Керамическая связка

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2452612:

Бест-Бизнесс, а.с. (CZ)

Изобретение относится к керамической связке для изготовления корундового шлифовального инструмента. Связка содержит, мас.%: двуокись кремния от 40,00 до 70,00, окись алюминия от 16,00 до 30,00, окись кальция от 0,40 до 3,00, окись магния от 0,10 до 7,00, окись калия от 0,30 до 7,00, окись натрия от 1,00 до 12,00, окись бора от 4,00 до 15,00, окись железа от 0,10 до 1,00, двуокись титана от 0,05 до 2,00, окись лития от 0,20 до 5,00, и дополнительно, по меньшей мере, одну добавку из группы, включающей: окись цинка от 0,01 до 15,00, окись бария от 0,05 до 15,00, двуокись циркония от 0,05 до 6,00, окись хрома от 0,01 до 3,00, щелочной гексафтороалюминат от 0,20 до 10,00. Технический результат: возможность понижения температуры обжига шлифовального инструмента из искусственных корундов, карбида кремния или нитрида бора. 2 пр.

Область техники

Изобретение относится к керамической связке для изготовления корундового шлифовального инструмента, состав которой дает возможность понижения температуры обжига шлифовального инструмента из искусственных корундов, карбида кремния или нитрида бора.

Существующее до сих пор состояние техники

В настоящее время используются керамические связки для изготовления шлифовального инструмента с температурой обжига свыше 1200°C. Минусы используемого до сих пор обжига при высоких температурах состоят в том, что такие связки нельзя использовать для изготовления шлифовального инструмента на базе кубического нитрида бора, так как нитрид бора при высоких температурах переходит из кубической модификации в гексагональную. К минусам также следует отнести увеличение производственных расходов в виду высокой энергетической ресурсоемкости.

Ближайшим аналогом (прототипом) может служить изобретение по патенту РФ №1390004 «Масса для изготовления абразивного инструмента», относящееся к производству абразивного инструмента, в частности шлифовальных кругов на керамической связке. Цель изобретения - снижение температуры термообработки, увеличение механической прочности инструмента и устранение вспучиваемости массы. Масса в качестве связующего содержит хромхлорфосфатное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: абразив 75-80 хромхлорфосфатное связующее 5-20; вода, остальное.

Суть изобретения

Указанные выше минусы устраняет керамическая связка для изготовления корундового или карбидного шлифовального инструмента, сутью которой согласно изобретению является то, что она содержит в вес.% следующие вещества:

двуокись кремния	от 40,00 до 70,00
окись алюминия	от 16,00 до 30,00
окись кальция	от 0,40 до 3,00
окись магния	от 0,10 до 3,00
окись калия	от 0,30 до 7,00
окись натрия	от 1,00 до 12,00
окись бора	от 4,00 до 15,00
окись железа	от 0,10 до 1,00
двуокись титана	от 0,05 до 2,00
окись лития	от 0,20 до 5,00

и, по меньшей мере, одну добавку из группы, включающей:

окись цинка	от 0,01 до 15,00
окись бария	от 0,05 до 15,00
двуокись циркония	от 0,05 до 6,00
окись хрома	от 0,01 до 3,00
двуокись олова	от 0,20 до 2,00
щелочной гексафтороалюминат	от 0,20 до 10

В соответствии с изобретением у керамической связки, приведенной выше, химический состав включает от 10 до 90% от массы буросиликатного стекла и до 30% от массы пластического керамического сырья. Такой состав связки обеспечивает понижение температуры обжига шлифовальных кругов на базе корундов до свыше 900°C. Оптимальная вязкость стеклянной фазы, которая реагирует в крайнем слое корунда без его повышенного растворения, обеспечивает оптимальное воздействие связки. Таким способом обеспечивается качественное соединение шлифовального зерна и керамической связки при обжиге шлифовальных кругов. Их подготовка состоит в размельчении стеклянных фритт и остального керамического сырья до размера 60 µм. Сырье и фритты смешивают в соотношениях, при которых их химический состав находится в предлагаемом диапазоне. После гомогенизации размельченной связки со шлифовальным зерном масса готова для прессования. По окончании сушки, пресс-изделия разных размеров обжигают при температуре свыше 900°C. Коренным преимуществом изготовленных таким образом шлифовальных кругов на основе заявленной связки является их более высокая эффективность шлифования и более высокая относительная абразия G по сравнению с кругами, полученными обжигом при температуре свыше 1200°C.

Примеры выполнения

Пример 1

Изготовили керамическую связку плавкой и фриттованием стекла со следующим составом в мас.%:

двуокись кремния	57,03
окись алюминия	18,56
окись железа	0,34
двуокись титана	0,27
окись кальция	1,83
окись магния	1,25
окись калия	1,89
окись натрия	6,36
окись бора	12,03
окись лития	0,22
окись цинка	0,02
двуокись циркония	0,05
окись бария	0,15

Керамическая связка и шлифовальные зерна корунда с размером зерна №60 были смешаны в весовом соотношении 12:88. Смесь увлажнили раствором декстрина в количестве 3,5 мас.% и тщательно гомогенизировали. Из подготовленной таким образом массы спрессовали круги. После сушки при температуре от 100 до 120°C выполняли обжиг в электрической или газовой печи при нарастании температуры с шагом 55°C/час до температуры свыше 960°C и выдержкой в течении 9 часов. Круги обработали до конечного размера после охлаждения до температуры 50°C. Параметры соответствовали технологическим предписаниям.

Пример 2

Изготовили керамическую связку плавкой и фриттованием стекла со следующим составом в мас.%:

двуокись кремния	63,36
окись алюминия	20,17
окись железа	0,28
двуокись титана	0,11
окись кальция	0,60
окись магния	0,12
окись калия	5,18
окись натрия	2,15
окись бора	7,18
окись лития	0,2
окись цинка	0,07
двуокись циркония	0,08
окись бария	0,50

Стеклянную фритту размельчили до требуемой тонкости и смешали со шлифовальными зернами карбида кремния с размером зерна №54 в весовом соотношении 16:84. Смесь увлажнили раствором декстрина в количестве 3,5 мас.% и тщательно гомогенизировали. Из подготовленной таким образом массы спрессовали круги. После сушки при температуре от 100 до 120°C выполнили обжиг в электрической или газовой печи при нарастании температуры с шагом 55°C/час до температуры свыше 960°C и выдержкой в течение 9 часов. Круги обработали до конечного размера после охлаждения до температуры 50°C. Параметры соответствовали технологическим предписаниям.

Промышленная применимость

Шлифовальный инструмент, изготовленный из связки согласно изобретению, при шлифовании наружных цилиндрических поверхностей из стали по ГОСТ 801 SchCH15 (ШХ15), достигает твердости от 60 до 62 HRC и относительная абразия G на 24% более в сравнении с похожими кругами, обожженными до температуры 1200°C.

Керамическая связка для изготовления корундового и карбидного шлифовального инструмента, отличающаяся тем, что она содержит, мас.%:

двуокись кремния	от 40,00 до 70,00
окись алюминия	от 16,00 до 30,00
окись кальция	от 0,40 до 3,00
окись магния	от 0,10 до 7,00
окись калия	от 0,30 до 7,00
окись натрия	от 1,00 до 12,00
окись бора	от 4,00 до 15,00
окись железа	от 0,10 до 1,00
двуокись титана	от 0,05 до 2,00
окись лития	от 0,20 до 5,0

и дополнительно, по меньшей мере, одну добавку из группы, включающей:

окись цинка	от 0,01 до 15,00
окись бария	от 0,05 до 15,00
двуокись циркония	от 0,05 до 6,00
окись хрома	от 0,01 до 3,00
щелочной гексафтороалюминат	от 0,20 до 10,00

Способ обработки поверхности детали из композиционного материала алмаз - карбид кремния - кремний // 2402509

Изобретение относится к способам обработки поверхности деталей из композиционных материалов типа «алмаз - карбид кремния - кремний» и может быть использовано, в частности, при изготовлении инструмента и конструкционных деталей для машиностроения.

Масса для изготовления абразивного инструмента // 2354534

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении обдирочного инструмента для обработки шлифовальных кругов. .

Масса для изготовления абразивного инструмента // 2262434

Изобретение относится к области производства абразивного инструмента, в частности обдирочного карбидкремниевого инструмента для обработки шлифовальных кругов. .

Абразивное зерно и содержащее его абразивное изделие (варианты) // 2213118

Способ изготовления малогабаритного абразивного инструмента на керамической связке // 2211756

Изобретение относится к производству абразивного инструмента на керамической связке, в частности к производству шлифовальных головок из электрокорунда на керамической связке диаметром от 3 мм до 30 мм.

Способ повышения эксплуатационных свойств абразивного инструмента // 2164857

Изобретение относится к производству и эксплуатации мелкозернистого абразивного инструмента на керамической связке. .

Масса для изготовления абразивного инструмента // 2151046

Изобретение относится к изготовлению абразивного инструмента для суперфинишного полирования изделий из мрамора, гранита, керамики, стекла. .

Шлифовальный круг и стеклообразное связующее для шлифовальных кругов // 2139181

Абразивный шлифовальный круг и стекловидная связка для него // 2135344

Изобретение относится к изготовлению металлорежущего инструмента, используемого для шлифования узлов точной механики. .

Сверхтвердые алмазные композиты // 2463372

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сверхтвердым алмазсодержащим композиционным материалам, которые могут применяться для изготовления режущего инструмента

Покрытые оболочкой абразивные зерна, способ их получения, а также их применение для получения абразивных материалов // 2469836

Изобретение относится к абразивным зернам, покрытым оболочкой из мелкозернистого неорганического порошка и связующего, и способу их получения

Способ изготовления абразивного инструмента // 2523863

Изобретение относится к технологии производства абразивного инструмента на керамических связках. Способ включает приготовление формовочной массы, содержащей абразивные зерна электрокорунда или карбида кремния, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и наполнитель в виде алюмосиликатных полых сферических частиц в количестве 2-200% от объема абразива, формование из нее сырца инструмента и высокотемпературный обжиг инструмента. В процессе приготовления формовочной массы до формования из нее сырца инструмента обеспечивают хранение упомянутой массы в течение 25-35 ч для стабилизации влажности по всему объему. Технический результат заключается в снижении брака при производстве абразивного инструмента за счет снижения расслаивания заформованного сырца инструмента и его растрескивания при высокотемпературном обжиге.

Способ изготовления высокопористого абразивного инструмента // 2527052

Изобретение относится к технологии производства высокопористого абразивного инструмента на керамических связках. Способ включает приготовление формовочной массы, содержащей абразивные зерна электрокорунда или карбида кремния, керамическую связку, клеящие и увлажняющие добавки и смесь наполнителей в виде алюмосиликатных полых сферических частиц в количестве 2-200% от объемного содержания абразива и молотых фруктовых косточек в количестве 5-250% объемного содержания алюмосиликатного наполнителя, формование из нее сырца инструмента и высокотемпературный обжиг инструмента. В процессе приготовления формовочной массы до формования из нее сырца инструмента обеспечивают хранение упомянутой массы в течение 36-42 ч для стабилизации по всему объему. Технический результат заключается в снижение брака при производстве абразивного инструмента за счет снижения расслаивания заформованного сырца инструмента и его растрескивания при высокотемпературном обжиге.

Способ изготовления изделий из алмазно-металлического композиционного материала // 2554963

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, используемым в различных областях электроники в качестве теплоотводов. Технический результат - повышение эффективности работы изделий в качестве теплоотводов при упрощении технологии их изготовления. Способ включает предварительную агломерацию порошка алмаза холодным прессованием указанного порошка и временного полимерного связующего с последующей термообработкой при температуре полного удаления летучих из временного связующего с получением пористой заготовки и окончательную его агломерацию-спекание путем инфильтрации жидким металлом. Инфильтрацию пористой заготовки при окончательной агломерации-спекании алмазного порошка осуществляют жидкой медью путем капиллярной конденсации ее паров в интервале температур 900-1000°С на заготовке и давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст. при температуре паров меди, превышающей температуру металлируемой заготовки. 1 табл., 8 пр.

Способ изготовления изделий из алмазосодержащих композиционных материалов // 2566351

Изобретение относится к алмазосодержащим композиционным материалам, широко используемым для изготовления алмазного инструмента: резцов, выглаживателей, опор, фильер и т.д. Технический результат - упрощение способа изготовления изделий из алмазосодержащих композиционных материалов при сохранении их функциональных свойств. Способ включает приготовление пресс-массы на основе ультрадисперсного алмазного порошка и временного связующего, формование пористой заготовки при комнатной температуре, нагрев полученной заготовки до температуры полного удаления летучих из временного связующего и ее инфильтрацию жидким кремнием. В соответствии с заявляемым техническим решением инфильтрацию жидким кремнием осуществляют путем капиллярной конденсации его паров в интервале температур 1300-1450°C и давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст., причём температура паров кремния превышает температуру заготовки. В предпочтительном варианте выполнения способа пресс-массу готовят на основе алмазного порошка в капсуле из пироуглерода. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.

Агломерированное абразивное зерно, содержащее включенные полые микросферы // 2566791

Изобретение относится к агломерированному абразивному зерну и способу его изготовления. Агломерированное абразивное зерно с открытой пористостью от 5 до 40% по объему содержит множество отдельных абразивных зерен, выбранных из группы, состоящей из корунда, электрокорунда, спеченного корунда, оксида алюминия, циркония, карбида кремния, карбида бора, кубического нитрида бора, алмаза и их смесей, которые включены в матрицу связующего. Матрица связующего содержит алюмосиликат и щелочной силикат, имеющие молярное отношение Al2О3 к SiО2 от 1:2 до 1:20. Агломерированное абразивное зерно дополнительно содержит полые тела от 5% по объему до 40% по объему, которые включены в матрицу связующего и которые обеспечивают агломерированному абразивному зерну закрытую пористость, причем сумма закрытой и открытой пористости составляет менее 50% по объему агломерированного абразивного зерна. Способ получения агломерированного абразивного зерна включает смешивание абразивных зерен и полых частиц со связующим агентом из алюмосиликата, щелочного силиката и воды, высушивание сырых агломерированных абразивных зерен при температуре от 80°С до 150°С, сортировку до заданной зернистости абразива и отверждение при температуре ниже 500°С. Технический результат - повышение износостойкости абразивного зерна. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 22 пр.

Абразивное изделие с покрытием с вращательно ориентированными профилированными керамическими абразивными частицами и способ его изготовления // 2569437

Изобретение относится к области металлургии, а именно к абразивному изделию, и может быть использовано для доводки, чистовой обработки или шлифования различных материалов. Абразивное изделие с покрытием включает множество профилированных керамических абразивных частиц, каждая из которых обладает поверхностной характеристикой; множество профилированных керамических абразивных частиц, присоединенных к гибкой основе при помощи производственного слоя, включающего смоляной адгезив, формирующий абразивный слой; где каждая из профилированных абразивных частиц, прикрепленных к гибкой основе, определяет заданную вращательную ориентацию по аппликате, соответствующей поверхностной характеристике, и где заданная вращательная ориентация по аппликате по крайней мере для 50% профилированных керамических абразивных частиц, прикрепленных к гибкой основе, является заданной вращательной ориентацией по аппликате и не является произвольной. Обеспечивается повышение производительности за счет управления формой абразивной частицы. 15 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл., 5 пр.

Склеенное абразивное изделие // 2600464

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении склеенного абразивного изделия, состоящего из оформленных абразивных частиц и связующего вещества. Каждая из упомянутых абразивных частиц имеет переднюю сторону и заднюю сторону и выполнена толщиной t между ними. Упомянутая передняя сторона представляет собой переднюю поверхность с периметром геометрической формы. Толщина частицы равна или менее величины длины самой короткой стороны геометрической формы частицы. В результате обеспечивается высокопроизводительное шлифование заготовок. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 17 табл., 9 пр.

Абразивные частицы, способ получения абразивных частиц и абразивные изделия // 2621085

Изобретение относится к формованной керамической абразивной частице. Формованная керамическая абразивная частица содержит первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность. Первая поверхность имеет периметр, состоящий из первого и второго ребра. Первая зона периметра включает в себя второе ребро и распространяется вовнутрь, заканчиваясь на двух вершинах, образующих первый и второй внутренние острые углы. Причем периметр содержит четыре вершины, образующие внутренние острые углы. Вторая поверхность расположена напротив первой и не соприкасается с ней. Периферийная поверхность расположена между первой и второй поверхностями, соединяя их. Периферийная поверхность включает в себя первую стенку, соприкасающуюся с периметром на первом ребре, и вторую стенку, соприкасающуюся с периметром на втором ребре. В результате увеличивается производительность абразивной обработки. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 23 ил., 2 табл., 8 пр.