Металлическая связка для алмазного инструмента

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()969505 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.80 (21) 3212580/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 24 D 3/06

С 22 С 9/06

С 22 С 18/02

С 22 С 30/06

С 22 С 32/00 (53) УДК 621.921..079: 669. 35,5:

:669с5 (088,8) Гееудеретееикые комитет

СССР

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень № 40 яо делам кзееретени» к еткрытвй

Дата опубликования описания 05.11.82

Л

В зию

t (72) Авторы изобретения и В. Л. Бескорсый т $ 11,.,;- ., * т-е

Изюмский оптико-механический запои ., -. .й аюх, и (71) Заявитель (54) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ АЛМАЗНОГО

ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении инструментов, применяемых для финишной обработки оптических материалов.

Известна связка для алмазного инструмента, содержащая медь, цинк, двуокись кремния и окись железа (1).

Недостатком указанной1связки являетя то, что инструменты на ее основе не обеспечивают высокого качества обработанной поверхности, а также обладают низкой износостойкостью.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности и достигаемому результату является- металлическая связка для алмазного инструмента, содержащая вес. % медь 30 — 60, цинк 15 — 25, кобальт 5 — 54 и молибденовый ангидрид 1 — 10 (2).

Известная связка обладает тем недостатком, что инструменты на ее основе имеют низкую износостойкость, производительность обработки, и, кроме того, она не способна обеспечить высокое качество обработанной поверхности.

Цель изобретения — повышение износостойкости инструмента, производительности обработки и качества обработанной поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что металлическая связка для алмазного инструмента, включающая медь и цинк, дополнительно содержит никель и стабилизированную двуокись циркония преследующем соот ношении компонентов, вес. %:

Цинк 30 — 54

Никель 5 — 28

Стабилизированная двуокись циркония 2 — 10

Медь Остальное

Применение в предлагаемой связке стабилизированной двуокиси циркония обусловлено ее воздействием на поверхностный

>s слой обрабатываемого стекла, что приводит к повышению износостойкости инструмента и улучшению качества обрабатываемой поверхности.

Благодаря высокой активности, связанной го с дефектностью кристаллической решетки, дисперсности частиц порошка и адсорбционной способности стабилизированная двуокись циркония способствует интенсивному обмену ионов циркония со щелочными ионами стекла, в результате чего ионы циркония с169505

Таблица 1

Окисел

ЕГО (моноклинная) Zr0> (стабилизированная ) 0,20

Fe> 03

0,18

0,08

0,07

11оОЗ проникают на глубину до 8 мкм, образуя на поверхности стекла пленку силиката циркония, микротвердость которой порядка 400—

420 кг/мм, что на 20 — 25О/р ниже микротвердости основного стекла. Эта пленка легче сошлифовывается, обеспечивая более высокую производительность процесса тонкого шлифования, минимальную величину разрушенного и дефектного слоев и высокую износостойкость инструмента.

Полирующая способность стабилизиро- >о ванной двуокиси циркония, характеризующая скорость съема стекла свободным абразивом, по сравнению с обычной двуокисью циркония,а также окислами, применяемыми в известных связках, приведены в табл. 1.

При увеличении содержания стабилизи15 рованной двуокиси циркония за предлагаемые пределы производительность обработки инструментом не увеличивается, в то же время происходит разупрочнение связки, а при выходе в сторону уменьшения положи- у тельный эффект не наблюдается.

Границы содержания в связке меди и цинка обусловлены тем, что при выбранном соотношении меди и цинка образуются интерметаллидные соединения, имеющие повышенную микротвердость.

Так, в соответствии с диаграммой равновесия Cu — Zn, при содержании цинка свыше 35 вес. /o в сплаве образуется /3 фаза, а при дальнейшем его увеличении до 70О/р появляются дополнительные У и C фазы.

Все три фазы представляют собой интерметаллидные соединения CuZn,Cu5Zn11, CuZn, которые имеют повышенную микротвердость.

Применение в связке никеля обусловлено тем обстоятельством, что он образует с цинком интерметаллидные соединения типа 35

Ni>Zn < повышенной твердости, которые пла вятся при высоких температурах, что обусловливает повышенную износостойкость металлической составляющей связки. При увеличении содержания никеля за предлагаемые пределы повышение износостойкости связки не наблюдается.

Изготовление смесей для абразивного инструмента проводят методом порошковой ме- ° таллургии. Каждую смесь прессуют отдельно в пресс-форме при давлении 2500 кг/см затем спекают при 750 С. После спекания смесь подвергают горячему прессованию при давлении 1500 кг/см .

Условная концентрация алмазов зернистости АСН 20/14 в каждой смеси составляет 10о/о.

В табл. 2 приведены составы изготовленных смесей.

Смеси использованы для изготовления кругов со спиралевидным покрытием. Круги испытаны при шлифовании стекла марки КВ с использованием СОЖ вЂ” 30 /ц водный раствор глицерина. Испытания проводятся на ст4нке PLM (ФРГ) по следующим режимам:

ПИ = 400 об/мин.; Пкр = 24 двход/мин;

P —;Т =30с.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, введение в состав связки никеля и стабилизированной двуокиси циркония приводит к существенному улучшению качества обработанной поверхности, которое выражается в снижении шероховатости в 1,5 — 3 раза, уменьшении разрушенного шлифованием слоя и глубины рисок в

1,6 — 3 раза, а также к уменьшению времени полирования и, соответственно, увеличению производительности процесса. Кроме того, возрастает износостойкость инструмента, изготовленного с использованием предлагаемой связки, по сравнению с инструментом, изготовленным из связки-прототипа.

Экономический эффект от внедрения изобретения в промышленность составит 300 тысяч руб. в год.

Поли ру Юща я с пособност ь, г/30 мин

969505

Табли ца 2

Содержание комопнентов связки, Компоненты связки

Прототип! 2 3

40

60

Иедь

24

30

Цинк

20

Таблица 3

Состав связки ) Rz, мкм Т, мкм (А, мкм h, мкм L мм Ти мин 5 мкм

J

1 > п °

Прото тип

14-18

0,32-0,40

4-6

6-8

12,5

8-10

0,10-0,25

2 3!,0-1,2

11,0

0,11-0,25

0,16-0,25

0,8-1.!

1,0-1,3

2-4

7 10

2-2,5

10,5

3-4

9 11

3-5

11,0

Rg, — параметр шероховатости обработанной поверхности;

Т - величина разрушенного шлифованием слоя, определяе:ого сошлифовыванием;

А - геометрическая точность обработанной поверхности - "косина";

- износ алмазного слоя;

Т вЂ” цикл полирования;

L - ширина царапин и их суммарная длина на площади 1 см !

30 — 54

5 — 28

Цинк

Никель

Стабилизированная двуокись циркония 2 — 10

Медь Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 292?57, кл. В 24 D 3/06, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 585961, кл. В 24 D 3/06, 1974.

Формула изобретения

55

BHHHHH Заказ 7392/17 Тнраж 886 Подннсное

Фнлнал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Кобальт

Никель

ZrG2 (стабилизированная) Металлическая связка для алмазного инструмента, включающая медь и цинк, отличающаяся тем, что,. с целью повышения износостойкости инструмента, производительности обработки и качества обработанной поверхности, оиа дополнительно содержит никель и стабилизированную двуокись циркония при следующем соотношении компонентов, вес. %:

30-35

22-26

20-24

25-28