FI76273B - Metallic, copper-based binding agent for producing a work surface for a honing tool - Google Patents

Metallic, copper-based binding agent for producing a work surface for a honing tool Download PDF

Info

Publication number
FI76273B
FI76273B FI872399A FI872399A FI76273B FI 76273 B FI76273 B FI 76273B FI 872399 A FI872399 A FI 872399A FI 872399 A FI872399 A FI 872399A FI 76273 B FI76273 B FI 76273B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
metallic
work surface
copper
binder
binding agent
Prior art date
Application number
FI872399A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI872399A0 (en
FI76273C (en
Inventor
Ernst Dmitrievich Kizikov
Efim Bentsionovich Vernik
Boris Andreevich Oleinikov
Vitaly Ivanovich Melnik
Viktor Adamovich Alexandrov
Alexandr Natanovich Rakita
Valery Alexandrovich Murovsky
Anatoly Alexandrovich Skolota
Jury Vladimirovich Zaichenko
Mikhail Davidovich Levin
Original Assignee
Inst Sverkhtverdykh Mat
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Sverkhtverdykh Mat filed Critical Inst Sverkhtverdykh Mat
Priority to FI872399A priority Critical patent/FI76273C/en
Publication of FI872399A0 publication Critical patent/FI872399A0/en
Publication of FI76273B publication Critical patent/FI76273B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI76273C publication Critical patent/FI76273C/en

Links

Abstract

This invention refers to the production of a honing tool, that is intended to be used for working natural building materials and other non-metallic materials which are inconvenient to machine, and more accurately this invention is about making a copper-based metallic binding agent meant for producing a work surface for a honing tool. This metallic binding agent consists of the following components (percentage by weight): tin 13-17, cobalt 2-9, 9, titanium hydride 7-10 and lanthanum hexaboride 0.01-0.09, while the remainder is copper.

Description

1 762731 76273

Kuparipohjäinen metallinen sideaine hiovan työkalun työpinnan valmistamiseksiCopper-based metallic binder for making the work surface of an abrasive tool

Keksintö koskee sellaisten hiovien työkalujen valmistusta, joita käytetään luonnosta saatavien rakennusmateriaalien ja muiden vaikeasti työstettävien ei-metallisten materiaalien työstöön, ja tarkemmin sanottuna keksintö kohdistuu metallisiin kuparipohjäisiin sideaineisiin, jotka on tarkoitettu hiovan työkalun työpinnan valmistukseen.The invention relates to the manufacture of abrasive tools used for machining natural building materials and other difficult-to-machine non-metallic materials, and more particularly to metallic copper-based binders for the manufacture of abrasive tool worktops.

Tunnetaan (SU-A-985 111) metallinen kuparipohjäinen hiovan työkalun työpinnan valmistukseen tarkoitettu sideaine, joka koostuu seuraavista ainesosista (painoprosenteissa): tinaa 8-12 rautaa 8,5-12 kobolttia 13-28 titaaniboridin tai binäärisen titaani-kromi-boridin ja ti-taanihydridin seosta vastaavissa painosuhteissa 1-2:1 4,5-24 kuparia loput Tähän metalliseen sideaineeseen perustuvalla hiovan työkalun työpinnalla on huono kulumiskestävyys silloin, kun työkalua käytetään tavallista suuremmalla työteholla. Siten esimerkiksi 320 mm läpimittaisen timanttisahan työpinnan kulumiskestävyys leikattaessa graniittia sahan syöttönopeudella 1000 mm/min. on 2 7,4 m graniittia, ja raekooltaan 400/315 olevien synteettisten , 2 timanttien kulutus on 3,2 karaattia/m graniittia.A metallic copper-based binder for the manufacture of a work surface for an abrasive tool is known (SU-A-985 111), which consists of the following components (in weight percent): tin 8-12 iron 8.5-12 cobalt 13-28 titanium boride or binary titanium chromium boride and t -anohydride mixture in corresponding weight ratios 1-2: 1 4.5-24 copper the rest The abrasive tool work surface based on this metallic binder has poor wear resistance when the tool is used at higher than normal working power. Thus, for example, the wear resistance of a 320 mm diameter diamond saw surface when cutting granite at a saw feed speed of 1000 mm / min. is 2 7.4 m granite, and the consumption of synthetic, 2 diamonds with a grain size of 400/315 is 3.2 carats / m granite.

Keksinnön tehtävänä on löytää sellainen metallinen kuparipoh-jainen sideaine, joka parantaisi hiovan työkalun työpinnan kulu-miskestävyyttä silloin, kun työkalua käytetään tavallista suuremmalla työteholla 2 76273The object of the invention is to find a metallic copper-based binder which would improve the wear resistance of the work surface of an abrasive tool when the tool is used with a higher than normal working power 2 76273

Tehtävä ratkaistaan tarjoamalla hiovan työkalun työpinnan valmistukseen metallinen kuparipohjäinen sideaine, joka sisältää tinaa, kobolttia, titaanihydridiä ja, keksinnön mukaisesti, lisäksi lantaaniheksaboridia ainesosien määräsuhteiden ollessa seuraavat (paino-%): tinaa 13-17 kobolttia 2-9,9 titaanihydridiä 7-10 lantaaniheksakloridia 0,01-0,09 kuparia loputThe object is solved by providing a metallic copper-based binder containing tin, cobalt, titanium hydride and, according to the invention, in addition lanthanum hexaboride for the production of the work surface of an abrasive tool, the proportions of the components being as follows (% by weight): tin 13-17 cobalt 2-9.9 titanium hydride 7-10 0.01-0.09 copper rest

Sisällyttämällä keksinnön mukaiseen metalliseen sideaineeseen lantaaniheksaboridia saadaan hiovan työkalun työpinta rakenteeltaan hienorakeiseksi, mikä puolestaan parantaa työpinnan lujuusominaisuuksia ja siten myös kulumiskestävyyttä. Niinpä esimerkiksi keksinnön mukaista metallista sideainetta käyttämällä saadun työpinnan taivutusmurtolujuus 400°C:ssa on 60 kp/mm2 ja 500°C:ssa 47 kp/mm2, mikä on 1,8 kertaa korkeampi kuin tunnettuun metalliseen sideaineeseen perustuvan työpinnan taivutusmurtolu juus. Lisäksi keksinnön mukaista metallista sideainetta käyttäen saadun timanttisahan työpinnan (sahan läpimitta 320 mm) kulumiskestävyys leikattaessa graniittia sahan syöttönopeudella 2 100 mm/min. nousee 25,1 m :iin graniittia, mikä ylittää kolminkertaisesti tunnettuun sideaineeseen perustuvan timanttisahan työpinnan kulumiskestävyyden, eikä raekooltaan 400/315 olevien 2 timanttien kulutus ylitä 1,47 karaattia/m graniittia.By incorporating lanthanum hexaboride into the metallic binder according to the invention, the working surface of the abrasive tool is made fine-grained, which in turn improves the strength properties of the working surface and thus also the wear resistance. Thus, for example, the bending strength of a work surface obtained using a metallic binder according to the invention at 60 ° C is 60 kp / mm 2 and at 500 ° C 47 kp / mm 2, which is 1.8 times higher than the bending breaking strength of a work surface based on a known metallic binder. In addition, the wear resistance of the working surface of the diamond saw obtained by using the metal binder according to the invention (saw diameter 320 mm) when cutting granite at a saw feed speed of 2,100 mm / min. rises to 25.1 m of granite, which is three times the wear resistance of the work surface of a diamond saw based on a known binder, and the consumption of 2 diamonds with a grain size of 400/315 does not exceed 1.47 carats / m of granite.

Kuten edellä mainittiin, keksinnön mukainen metallinen sideaine sisältää tinaa 13-17 paino-%. Jos tinan määrää sideaineessa vähennetään alle 13 paino-%:n, lisääntyy hiovan työkalun työ-pinnan huokoisuus, mistä johtuen pinnan lujuus ja sen seurauksena myös kulumiskestävyys huononee. Jos taas tinan määrä sideaineessa ylittää 17 paino-%, muodostuu hiovan työkalun työpinnan valmistusprosessissa enemmän hauraita kemiallisia yhdisteitä, mistä jälleen on seurauksena huonontunut kulumiskestävyys.As mentioned above, the metallic binder according to the invention contains 13 to 17% by weight of tin. If the amount of tin in the binder is reduced to less than 13% by weight, the porosity of the working surface of the abrasive tool increases, as a result of which the strength of the surface and consequently also the wear resistance deteriorates. On the other hand, if the amount of tin in the binder exceeds 17% by weight, more brittle chemical compounds are formed in the manufacturing process of the work surface of the abrasive tool, which again results in deteriorated wear resistance.

Il 3 76273Il 3 76273

Jos keksinnön mukainen metallinen sideaine sisältää kobolttia vähemmän kuin 2 paino-%, lisääntyy työpinnan kutistuminen valmistusprosessin aikana. Jos koboltin määrää lisätään yli 9,9 paino-%:iin, nousee sideaineen sintrauslämpötila hiovan työkalun työpinnan valmistuksessa, mikä vaikuttaa kielteisesti timantti-rakeiden lujuuteen.If the metallic binder according to the invention contains less than 2% by weight of cobalt, the shrinkage of the work surface during the manufacturing process increases. If the amount of cobalt is increased to more than 9.9% by weight, the sintering temperature of the binder in the manufacture of the work surface of the abrasive tool increases, which adversely affects the strength of the diamond grains.

Jos keksinnön mukaiseen metalliseen sideaineeseen sisällytetään titaanihydridiä alle 7 paino-%, pysyvät timanttirakeet huonommin kiinni hiovan työkalun työpinnassa, mikä johtaa ko. työpinnan kulumiskestävyyden huononemiseen. Jos taas titaanihydridiä on enemmän kuin 10 paino-%, työpinta kutistuu ja siihen syntyy halkeamia valmistusprosessin aikana.If less than 7% by weight of titanium hydride is included in the metallic binder according to the invention, the diamond granules adhere less well to the working surface of the grinding tool, which results in the deterioration of the wear resistance of the work surface. On the other hand, if the titanium hydride is more than 10% by weight, the work surface shrinks and cracks form during the manufacturing process.

Jos lantaaniheksaboridia sisällytetään keksinnön mukaiseen metalliseen sideaineeseen vähemmän kuin 0,01 paino-% tai enemmän kuin 0,09 paino-%, ei hiovan työkalun työpintaa saada rakenteeltaan hienorakeiseksi, mikä huonontaa työpinnan lujuusominaisuuksia ja kulumiskestävyyttä.If less than 0.01% by weight or more than 0.09% by weight of lanthanum hexaboride is included in the metallic binder according to the invention, the work surface of the abrasive tool is not made fine-grained, which impairs the strength properties and abrasion resistance of the work surface.

Kuparin sisällyttäminen keksinnön mukaiseen metalliseen sideaineeseen mainitussa määrin takaa valmistettavalle hiovan työkalun työpinnalle vaaditut fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet.The incorporation of copper in the metallic binder according to the invention to said extent guarantees the required physical and mechanical properties of the work surface of the abrasive tool to be manufactured.

Keksinnön mukainen kuparipohjäinen metallinen sideaine valmistetaan sekoittamalla sen jauhemaiset ainesosat sekoittimessa mainituissa määräsuhteissa.The copper-based metallic binder according to the invention is prepared by mixing its powdered ingredients in a mixer in said proportions.

Näin saatuun sideaineeseen pohjautuvan hiovan työkalun työpinnan valmistamiseksi sideaineeseen lisätään hiovan materiaalin rakeita. Hiovan materiaalin rakeet voidaan sisällyttää samanaikaisesti sideaineen ainesosien sekoituksen kanssa. Hiovana materiaalina voidaan käyttää esimerkiksi timanttia, kuutiomaista boorinitri-diä, boorikarbidia, volframikarbidia, titaanikarbidia tai niiden seosta. Hiovan materiaalin määrä on yleensä 5-40% metallisen sideaineen painosta. Saatua metallisen sideaineen ja hiovan materiaalin seosta käsitellään jauhemetallurgian tuntemin menetelmin, kuten puristamalla puristusmuotissa puristuspaineella 5000- 2 4 76273 7000 kg/cm , minkä jälkeen puristeet poistetaan puristusmuotista ja sintrataan 870-1000°C lämpötilassa tyhjössä 30-60 min. Sitten saatu hiovan työkalun työpinta jäähdytetään, työstetään mekaanisesti ja kiinnitetään hiovan työkalun runkoon.In order to produce the work surface of the abrasive tool based on the binder thus obtained, granules of the abrasive material are added to the binder. The granules of the abrasive material may be included simultaneously with the mixing of the binder ingredients. As the abrasive material, for example, diamond, cubic boron nitride, boron carbide, tungsten carbide, titanium carbide or a mixture thereof can be used. The amount of abrasive material is usually 5-40% by weight of the metallic binder. The resulting mixture of metallic binder and abrasive material is treated by methods known in powder metallurgy, such as compression molding at a compression pressure of 5000-2 4 76273 7000 kg / cm, after which the compression is removed from the compression mold and sintered at 870-1000 ° C under vacuum for 30-60 min. The resulting abrasive tool work surface is then cooled, machined, and attached to the abrasive tool body.

Seuraavassa taulukossa 1 esitetään keksinnön mukaisen metallisen sideaineen eri koostumuksia sekä tunnetun (SU-A-985 111) metallisen sideaineen koostumus.The following Table 1 shows the different compositions of the metallic binder according to the invention as well as the composition of the known (SU-A-985 111) metallic binder.

Taulukko 1table 1

Metallisen _Ainesosien määrä, paino-%_ sideaineen Lantaani- Titaani- koostumuk- Titaani- heksa- diboridin sen n:o Tina Koboltti hydridi boridi Kupari Rauta hydridin*1 seos (painoprosentti _ _ _ _ __ _____ _ suhde 1:1) I 16,09 9,9 7 0,01 67 II 13 2,91 10 0,09 74 III 17 2 8 0,05 72,95Metallic _Amount of ingredients,% by weight _ binder Lanthanum-Titanium composition- Titanium-hexadiboride its No. Tin Cobalt hydride boride Copper Iron hydride * 1 mixture (weight percentage _ _ _ _ __ _____ _ ratio 1: 1) I 16 .9 9.9 7 0.01 67 II 13 2.91 10 0.09 74 III 17 2 8 0.05 72.95

IVIV

(SU-A- 985 111) 8 27 - - 40 12 13(SU-A-985 111) 8 27 - - 40 12 13

Keksinnön mukaista metallista sideainetta (koostumukset I-III) ja tunnettua metallista sideainetta (koostumus IV) käyttäen valmistettiin timattisahan työpintoja (sahan läpimitta 320 mm). Kaikkiin edellä mainittuihin sideaineisiin sekoitettiin synteettisiä timantteja, joiden raekoko oli 400/315, siten että timanttien määrä oli 7,5% metallisen sideaineen painosta. Saadut seok- 2 set puristettiin puristusmuotissa paineella 6000 kg/cm , minkä jälkeen puristeet, jotka olivat segmenttejä, joiden pituus oli 40 mm, leveys 4 mm, korkeus 6 mm ja säde 160 mm, poistettiin puristusmuotista ja sintrattiin tyhjöuunissa 980°c lämpötilassa 40 min. Saadut työpintasegmentit jäähdytettiin, työstettiin mekaanisesti ja kiinnitettiin terässahojen runkoon. Sahojen läpimitta oli 320 mm.Using a metallic binder according to the invention (compositions I-III) and a known metallic binder (composition IV), work surfaces of a tomato saw (saw diameter 320 mm) were prepared. All of the above binders were mixed with synthetic diamonds having a grain size of 400/315 so that the amount of diamonds was 7.5% by weight of the metallic binder. The resulting mixtures were extruded in a compression mold at a pressure of 6000 kg / cm, after which extrudates consisting of segments with a length of 40 mm, a width of 4 mm, a height of 6 mm and a radius of 160 mm were removed from the compression mold and sintered in a vacuum oven at 980 ° C for 40 min. . The resulting work surface segments were cooled, machined and attached to the frame of steel saws. The diameter of the saws was 320 mm.

Il 5 76273Il 5 76273

Sahoja, joihin työpinnat oli kiinnitetty, koestettiin leikkaamalla graniittia jyrsimellä seuraavissa työstöolosuhteissa: sahan syöttönopeus 1000 mm/min., sahan kehänopeus 20,9 m/s, sahan leikkuusyvyys yhdellä vedolla 30 mm, jäähdytys vedellä, veden kulutus 8-10 1/min. Kokeiden tulokset on koottu taulukkoon 2.The saws to which the work surfaces were attached were tested by cutting granite with a milling machine under the following machining conditions: saw feed speed 1000 mm / min, saw circumferential speed 20.9 m / s, saw depth with one stroke 30 mm, water cooling, water consumption 8-10 1 / min. The results of the experiments are summarized in Table 2.

Taulukko 2Table 2

Metallisen Sahan työpinnan Työpinnassa olevien sideaineen kulumiskestävyys, timanttien kulutus, koostumuk- m^ graniittia karaattia/rn graniittia sen n:o I 16,1 1,47 II 20,3 1,15 III 25,1 0,94Wear resistance of the binder on the work surface of a metallic saw, wear of diamonds, composition m ^ granite carat / rn granite its No. I 16.1 1.47 II 20.3 1.15 III 25.1 0.94

IVIV

(SU-A- 985 111) 7,4 3,20(SU-A-985 111) 7.4 3.20

Kuten näkyy taulukosta 2, keksinnön mukaiseen metalliseen sideaineeseen (koostumukset I-III) perustuvien sahan työpintojen kulumiskestävyys ylittää tunnettuun metalliseen sideaineeseen perustuvan työpinnan (koostumus IV) kulumiskestävyyden 2-3-ker-taisesti. Keksinnön mukaiseen sideaineeseen perustuvien työpintojen timanttien kulutus on 2-3 kertaa pienempi kuin tunnettuun sideaineeseen perutuvan työpinnan timanttien kulutus.As can be seen from Table 2, the wear resistance of the saw surfaces based on the metallic binder according to the invention (compositions I-III) exceeds the wear resistance of the working surface based on the known metallic binder (composition IV) 2-3 times. The consumption of diamonds on work surfaces based on the binder according to the invention is 2-3 times lower than the consumption of diamonds on a work surface based on a known binder.

Sahoja, joihin oli kiinnitetty keksinnön mukaiseen sideaineeseen perustuva työpinta (koostumukset I-III), koestettiin muuten samoissa olosuhteissa kuin edellä, mutta sahan syöttönopeudella 1250 mm/min. Tulokset on koottu taulukkoon 3.Saws to which a work surface based on the binder according to the invention was attached (compositions I-III) were otherwise tested under the same conditions as above, but at a saw feed speed of 1250 mm / min. The results are summarized in Table 3.

Taulukko 3Table 3

Metallisen side- Sahan työpinnan Työpinnassa olevien aineen koostumuk- kulumiskestävyys, timanttien^ulutus(^ a sen n:o _ nr graniittia ara ia/m grann I 13,2 1,76 II 13,0 1,78 III 15,0 1,56 6 76273Metallic bond- Saw work surface Composition resistance of the material on the work surface, the expansion of diamonds (^ a its No. _ nr granite ara ia / m Grann I 13.2 1.76 II 13.0 1.78 III 15.0 1, 56 6 76273

Keksinnön mukaisen sideaineen avulla on siis mahdollista valmistaa hiovan työkalun työpinta, jolle on tunnusomaista entistä parempi kulumiskestävyys silloin, kun työkalua käytetään tavallista suuremmalla työteholla.By means of the binder according to the invention, it is thus possible to produce a work surface of an abrasive tool which is characterized by even better wear resistance when the tool is used at a higher working power than usual.

I!I!

FI872399A 1987-05-29 1987-05-29 Metallic, copper-based binder for the production of a working layer for grinding tools FI76273C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI872399A FI76273C (en) 1987-05-29 1987-05-29 Metallic, copper-based binder for the production of a working layer for grinding tools

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI872399A FI76273C (en) 1987-05-29 1987-05-29 Metallic, copper-based binder for the production of a working layer for grinding tools
FI872399 1987-05-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI872399A0 FI872399A0 (en) 1987-05-29
FI76273B true FI76273B (en) 1988-06-30
FI76273C FI76273C (en) 1988-10-10

Family

ID=8524572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872399A FI76273C (en) 1987-05-29 1987-05-29 Metallic, copper-based binder for the production of a working layer for grinding tools

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI76273C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI872399A0 (en) 1987-05-29
FI76273C (en) 1988-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0598140B1 (en) Cubic boron nitride-base sintered ceramics for cutting tool
KR100419103B1 (en) An abrasive wheel, a method of cutting a work piece by using said wheel and a method of making an abrasive tool
KR101351172B1 (en) Pcbn material, tool elements comprising same and method for using same
KR20190127809A (en) Sintered Polycrystalline Cubic Boron Nitride Materials
Liao et al. Effects of matrix characteristics on diamond composites
KR101363968B1 (en) Polymetal powder and sintered component produced based on this powder
JPS5935066A (en) Diamond sintered body for tool and manufacture
JPS601390B2 (en) Cubic boron nitride-based ultra-high pressure sintered material for cutting tools
KR100756390B1 (en) Cutting tip for cutting tool
FI76273B (en) Metallic, copper-based binding agent for producing a work surface for a honing tool
JPS6355161A (en) Manufacture of industrial diamond sintered body
JPH054101A (en) Cutting tool of sintered body high in hardness
US4956318A (en) Ceramic cutting tool
DE3719966C2 (en)
CN106737118A (en) Honing stone, preparation method and applications containing yttrium
KR101606595B1 (en) Method of making a composite diamond body
KR20030051700A (en) Abrasive and wear resistant material
JPS6339381B2 (en)
JPH054102A (en) Cutting tool of sintered body high in hardness
JPS61104045A (en) Diamond sintered body for tool and production thereof
Ünal et al. Matrix composition effect on the wear behaviour of diamond segments
Korotkov Influence of various types of spherocorundum on the performance of grinding wheels
SU1087320A1 (en) Metallic binder for abrasive tool
JP4636574B2 (en) Ceramic-based sintered material for tool and manufacturing method thereof
Dhokey et al. Hard Materials-Alternative Binders: Development of Cobalt Free Wire Saw Beads and Role of Liquid Phase Sintering Additives on its Properties

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: INSTITUT SVERKHTVERDYKH MATERIALOV