Способ изготовления алмазных элементов

 

Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента из порошков алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя. Цель изобретения состоит в уменьшении трудоемкости изготовления высокопористых алмазных таблеток с соотношением высоты к диаметру более 0,5 путем применения автоматизированного прессования. Цель достигается путем прессования на пресс-автомате алмазных таблеток с высотой не более 0,25 ее диаметра, после чего таблетки укладывают в форму по несколько штук столбиком, форму плотно закрывают крышками и в таком виде производят спекание. Металлический наполнитель в виде алюминия или магния вводят в количестве, не превышающем 25% от объема массы. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SI)5 В 24 О 3/26

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4362422/40-08 (22) 11,01.88 (46) О?.09.90. Бюл. М 33 (72) В.А,Засосов, Ю.А.Глухов, В.M.Àëüòøóëлер и В.П,Коровкин (53) 621.922.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N . 948646, кл. В 24 0 3/26, 1980.. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к области изготовления алмазного инструмента иэ порошков алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя. Цель изобреИзобретение относится к области изготовления алмазного инструмента.

Цель изобретения — повышение производительности при изготовлении таблеток с соотношением высоты к диаметру более 0,5.

Процесс изготовления алмазных таблеток включает смешивание алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя, прессование и термическую обработку таблеток в закрытой форме.

Предварительно перед спеканием на прессе-автомате прессуют таблетки с высотой не более 0,25 ее диаметра, после чего таблетки укладывают в форму по несколько штук столбиком, форму закрывают крышками и производят термическую обработку.

В процессе термической обработки сложенные столбиком таблетки при 110-130 С сплавляются в единую массу, а при 1802000С эта масса отверждается, образуя таблетку с равномерной пористостью, В состав массы не должно входить металлического наполнителя более 25% (по объему). В противном случае после прессования получают,, Ы, 1590362 А1 тения состоит в уменьшении трудоемкости изготовления высокопористых алмазных таблеток с соотношением высоты к диаметру более 0,5 путем применения автоматизированного прессования. Цель достигается путем прессования на прессе-автомате алмазных таблеток с высотой не более 0,25 ее диаметра, после чего таблетки укладывают в форму по несколько штук столбиком, форму плотно закрывают крышками и в таком виде производят спекание. Металлический наполнитель в виде алюминия или магния вводят в количестве, не превышающем 25% от обьема массы. 1 з.п, ф-лы. ся таблетки, армированные столь прочным металлическим каркасом, что при нагревании они не сплавляются, В связи с неудовлетворительной сыпучестью алмазной шихты на пресс-автомате, как показали опыты, невозможно производить прессование таблеток, у которых отношение высоты к диаметру было бы более

0,25, не нарушая при этом допустимых отклонений по массе на каждую таблетку. Например, уже при прессовании таблеток диаметром (D) 10 мм и высотой (Н) 3 мм (Н/D = 0,3) у 70 шт. таблеток из 100 отмечалось уменьшение массы на 5 8%, Подобное отклонение равносильно дополнительному увеличению пористости спеченых таблеток на 5 — 8%, что приводит к значительному нарушению стабильности эксплуатационных свойств алмазного инструмента. Поэтому верхним пределом отношения высоты к диаметру прессуемой таблетки выбрано значение 0,25. Предлагаемым способом можно изготавливать таблетки с пористостью 15 — 500ь, Способ осуществляют следующим образом.

Порошки алмаза, фенольной смолы и металлического наполнителя смешивают s необходимой пропорции, Затем подготавливают форму для термической обработки таблеток (спекания), которая представляет собой металлическую плиту толщиной 10 мм (равной высоте изготавливаемых таблеток)

1 с множеством отверстий (например, 100 от, верстий) диаметром 10 мм, Подготовка формы заключается в смазывании отверстий тонким слоем масла (например, солидолом).

Определяют геометрию и массу таблеток, которые будут производиться на прессе-ав1

""-томате.

Для этого проводят следующий расчет.

Определяют объем таблетки в товарном виде

Ми =л(2) Н =3,14 Х0,25 Х 1

"-=О,?35 (см ), Определяют объем занимаемой алмазной шихтой без учета объема, занимаемого порами

Ч = Ч х 0,65 = 0,785 х 0,65 = 0,51 (смз).

Определяют массу алмазной таблетки в товарном виде

Рт -Vw х у = 0,51. у (г), где у — удельный вес алмазной шихты, г/см . з

Определяют высоту столбика брикетов, подлежащего укладке в форму

Н1=(Н 0,65) К(1 -0,65) 1,15=0,7475 =0,75 (см), где К вЂ” коэффициент, учитывающий, что прессование таблеток на прессе-автомате будет производиться с остаточной пористостью 15%.

Определяют количество таблеток в столбике

Н1 «0,75

n = — = — = 3 (шт,).

0,25 0,25

Определяют массу одной таблетки

Рт

Mo = — (г). . 3

Далее на прессе-автомате прессуют таблетки 10 мм, высотой 2,5 мм и массой, равной Ме(г). Таблетки укладывают в форму столбиками, после чего форму плотно за1 крывают крышками. Форму ставят в термошкаф, где и проводят термическую обработку таблеток. Затем форму остужают на воздухе и извлекают из нее алмазные таблетки ф10 мм, высотой 10 мм и пористостью 35%.

По приведенной технологии изготавливают следующие алмазные таблетки.

Пример 1, Алмазные таблетки для обработки плоских оптических деталей иэ стекла марки К8.

Диаметр таблеток 12 мм, высота 10 мм, пористость 30%.

Состав массы, об.%; алмазный микропорошок АСН 20/14 2; фенольная смола

5 СФП вЂ” 011Л 97,5; алюминий АЛ-40,5, На прессе-автомате типа ДК-30 фирмы "Dorst" (ФРГ) прессуют алмазные таблетки ф12 мм, высотой 2 мм, Таблетки укладывают в форму столбика10 ми по 4 шт, и проводят спекание, Пример 2. Алмазные таблетки для обработки линз из стекла марки Ф вЂ” 101, Диаметр таблеток 10 мм, высота 8 мм, пористость 35%.

15 Состав массы, об. : алмазный микропорошок АСН 14/10 3; фенольная смола

СФП вЂ” 011Л 83; алюминий АП вЂ” 4 15.

На прессе-автомате прессуют таблетки 910 мм, высотой 2 мм. Таблетки укла20 дывают в форму столбиками по 3 шт. и проводят спекание.

Пример 3. Алмазные таблетки для обработки пластин из стекла Л К вЂ” 5, Диаметр 10 мм, высота 10 мм, пористость 40%, 25 Состав массы, об.%: алмазный микропорошок АСН 20/14 2;. фенольная смола

СФП вЂ” 011Л 73; магний МПФ вЂ” 1 25.

На прессе-автомате прессуют таблетки /10 мм, высотой 2 мм. Таблетки укла30 дывают в форму столбиками по 4 шт. и проводят спекание, С целью определения возможности проведения автоматизированного прессования алмазных таблеток на прессе-авто35 мате типа ДК вЂ” 30 фирмы "Оогэт" (ФРГ) изготавливают таблетки (10 и 12 мм, высотой 2; 2,5; 3,0; 3,5; 4 мм. Пресс-автомат работает со скоростью 30 шт, табл./мин.

Состав шихты, об. ; алмазный микропоро40 шок АСН 20/14 2; фенольная смола СФП—

011Л 83; алюминиевый порошок АЛ вЂ” 4 15.

Допускаемое отклонение массы прессовки не более +5%.

Испытания показали: при прессовании

45 таблеток, 10 мм предельная высота ее может быть не более 2,5 мм. При пресовании таблеток высотой более 2,5 мм допускаемое отклонение массы прессовки (в меньшую сторону) составляет 5-8 При прессова50 нии таблеток 12 мм предельная высота может быть 3 мм, превышение указанной высоты влечет за Собой уменьшение массы . прессовки до 5-8%.

Таким образом, из состава указанной

55 шихты на пресс-автомате можно изготавливать таблетки с соотношением высоты к диаметру не более 0,25, С целью определения влияния количества содержащегося в шихте металлическо1590362

Составитель В.Воробьев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор С.Пекарь

Заказ 2607 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 го на олнителя на спекание в закрытой форме алмазных таблеток проводят следующий опыт.

Готовят шихту состава, об. : алмазный микропорошок 2; фенольная смола СФП011Л 68-97,5; алюминиевый порошок АЛ-4

0.5 — 30.

На пресс-автомате ДК-30 прессуют таблетки (10 мм, высотой 2,5 мм. Остаточная пористость в таблетках — 15 (,, Таблетки по 3 шт. столбиком укладывают в форму (высотой 10 мм), плотно закрывают крышками, ставят в термостат и производят спекание путем повышения температуры массы от комнатной-до 210 С со скоростью 3 град/мин.

Испытания показали: при содержании в шихте металлического наполнителя (алюминия) не более 25ф, в форме после спекания получаются таблетки g110 мм, высотой 10 мм, пористостью 35 . Пористость по всему объему таблетки равномерная. При содержании металлического наполнителя более

25 не удается получить однородного соединения таблеток и пористость при этом не равномерная.

Таким образом, при реализации пред-."лагаемого способа необходимо применять состав шихты на основе порошков алмаза, фенольной смолы и металлического напол5 нителя при содержании металлического наполнителя не более 25 об. .

Формула изобретения

1. Способ изготовления алмазных элементов, при котором осуществляют формо10 вание и спекание в закрытой форме абразивной массы, включающей порошок алмаза, фенольное связующее и наполнитель, о т л и v а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности при иэго15 товлении элементов в виде таблеток с соотношением высоты и диаметра более 0,5, перед спеканием осуществляют формование таблеток при условии Н/d « 0,25, где Н— высота таблетки. Ь вЂ” ее диаметр, и спеканию

20 подвергают набор укаэанных таблеток в виде столбика, при этом наполнитель берут в количестве 0,5-257 объема абразивной массы.

2. Способ по п.1, отличающийся

25 тем, что в качестве наполнителя берут алюминий или магний.