Абразивный материал Советский патент 1982 года по МПК B24D3/00 

(5) АБРАЗИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

1 . . Изобретение относится к производству алмазно-абразивного инструмента, в частности сверл, буровых коронок, шлифовальных кругов и др., изготавливаемых из гранул.

Известен абразивный материал для изготовления алмазно-абразивного инструмента, включающий алмазное зерно со слоем металлической вязкой обо 1Очки и твердую оболочку на этом слое 1.

Однако в известном материале первый слой на алмазном зерне (вязкая металлическая оболочка) составляет всего 5-10 мкм, слой такой толщины при изготовлении алмазного инструмен: та частично или полностью растворяется в поверхности алмазного зерна, образуя карбиды металлов. Таким образом, на алмазном зерне не остается . вязкого демпфирующего слоя для гашения ударных нагрузок, например, при эксплуатации бурового инструмента.

ЧТО приводит к растрескиванию алмазного зерна.

Цель изобретения - повысить стойкость инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что тол}цину мeтaлли ecкoй вязкой оболоч 1 на зерне берут в диапазоне 0,1-0,5 от размера.

Материал вязкой оболочки при тем10пературах спекания должен ограниченно взаимодействовать с углеродом алмазов, обеспечивая надежное крепление, температура плавления и спекания основных компонентов вязкой оболочки и твердой оболочки должны быть

15 близки, толщина вязкой оболочки должна быть небольшой, т.е. такой, при которой в какой-то мере гасятся ударные нагрузки, но еще невозможно сме20щение алмазных зерен в. вязком материале промежуточного слоя.

Указанные условия в качестве материалов вязкой оболочки удовлетворяют: Mo, Ni, TI, Fe, W, Nl-Cr, Ni-Mo, Fe-Cu и др., в качестве материалов твердой оболочки - смеси вольф рамо-кобальтовые и вольфрамо-титанокобальтовые и др. Толщина вязкой оболочки должна составлять 0,1-0,5 от размера алмазного зерна. Минимальная толщина первого слоя, равная 0,1 размера зерна, выбрана из условия достаточности для гашения ударных нагрузок и предохранения алмазов от разрушения; максимальная толщина первого слоя, равная 0,5 размера зерна, выбрана из того условия, что при этом еще не возможно смещение алмазных зерен в относительно вязком материале этого слоя. При м е р 1. На алмазные порошки А 800/630 (средний размер зерен t000 мкм) в специальном грануяяторе накатан промежуточный (первый) .вязкий слой из Fe-Cu (92,5% Fe+7,5 Си). Толщина слоя 200 мкм (0,2 диаметра алмазного зерна). Так как материал Fe-Cu относительно вязкий, то: для проявления демпферных свойств толщина слоя 0,2 диаметра зерна достаточна . Большая толщина слоя для этого материала нежелательна, так как из-за его недостаточной прочности толщине 0,5 / аметра зерна возможно смещенив алмазов. На первый сдой из Fe-Cu накатана оболочка из порошков твердосплавной смеси ВК8. Толщина обо лочки О, ,8 мм. Поверх этой-оболочки накатан еще один (третий), так называемый, прессующий слой, из порошка А62.0-5, толщиной t мм. Подготовленный таким образом гранулированный материал помещен в графитовую прессформу и подвергнут горячему прессованию при температуре 1400 С, и выдержке 5 мин и нагрузке 150 кгс/см. Подобным же образом были изготовлены гранулы без демпферного (первого) слоя. Из тех и других гранул были изготовлены и испытаны две партий сверл типа СКА2. При испытаниях производили сверление отверстий в песчаниках и гранитах, стойкость сверлу содержащих гранулы с демпферным слоем, на 15 20% выше. Пример 2. На алмазные порошки зернистостью А 800/630 (средний размер зерен 1000 мкм) накатан промежуточный вязкий (первый) слой из порошков Мо. Толщина слоя 300 мкм (0,3 диаметра алмазного зерна). На 9 7 слои накатан второй слои из твердого износостойкого материала порошков твердосплавной смеси ВК8. Толщина этого слоя 6,5 мм. На этот слой накатан последний вспомогательНЬ1Й прессующий слой из порошка толщиной 1 мм. Этот гранулированный материал помещен в графитовую форму и подвергнут горячему прессованию при нагрузке 150 кгс/см, температуре 1400 С и выдержке 7 нин. Для сравнения в аналогичных условиях были изгоговпе ы еЯ промежуточного (первого) Демпферного слоя с твердой обо лочкой из ВКВ, толщиной 0,6 мм. Из этих гранул были изготовлены специальные круги для обработки карборундовых нагревателей. Кругами, содержащими алмазы с демпферной оболочкой, обработано. 10000 нагревателей; кругами с зерном без вязкой оболочки - 7000 нагревателей. . При м е р З- /На алмазные порошки зернистостью А 800/630 накатан промежуточный вязкий (первый)слой из порошков W. Толщи на слоя 5Ор мкм (0,5 диаметра алмазного зерна). На этот слой йакзтаны слои из твердосплавной смеси ВК8 толщиной 0,6 мм и из , толщиной 1,0 мм. Аналогично, но без промежуточного слоя изготовлены.гранулы дЛя сравнительных ИСП1ЫТЭНИЙ. Обе партии гранул помещены в графитовую пресс-форму для горячего прессования. Температура нагрева 1400-С, выдержки при этой температуре 10 мин,нагрузка 150 кгс/см. Гранулы испытаны в специальных кругах для обработки карбог рундовых нагревателей. Результаты испытаний, аналогичны приведенным ; .; . ,. . . . ; Таким образом, круги с использованием гранул, в которых толщина вязкой металлической оболочки на алмазном зерне состав1лЯет 0,1-0,5 Размера зерна имеют повышенную стойкость на 30%. i - -.- . . Формула изобретения Абразивный материал для изготовления алмазно-абразивного инструменTai, включающий, алмазное зерно со слоем металлической вязкости оболочки и твердую оболочку на этом слое, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных

5 абз 6

свойств инструмента путем повышения Источники информации,

его демпфирующих свойств, тогмцинапринятые во внимание при экспертизе металлической вязкости оболочки со- 1. Патент Франции № ISTJSIS,

ставляет 0,1-0,5 размера зерна.кл. В 2 D 3/00, 1969