PL87718B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest narzedzie scierne, a w szczególnosci tarcza scienna, przeznaczona do obróbki wyrobów stalowych i wyrobów trudno top- liwych, przede wszystkim zas do obcóbM trudno topliwych narzedzi skrawajacych.Znane sa narzedzia scierne, których warstwa scierna zawd&na grupy ziaren, skladajace sie z cza¬ steczek diamentowych, polaczonych borokrzenoia- nowym szklem i spoiwem, w którym rozmieszczone sa te (grupy diamentów (patent USA 2 216 728).Celem niniejszego wynalazku jest (udoskonalenie znanego narzedzia sciernego przez wykonanie na¬ rzedzia sciernego o mniejszym zuzyciu jednostko¬ wym diamentu dajacego wyzsza jakosc obrabianych powierzchni. Pod jednostkowym zuzyciem diamen¬ tu w tym przypadku rozumie sie ilosc diamentu w miligramach, zuzytego na zdjecie 1 cm1 obrabia¬ nego materialu. Pod pojeciem bardziej wysokiej ja¬ kosci obrabianej powierzchni rozumie sie brak przypalenia a mikroszczelin jwarsfrwy powierzchnio¬ wej obrabianego materialu.Wskazane wyzej i inne cele osiaga sie za posred¬ nictwem narzedzia sciernego, którego warstwa tna¬ ca zawiera grupy ziaren diamentu, zwiazanych szklem i spoiwem, w którymi zgodnie z wynalaz^ kiem, szklo wiazace zespalajace diamenty w gru¬ py ma- graniczny kat zwilzania wynoszacy 18° do 50° przy nawilzaniu diamentu w temperaturze od 600^-900°C i sklada sie z tlenkówr nie wchodzacych w reakcje odtleniania (redukcji) z diamentem przy 28 2 wskazanych wyzej teimperataraeh (606+90apC). Po¬ wyzszy kat zwilzania jest katem zawartym po¬ miedzy polerowana powiesachnia diamentu i sty¬ czna poprowadzona, przez najdalszy punkt obwodu kropli stopionego szkla* w jej zetiptiec&u sie z po¬ lerowana powierzchnia, wzdluz tworzacej tej kropli.Najbardziej przydatnym do tych celów jest szklo o nastepujacym skladzie (w % wagowych): SiOj 48—65 B*0, 28— 3 tlenek wybrany z grupy, skladajacej sie z: NagO, LisO .... 22—10 tlenek wybcany z grapy, skladajacej sie z: CaO, BaOr BeO, SrO, HgO . . 18—4 tlenek wybrany z grupy, skladajacej sie z: Ti02, A1208, Cr20«, Zr02 . do 18 Szczególnie dobre rezultaty osiaga sae^ kiedy szklo sklada sie z nastepujacych skladników (w Ho wa¬ gowych): Si02 . ., 48-^65 B*08 . 20— 3 Narf) ....... 22-40 CaO ....... 10— 4 v TiOt do 18 Najlepsze rezultaty mozna osiagnac, kiedy sklad¬ niki wezmie sie w nastepujacych ilosciach (w •/• wagowych): SH02 55, B«Ot 10, 87 71887 718 3 Na20 20, CaO 5, TK)2 ...... 10.Niniejszy wynalazek dokladniej wyjasniono szcze¬ gólowym opisem konkretnych przykladów jego wy¬ konania i na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia tarcze szlifierska z jej warstwa tnaca, fig. 2 — czesc tnacej warstwy z grupami diamentowych czasteczek zgodnie z wynalazkiem polaczonymi szklem.Przedstawione narzedzie scierne, wykonane np. w postaci tarczy szlifierskiej, ma tnaca warstwe 1 (fig. 1), która zawiera czasteczki diamentu 2-(fig. 2), polaczone w grupy ziaren 3 szklem 4. Grupy ziaren 3 rozmieszczone sa w spoiwie 5.Narzedzie scierne, bedace przedmiotem wynalaz¬ ku wykonuje sie w sposób nastepujacy.W pierwszej kolejnosci przygotowuje sie grupy ziaren, skladajace sie z czasteczek diamentów, zlaczonych szklem. W tym celu doprowadza sie szklo o odpowiednim skladzie chemicznym do sta¬ nu wrzenia. Gotowe szklo poddaje sie rozdrobnie¬ niu w celu otrzymania proszku o wielkosci czaste¬ czek od 40 do 100 mikronów.Proszek szkla miesza sie z czasteczkami diamen¬ tu o wymaganej ziarnistosci w nastepujacym sto¬ sunku: dla proszku diamentowego o ziarnistosci od 400/1315 do 100/80 bierze sie 1 wagowa czesc szkla na 2 wagowe czesci proszku diamentowego; dla proszku diamentowego o ziarnistosci ponizej 50/40 — 1 czesc wagowa szkla na 2 czesci proszku dia¬ mentowego.Otrzymana mieszanine umieszcza sie w tyglu i podgrzewa do temperatury od ©00°C do 900°C w zaleznosci od skladu szkla. Wygrzewanie w wyma¬ ganej temperaturze trwa od 20 do 120 iminut. Sto¬ sowane temperatury zabezpieczaja otrzymanie plyn¬ nego szkla o niskiej lepkosci (okolo 108 Poise), dzie¬ ki czemu szklo pod dzialaniem miedzyczasteczko- wych sil przenika w drobniejsze pory, szczeliny i inne defekty na powierzchni diamentu, zabezpie¬ czajace w ten sposób, przy nastepnym ochlodze¬ niu mieszaniny do temperatury pokojowej, trwale zespolenie szkla z diamentem w stanie stalym.Spiek, bedacy wynikiem ochlodzenia mieszaniny, rozdrabnia sie w celu otrzymania grup ziaren, któ¬ rych podstawowa masa (do 90%) sklada sie z 2—8 ziaren diamentu, zespolonych szklem. 40 45 50 Otrzymane grupy ziaren miesza sie ze skladni¬ kami spoiwa i, jednym ze znanych sposobów, wy¬ konuje sie narzedzie scierne. Spoiwo moze byc za¬ równo organiczne jak i metalowe.Przyklady szkiel, stosowanych zgodnie z wyna¬ lazkiem, dla zespolenia diamentów w grupy, przy¬ toczone sa w ponizszej tablicy.Wymienione szkla skladaja sie z tlenków, które nie wchodza w reakcje odtleniania z diamentem przy temperaturach stosowanych dla wytworzenia grup ziaren (od 600°C do 900°C).Pod pojeciem reakcji odtleniania, tutaj rozumie sie reakcje zapisana w nastepujacej postaci: MeO+C ^Me+CO gdzie Me — pierwiastek tlenkotwórczy C — wegiel chemicznie czysty diamentu CO — tlenek wegla w stanie gazowym.Jezeli w sklad szkla wchodza tlenki, tworzace reakcje chemiczna z diamentem zgodnie z podana wyzej reakcja, przy temperaturze tworzenia grup ziaren, to w miejscu kontaktu wydziela sie tlenek wegla w stanie gazowym, który zmniejsza trwalosc zespolenia diamentu ze szklem w stanie stalym.Prowadzi to do zmniejszenia odpornosci diamentów na scieranie sie w pracujacej warstwie narzedzia, co w rezultacie powoduje zwiekszenie jednostkowe zuzycia diamentów. Przystosowanie szkiel sklada¬ jacych sie z tlenków nie wchodzacych w reakcje odtleniania z diamentem, przyczynia sie do trwale¬ go zespolenia diamentu ze szklem.Jednakze nie wszystkie szkla, skladajace sie z tlenków nie wchodzacych w reakcje odtleniania z diamentem daja jednakowy wynik. Zgodnie z wy¬ nalazkiem, wybrane zostaly tylko te szkla, które dobrze zwilzaja powierzchnie diamentu w tempe¬ raturze od 600°C do 900°C. Graniczny kat nawil¬ zania diamentu szklami wymienionymi w tablicy wynosi od 18° do 60°.Najbardziej wlasciwym dla sporzadzenia grup zia¬ ren dla narzedzia sciernego jest szklo nr 5 o skla¬ dzie przytoczonym w tablicy. Graniczny kat zwil¬ zania diamentu tym szklem wynosi 18°.Obecnie szeroko rozpowszechnione sa narzedzia scierne oparte na spoiwie organicznym z metalizo¬ wanymi diamentami. Nizej podane sa rezultaty po¬ równywalnych badan tarczy szlifierskiej z metali¬ zowanymi diamentami tarczy, w którym diamenty polaczone zostaly w agregaty szklem nr 5 o skla¬ dzie podanym w tablicy. Obie tarcze szlifierki byly Tablica /Nr szkla 1 2 3 * . .6 7 8 9 1 10 Tlenek Si02 Si02 Si02 SiOa Si02 Si02 Si02 Si02 SiOa SiOg Waga %' 65 65 48 60 55 50 52 62 50 53 Tlenek B202 B2C, B2Oa B2Oa B208 B208 B208 B2Oa B20« BAi Waga % 8 17 Tlenek Najp Li20 Na2C NaaO NagO Na20 Li20 Na«0 Na20 Li20 Waga % 17 21 8 Tlenek CaO CaO BaO BaO CaO Cap MgO BrO CaO Cap Waga % 6 7 6 Tlenek , —, —» —» Ti02 A1208 Zr02 Cr2Os TiOfe A1208 Waga % — — — . — 12 9 Izbudowane na bazie spoiwa organicznego i wypró¬ bowane przy obróbce twardego stopu bez chlodze¬ nia przy podluznym szlifowaniu materialu z szyb¬ koscia 2 m/minute i szybkosci obwodowej tarczy szlifierskiej 16 m/sekunde. Przy poprzecznym po¬ suwie materialu szlifowanego 0,02 mm na podwój¬ ny ruch tarczy, której diamenty sa zlaczone w gru¬ py ziaren szklem nr 5, jednostkowe zuzycie dia¬ mentu wynosi — 1,60 mg/cm8, a temperatura w strefie kontaktu tarczy z obrabiana powierzchnia wynosila 280°C, dla tarczy z metalizowanymi dia¬ mentami jednostkowe zuzycie diamentu wynosilo 1,55 mg/cm8, a temperatura osiagala 430°C.Jak widac z wyników prób, jednostkowe zuzycie diamentów dla obu typów tarcz szlifierskich znaj¬ duje sie praktycznie na tym samym poziomie, a temperatura w strefie kontaktu tarczy szlifierskiej z obrabiana powierzchnia dla tarczy z diamenta¬ mi zespolonymi w grupy szklem jest znacznie niz¬ sza, w zwiazku z czym nastepuje znaczne zmniej¬ szenie przypalen i mikroszczelin, a co za ty poprawienie jakosci obrabianej powierzchni. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Narzedzie scierne, którego tnaca warstwa za¬ wiera grupy ziaren z czasteczek diamentowych, zespolonych szklem i spoiwem, w którym rozmiesz¬ czone sa te ziarna, znamienne tym, ze szklo, ze¬ spalajace czasteczki diamentowe w grupy ma gra¬ niczny kat zwilzania wynoszacy 18° do 50° przy nawilzaniu diamentu w temperaturze od 600°C do 87 718 6 900°C, i ze sklada isie z tlenków nie wchodzacych w reakcje odtleniania z diamentem przy tempera¬ turach 600—900°C.
2. 2. Narzedzie scierne wedlug zastrz. 1, znamienne 5 tym, ze szklo sklada sie z nastepujacych skladni¬ ków w °/o wagowych: Si02 ....... 48—65 B2Os 20— 3 tlenek wybrany z grupy, skladajacej sie z: 10 Na*0, Li/) .... 22—10 tlenek wybrany z grupy, skladajacej sie z: CaO, BaO, BeO, SrO, tógO . 10—4 tlenek wybrany z grupy, skladajacej sie z: Ti02, Al2Os, CrgO* Zr02 . do 18 15
3. 3. Narzedzie scierne wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze szklo sklada sie z nastepujacych skladni¬ ków w °/o wagowych: Si02 46^66 B208 20— 3 20 Na2G 22—10 CaO (10— 4 TiQ2 do 18
4. 4. Narzedzie scierne wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze szklo sklada sie z nastepujacych skladni¬ ków w % wagowych: sao2 55, B&z 10, Na20 20, CaO ...... 5, 30 Ti02 10. no.i riE.2 < j PL