элементы можно использовать для изготовления ячеистого рабочего слоя алмазно-абразивных инструментов, для получения сотовой конструкции алмазно-абразивного слоя, для достижения непрерывности алмазно-абразивного слоя при наличии значительного количества пустот заданной формы, равномерно распределенных на рабочей поверхности, для снижения удельного веса абразивных рабочих элементов, для получения тонких трубчатых конструкций инструментов значительной длины и т. д.

Формула изобретения

1.Способ изготовления абразивных элементов, при котором на ядро наносят оболочку из смеси абразива и связки, а ядро выплавляют, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, ядро изготавливают из легкоплавкого компонента связки, а оболочку - из тугоплавкого.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем материала ядра берут от 20 до 100% по отношению к суммарному объему нор оболочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2350139, кл. В 24D 3/00, 1975.

.

tt/vz..

CSejo/iff с eSymyf/i/ff г/;еж///,т

CSejy/fff с .fcc/co/7i/raffi/ даглю// /