Алмазный инструмент

 

АЛМАЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, сод жащий алмазоносный слой на меднорловянистой основе и чередующиеся ним безалмазные слои, содержащие медь, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента при использовании его в виде хонинговального бруска, , безалмазный слой дополнительно содержит железо, флюс и карбид кремния при следующем соотношении ингредиентов , об.%: Медь27-36 Железо 30-37 Флюс12-20 Карбид кремния 15-25 при этом ширина безалмазных слоев составляет 1, ширины алмазоносного слоя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

OtWII

РЕСПУБЛИК зав >

1 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3554443/25-08 (22) 22 ° 02.83 (46) 23.09.84. Бюл. У 35 (72) Л.В.Бейлина, В.Г.Сафронов, А.Г.Кошелев, И.К.Мазур, Н.С.Кошевой, Я.M.Kîòóð и В.А.Манжер (71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологический институт природных алмазов и инструмента (53) 621.922.079(088.8) (56) 1. Патент США У 2225193, кл. 51-206, 1940 (прототип). (54)(57) АЛМАЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, содержащий алмазоносный слой на меднооловянистой основе и чередующиеся с

SU.„1 454 А ним безалмазные слои, содержащие медь, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента при использовании его в виде хонинговального бруска, безалмазный слой дополнительно содержит железо, флюс и карбид кремния при следующем соотношении ингредиентов, об.X:

Медь 27-36

Железо 30-37

Флюс 12-20

Карбид кремния 15-25 при этом ширина безалмазных слоев составляет 1,5-2 0 ширины алмазоносного слоя.

14540 3

1О I5

Целью изобретения является повышение иэносостойкостн алмазного инструмента при использовании его н виде хонинговального бруска.

Поставленная цель достигается тем, что в алмазном инструменте, содержащем алмазоносный слой на меднооловянистой основе и чередующиеся с ним безалмаэные слои, содержащие медь, безалмаэный слой дополнительно содержит железо, флюс и карбид

ЭО кремния при следующем соотношении ингредиентов, об.7.:

Медь 27-36

Железо 30-3 7

Флюс 12-20 35

Карбид кремния 15-25 при этом ширина безалмазных слоев составляет 1,5-2 0 ширины алмазоносного слоя.

Таким образом, безалмазный слой выполняют из состава более хрупкого, чем состав алмаэоносного слоя.

Кроме того, коэффициент линейного расширения беэалмаэного слоя должен быть близок к коэффициенту линей-45 ного расширения алмазоносного слоя, чтобы исключить брак при изготовлении из-за искривления бруска.

Температуры спекания безалмазного слоя и алмазосодержащего. также должны быть близки, Для этого в узких хонинговальных брусках, представляющих собой сочетание алмазоносных слоев на связке медь — олово и безалмазных слоев, 55 в состав которых входит медь и мелкодисперсный наполнитель с микротвердостью, меньшей микротнердости

1 11

Изобретение относится к изготовлению алмазных хонбрусков на металлических связках, предназначенных для обработки отверстий чугунных и стальных деталей, в частности блоков цилиндров гильзу втулок и

ЛР °

Известен алмазный инструмент, содержащий алмазоносный слой на меднооловянистой основе и беэалмазный слой, выполненный на той же связке (медь — олово) I:1) .

Однако при использовании такой конструкции для хонинговальных брусков медно-оловянистая связка сильно засаливает алмазоносный слой, что вызывает необходимость частых правок и в связи с этим большой расход алмазов. алмаза (карбид кремния), последние дополнительно содержат железо и флюс.

Железо введено в состав безалмаэного слоя для того, чтобы получить хрупкую композицию, которая имела бы износ, несколько опережающий износ алмазоносного слоя. Карбид кремния также способствует охрупчиванию беэалмазного слоя.

Состав безалмазного слоя ныбран таким образом, что имеет опережающий износ по сравнению с алмаэоносным слоем, более хрупок, так что не засаливает при работе алмазоносный слой. Температура его спекания приблизительно такая же, как и у алмазоносного слоя, а коэффициент линейного расширения близок к коэффициенту линейного расширения алмазоносного слоя, Выбранное. соотношение ширины слоев компенсирует некоторое различие в коэффициентах линейного расширения, так что при изготовлении брусков полностью исключается брак от искривления.

Кроме того, ширина беэалмазных слоев выбрана из тех соображений, чтобы в процессе износа освободившиеся компоненты воздействовали бы на алмазоносный слой, обеспечивая вскрытие алмазов.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты алмазных брусков.

Бруски могут содержать один или более алмазоносных слоев 1 и чередующиеся с ними безалмазные слои

2. Ширина а безалмазных слоев должна быть в 1,5-2 раза больше ширины Д алмазоносного слоя.

Установлено, что для достижения цели необходимо, чтобы прочность безалмазного слоя была равна 1,71,8 прочности алмазоносного слоя.

Такому соотношению прочностей соответствует ныбранный слой и cootHO шение его ингредиентов.

Кроме того, состав и соотношение ингредиентов состава удовлетворяет требованию по коэффициенту линейного расширения и температуре спекания.

Отклонение в соотношении компонентов н ту или иную сторону приводит к нарушению одного из требований.

По ширине беэалмазного слоя, превосходящей ширину алмазоносного слоя более, чем н 2 раза, бруски быстро изнашиваются из-за дополнительного воздействия на алмазоносный слой

3 111 ингредиентов безалмазного слоя, а при ширине меньшей, чем 1,5 раза, не компенсируется различие в коэффи,ыиенте линейного расширения, наблюдается падение режущей способности бруска. Величина прогиба превосхо5 дит допустимые HgpMbt ГОСТа.

Флюс имеет состав, 7: ангидрид борный 35, калий фтористый 42 и фторборат 23 ГОСТ 23178-78. Флюс

10 вводят для снижения температуры спекания безалмаэного слоя.

Бруски готовятся следующим образом.

В пресс-форму послойно засыпают

15 массы безалмазного и алмаэоносного слоев. Засыпанная шихта подвергается давлению 1,5 тс/см, а затем спекается при температуре 680 С.

Готовят согласно изобретению трех20 слойные бруски размером: длина 125 мм, ширина 8 мм, высота 6 мм.

П р и ме р 1 (состав 1) . Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; G из= 58 кгс/мм . 25

Безалмаэный слой, об.7.: железо

37, медь 36; флюс 12; карбид кремния 15; G из = 35 кгс/мм .

Выход годных брусков при изготовлении 1007. Соотношение ширины алмазоносного и безалмаэных слоев

3,2: 1,6:3,2. Производительность

55-65 шт/ч.

Пример 2 (состав 2). Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; о иэ

57,0 кгс/мм .

Безалмазный слой, об.7: железо

30,0; медь 30,0; флюс 15,0; карбид, кремния 25,0; о из = 32,4 кгс/мм .

Выход годных брусков при изготов40 ленин 1007. Соотношение ширины безалмазного и алмазоносного слоев

3:2:3. Производительность 60-70шт/ч.

Пример 3 (состав 3) . Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; 3 иэ

57,0 кгс/мм .

Безалмазный слой, об.7: железо

42,0; медь 36,0; флюс 12,0; карбид кремния 10,0; $ иэ = 69 кгс/мм . 50

Брак при изготовлении отсутствует. Соотношение ширины беэалмазного и алмазоносного слоев 3,2:1,6:3,2.

Алмазоносный слой быстро "засаливается" от продуктов износа безалмаэного слоя. Производительность менее 30 шт/ч.

4540 4

Пример 4 (состав 4) . Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25 0; 6 из

57,0 кгс/мм .

Безалмазный слой, об.7.: железо

25; медь 25; флюс 20; карбид кремния 30; 6 из = 16 кгсlмм .

При изготовлении брусков брак по прогибу составляет до 107. Соотношение ширины беэалмазного и алмазоносного слоев в 3:2:3. Беэалмазный слой быстро разрушается на алмазоносном слое появляются сколы, брусок быстро изнашивается.

Пример 5 (состав 5) . Алмазоносный слой, об.7: медь 57,0; олово 18,0; алмаз 25,0; () из

57,0 кгс/мм .

Безалмазный слой, об ° 7.: железо

30,0, медь 30,0, флюс 15,0; карбид кремния 25,0; G из = 32 2 кгс/мм .

Э

Выход годньж брусков при изготовлении 1007.

Соотношение ширины беэалмаэного и алмазоносного слоев 3,5:1,0:3,5.

Результаты производительности

25-30 шт/ч. Бруски быстро изнашиваются..

Пример 6 (состав 6). Алмазоносный слой, об.7: медь 57, 0; олово 18 0; алмаз 25,0; 6 из

57,0 кгс/мм . .Беэалмаэный слой, об.7.: железо

30 0; медь 30,0; флюс 15,0: карбид кремния 25,0; ф из = 32,4 кгс/мм .

При изготовлении наблюдается прогиб брусков, превышающий нормы

ГОСТа.

Соотношение ширины безалмазного и алмазоносного слоев 2,5:3,0:.2,5.

Наступает быстрая потеря режущей г способности.

Трехслойные алмазные бруски

125х8х6 с соотношением ширины безалмазного и алмазоносного слоев

3:2:3 предлагаемого состава с применением алмазов марки АС15 зернисто. сью 250/200 испытаны в сравнении с известными алмазными брусками тех же размеров и характеристик алмазов на связке М1.

Количество брусков в хонголовке

16 шт. Материал гильзы СЧ-21-40 с твердостью HRC 42. СОЖ ВЧ-4.

Режимы хонингования: число обо55 ротов шпинделя 110 об/мин, число двойных ходов в минуту 30-35; давление прижима 20 кгс/см, время обработки 80 с.

14540

Составитель Л. Сергеева

Редактор Н.Лазаренко Техред О.Неце Корректор М.Шарощи

Заказ 6684/10 Тираж 736 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иоеква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 11

При сравнении трехслойных брусков, предлагаемого состава с трехслойными брусками известного состава оказалось, что последние быстро saсаливаются и требуют частых правок.

При сравнении трехслойных брусков с серийно выпускаемьии на связке

И1 без безалмазных слоев установ лено, что при меньшем (в 2 раза) содержании алмаза в трехслойных предлагаемых брусках их производительность увеличивается в 2-2,5 раза.