RU2043911C1 - Method of making the abrasive tool - Google Patents

Method of making the abrasive tool Download PDF

Info

Publication number
RU2043911C1
RU2043911C1 SU5061165A RU2043911C1 RU 2043911 C1 RU2043911 C1 RU 2043911C1 SU 5061165 A SU5061165 A SU 5061165A RU 2043911 C1 RU2043911 C1 RU 2043911C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
abrasive
tool
khz
ultrasonic vibrations
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Семенович Хабчик
Макс Владимирович Голубой
Валерий Семенович Хабчик
Original Assignee
Малое предприятие "Диамант"
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 Малое предприятие "Диамант" filed Critical Малое предприятие "Диамант"
Priority to SU5061165 priority Critical patent/RU2043911C1/en
Priority to UA94020612A priority patent/UA5357C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2043911C1 publication Critical patent/RU2043911C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: abrasive grains are preliminarily compressed around the tool with the aid of ultrasonic oscillations with the frequency of 18-3000 kHz. Then the diamond grains are secured and are electrodeposited by the pulsed unipolar current with the frequency of 20-80 Hz and the pulse length 800-500 microseconds during 60 min. The final obliteration is carried out by means of superposition of the ultrasound oscillations 18-3000 kHz on the pulsed unipolar current. EFFECT: enhanced quality of tool making. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к инструментальному производству и может быть использовано при изготовлении абразивного инструмента, преимущественно, стоматологических боров. The invention relates to instrumental production and can be used in the manufacture of abrasive tools, mainly dental burs.

Известны способы изготовления абразивного инструмента, при которых абразивный порошок в гальванической ванне периодически перемешивают путем взмучивания, который оседает на поверхности горизонтально расположенного корпуса инструмента-катода, затем его закрепляют слоем электролитического никеля [1]
Общими признаками аналога и изобретения являются: перемешивание абразивных зерен; предварительное прикрепление абразивных зерен; электроосаждение на гальванической связке; окончательное заращивание материалом связки никелем.Known methods of manufacturing an abrasive tool in which the abrasive powder in a plating bath is periodically mixed by stirring, which settles on the surface of a horizontally located cathode tool body, then it is fixed with a layer of electrolytic nickel [1]
Common features of the analogue and invention are: mixing of abrasive grains; preliminary attachment of abrasive grains; electroplating on a galvanic bunch; final overgrowth of the binder material with nickel.

Однако изготовление медицинских стоматологических боров описанным способом не обеспечивает условий дезинфекции, предстерилизационной очистки и стерилизации, предъявляемых к ним (ГОСТ 22090-89 пункт 3.6). Кроме того, описанный способ имеет ряд недостатков, которыми являются недостаточно высокая плотность укладки алмазных зерен и неполная ориентация зерен в абразивной массе, прилегающей к инструменту, что снижает износостойкость режущей части инструмента и ухудшает его качество. However, the manufacture of medical dental burs in the described manner does not provide the conditions for disinfection, pre-sterilization cleaning and sterilization presented to them (GOST 22090-89 clause 3.6). In addition, the described method has several disadvantages, which are insufficiently high density of laying diamond grains and incomplete orientation of the grains in the abrasive mass adjacent to the tool, which reduces the wear resistance of the cutting part of the tool and affects its quality.

Кроме того, описанный способ изготовления абразивного инструмента не позволяет получить режущий слой необходимой длины, например для боров зубоврачебных 5-7 мм. In addition, the described method of manufacturing an abrasive tool does not allow to obtain a cutting layer of the required length, for example for dental burs 5-7 mm.

Известен способ изготовления абразивных инструментов [2] включающий нанесение ферромагнитного слоя на алмазные зерна, перемешивание в магнитном поле, предварительное прикрепление алмазных зерен, электроосаждение на гальванической связке и окончательное их заращивание на корпусе инструмента с применением магнитного поля. A known method of manufacturing abrasive tools [2] comprising applying a ferromagnetic layer to diamond grains, mixing in a magnetic field, preliminary attachment of diamond grains, electrodeposition on a galvanic bunch and their final overgrowing on the tool body using a magnetic field.

Описанный способ изготовления абразивного инструмента, а именно медицинских боров, не обеспечивает условий, предъявляемых к ним ГОСТ 22090-89, п. 3.6. из-за присутствия ферромагнитных примесей. Кроме того, хотя в данном способе и обеспечивается ориентация зерен в связке и сохраняется их первоначальное распределение по всему объему связки, однако плотность укладки абразивных зерен недостаточно высока, что снижает качество инструмента. The described method of manufacturing an abrasive tool, namely medical burs, does not provide the conditions imposed on them by GOST 22090-89, clause 3.6. due to the presence of ferromagnetic impurities. In addition, although the orientation of the grains in the bundle is ensured in this method and their initial distribution over the entire volume of the bundle is maintained, the packing density of the abrasive grains is not high enough, which reduces the quality of the tool.

Наиболее близким по техническому результату и выбранный в качестве прототипа является способ изготовления абразивного инструмента [3] при котором корпус инструмента катод помещают в пористую корзину, заполненную абразивным материалом, затем помещают корзину в гальваническую ванну и проводят осаждение на корпус инструмента из электролита алмазных зерен, совмещенное с их предварительным закреплением, и окончательное заращивание. The closest to the technical result and selected as a prototype is a method of manufacturing an abrasive tool [3] in which the cathode of the tool body is placed in a porous basket filled with abrasive material, then the basket is placed in a galvanic bath and diamond grains are deposited on the tool body from the electrolyte, combined with their preliminary fixing, and final overgrowing.

Задачей изобретения является обеспечение качества режущего инструмента. The objective of the invention is to ensure the quality of the cutting tool.

Это достигалось тем, что в способе изготовления абразивного инструмента, включающем электроосаждение на гальванической связке абразивных зерен на корпус инструмента, совмещенное с их предварительным закреплением, и окончательное заращивание материалом связки, согласно изобретению перед предварительным закреплением абразивных зерен их уплотняют с помощью ультразвуковых колебаний частотой 18-3000 кГц, одновременно поляризуя и ориентируя путем наложения на ультразвуковые колебания импульсного униполярного тока частотой 20-80 Гц, длительностью импульсов 800-500 мкс в течение 10 сек, после чего снимают ультразвуковые колебания, предварительное заключение и электроосаждение ведут импульсным униполярным током в течение 60 мин, а окончательное заращивание путем наложения на импульсный униполярный ток ультразвуковых колебаний частотой 18-3000 кГц. This was achieved in that in a method for manufacturing an abrasive tool, including electrodeposition on a galvanic bunch of abrasive grains on the tool body, combined with their preliminary fixing, and the final overgrowth of the binder material, according to the invention, prior to preliminary fixing of the abrasive grains, they are compacted using ultrasonic vibrations with a frequency of 18- 3000 kHz, at the same time polarizing and orienting by applying to the ultrasonic vibrations a pulsed unipolar current with a frequency of 20-80 Hz, long awn 800-500 ms pulse for 10 seconds, then remove the ultrasonic vibration, a preliminary conclusion and electrodepositing lead unipolar pulsed current for 60 minutes, and the final Silting by overlapping the unipolar current pulse frequency of the ultrasonic vibration 18-3000 kHz.

Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является повышение плотности слоя покрытия инструмента. The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the density of the coating layer of the tool.

На фиг.1 дана схема установки для осуществления заявляемого способа; на фиг.2 схема ориентирования, уплотнения и закрепления зерен на корпусе инструмента. Figure 1 is a diagram of the installation for implementing the proposed method; figure 2 diagram of the orientation, compaction and fixing of grains on the tool body.

Установка для осуществления способа (фиг. 1) содержит гальваническую ванну 1, заполненную электролитом 2 следующего состава с массовой концентрацией компонентов, г/л: Сернокислый никель 300 Двухлористый никель 30 Борная кислота 30 1,4 Бутиндиол (100%) 0,12-0,2 Сахарин 1,5-2,0 Горячая вода (60-70оС) Остальное.Installation for implementing the method (Fig. 1) contains a galvanic bath 1 filled with electrolyte 2 of the following composition with a mass concentration of components, g / l: Nickel sulfate 300 Nickel dichloride 30 Boric acid 30 1.4 Butindiol (100%) 0.12-0 , 2 Saccharin 1.5-2.0 Hot water (60-70 о С) The rest.

В ванну помещена пористая корзина 3, заполненная абразивными зернами 4, например алмазными зернами с размером зерна 80-63 мкм. В корзине 3 установлен закрепленный в приспособлении 6 корпус инструмента 5, при этом его режущая рабочая поверхность погружена в абразив, являющийся катодом. A porous basket 3 filled with abrasive grains 4, for example, diamond grains with a grain size of 80-63 microns, is placed in the bath. In the basket 3 is mounted fixed in the fixture 6 the tool body 5, while its cutting working surface is immersed in the abrasive, which is the cathode.

В нижней части ванны установлен ультразвуковой вибратор 8, например пьезокварцевый, питаемый ультразвуковым генератором типа УТП-3 с рабочей частотой 2950 кГц. В гальванической ванне параллельно поверхности корпуса инструмента помещен анод 9, электрически связанный с источником 10 импульсного униполярного тока с частотой 20-80 Гц. An ultrasonic vibrator 8 is installed in the lower part of the bathtub, for example, piezoelectric, fed by an ultrasonic generator of the UTP-3 type with an operating frequency of 2950 kHz. An anode 9 is placed in a galvanic bath parallel to the surface of the tool body, electrically connected to a source 10 of a pulsed unipolar current with a frequency of 20-80 Hz.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В гальваническую ванну 1 заливают электролит 2, затем помещают пористую корзину 3, которую заполняют алмазными зернами 4 размером 80-63 мкм. Затем в корзину помещают корпус инструмента 5 так, что его режущая рабочая поверхность погружена в абразив, одновременно при этом включив источник 8 ультразвуковых колебаний и источник 10 импульсного униполярного тока. Через 10 с отключают источник 8 ультразвуковых колебаний и продолжают закрепление алмазных зерен в течение 60 мин при помощи источника импульсного тока. Затем подключают источник ультразвуковых колебаний и окончательное заращивание ведут одновременно двумя источниками 8 и 10. The proposed method is as follows. An electrolyte 2 is poured into the plating bath 1, then a porous basket 3 is placed, which is filled with diamond grains 4 of 80-63 microns in size. Then, the tool body 5 is placed in the basket so that its cutting working surface is immersed in the abrasive, while at the same time turning on the source 8 of ultrasonic vibrations and the source 10 of the pulsed unipolar current. After 10 s, the source of 8 ultrasonic vibrations is turned off and the diamond grains continue to be fixed for 60 minutes using a pulse current source. Then connect the source of ultrasonic vibrations and the final overgrowing are carried out simultaneously by two sources 8 and 10.

П р и м е р. В гальваническую ванну 1 (фиг.1) устанавливают анод 9 из электролитического никеля, затем помещают пористую корзину 3, заполненную алмазными зернами. В ванну заливают электролит 2 следующего состава с массовой концентрацией компонентов, г/л: Сернокислый никель 300 Двухлористый никель 30 Борная кислота 30 1,4 Бутиндиол (100%) 0,12-0,2 Сахарин 1,5-2,0 Горячая вода (60-70оС) Остальное.PRI me R. An anode 9 of electrolytic nickel is installed in a plating bath 1 (Fig. 1), then a porous basket 3 filled with diamond grains is placed. An electrolyte 2 of the following composition with a mass concentration of components is poured into the bath, g / l: Nickel sulfate 300 Nickel dichloride 30 Boric acid 30 1.4 Butindiol (100%) 0.12-0.2 Saccharin 1.5-2.0 Hot water (60-70 o C) The rest.

Устанавливают в корзину 3, заполненную алмазным порошком 4, зубоврачебный бор (ГОСТ 22090-89) на глубину 5-7 мм, одновременно при этом включив источник 10 импульсного униполярного тока и источник 8 ультразвуковых колебаний. Ультразвуковые колебания частотой 18-3000 кГц воздействуют на электролит 2 и уплотняют алмазные зерна 4 вокруг режущей поверхности 7 зубоврачебного бора 5, при этом алмазные зерна под воздействием униполярного импульсного тока поляризуются и ориентируются согласно законам электростатики заостренными кромками наружу. Через 10 с источник ультразвуковых колебаний выключают и закрепление алмазных зерен на режущей поверхности зубоврачебного бора продолжают при помощи источника импульсного униполярного тока в течение 60 мин. Через 60 мин пористую корзину 3 с алмазными зернами 4 удаляют из гальванической ванны 1, не выключая источник униполярного импульсного тока, и включают источник ультразвуковых колебаний 8. Процесс ведут до необходимого заращивания алмазных зерен. Dental boron (GOST 22090-89) is installed in a basket 3 filled with diamond powder 4 to a depth of 5-7 mm, while simultaneously turning on a source of 10 pulsed unipolar current and a source of 8 ultrasonic vibrations. Ultrasonic vibrations with a frequency of 18-3000 kHz act on the electrolyte 2 and compact the diamond grains 4 around the cutting surface 7 of the dental bur 5, while the diamond grains are polarized and oriented according to the laws of electrostatics with pointed edges outward according to the laws of electrostatics. After 10 seconds, the source of ultrasonic vibrations is turned off and the fixing of diamond grains on the cutting surface of the dental bur is continued using a pulsed unipolar current source for 60 minutes. After 60 minutes, the porous basket 3 with diamond grains 4 is removed from the plating bath 1 without turning off the source of unipolar pulse current, and the source of ultrasonic vibrations is turned on 8. The process is continued until the diamond grains are overgrown.

Интервал частот 20-80 Гц определяется тем, что в этом интервале частот формируется совершенная аксиальная текстура, что приводит к повышению предела плотности и коррозионной стойкости покрытия за счет следующих факторов:
вследствие перераспределения в импульсе тока при повышении амплитуды парциальных скоростей разряда ионов никеля и водорода в пользу металла;
с сокращением паузы тока уменьшается степень выравнивания концентрации ионов гидроксония и сокращается продолжительность их разряда по реакции внутреннего электролиза;
при меньших значениях паузы тока снижается степень пассивирования поверхности катода посторонними примесями электролита.The frequency range of 20-80 Hz is determined by the fact that a perfect axial texture is formed in this frequency range, which leads to an increase in the density and corrosion resistance of the coating due to the following factors:
due to redistribution in the current pulse with increasing amplitude of the partial discharge velocities of nickel and hydrogen ions in favor of the metal;
with a reduction in the pause of the current, the degree of equalization of the concentration of hydroxonium ions decreases and the duration of their discharge by the reaction of internal electrolysis decreases;
at lower values of the current pause, the degree of passivation of the cathode surface with extraneous electrolyte impurities decreases.

Положительное действие перечисленных факторов выражается в увеличении от частоты и амплитуды парциальной плотности тока обмена реакции разряда ионов никеля, его выхода по току и снижении количества молекулярного водорода, выделяющегося в процессе электролиза. При частотах выше 80 Гц текстура менее совершенная, предел прочности уменьшается из-за роста кристаллов в материале. При частотах меньше 20 Гц покрытия сильно наводораживаются и значительно увеличиваются внутренние напряжения, что приводит к несовершенной аксиальной текстуре (см.таблицу). The positive effect of these factors is expressed in an increase in the frequency and amplitude of the partial current density of the exchange reaction of the discharge of nickel ions, its current efficiency and a decrease in the amount of molecular hydrogen released during electrolysis. At frequencies above 80 Hz, the texture is less perfect, the tensile strength decreases due to the growth of crystals in the material. At frequencies less than 20 Hz, the coatings are very hydrogenated and internal stresses increase significantly, which leads to an imperfect axial texture (see table).

В указанных пределах диапазона частот 18-3000 кГц интенсивность ультразвуковых колебаний, необходимая для возникновения кавитации, не меняется. За пределами указанного диапазона частот ультразвуковых колебаний ухудшаются условия возникновения акустической кавитации (см.таблицу), что значительно затрудняет вывод водорода из электролитической ванны и тем самым снижается качество покрытия инструмента, на котором образуется водородная пористость. Within the specified frequency range of 18-3000 kHz, the intensity of ultrasonic vibrations necessary for the occurrence of cavitation does not change. Outside the specified frequency range of ultrasonic vibrations, the conditions for the occurrence of acoustic cavitation are worsened (see table), which greatly complicates the removal of hydrogen from the electrolytic bath and thereby reduces the quality of the coating of the instrument on which hydrogen porosity is formed.

Таким образом, по сравнению с прототипом одновременное использование униполярного импульсного тока и ультразвуковых колебаний позволяет повысить скорость осаждения металла на абразив за счет уменьшения защелачивания прикатодного слоя, улучшить адгезию металла, уменьшить внутренние напряжения, повысить плотность укладки абразива и улучшить качество инструмента. Thus, in comparison with the prototype, the simultaneous use of unipolar pulsed current and ultrasonic vibrations can increase the deposition rate of the metal on the abrasive by reducing alkalization of the cathode layer, improve metal adhesion, reduce internal stresses, increase the abrasive packing density and improve tool quality.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, при котором на корпус инструмента осуществляют последовательное предварительное и окончательное заращивание абразивных зерен гальванической связкой, отличающийся тем, что перед предварительным заращиванием абразивных зерен производят их уплотнение посредством наложения ультразвуковых колебаний частотой 18-3000 кГц, при этом абразивные зерна одновременно в течение 10 с поляризуют и ориентируют импульсным униполярным током частотой 20-80 Гц длительностью импульсов 500-800 мкс, после чего снимают ультразвуковые колебания и импульсным униполярным током в течение 60 мин ведут предварительное закрепление абразивных зерен, а окончательное закрепление их производят при наложении на импульсный униполярный ток ультразвуковых колебаний частотой 18-3000 кГц. METHOD FOR PRODUCING AN ABRASIVE TOOL, in which a serial preliminary and final overgrowing of abrasive grains with a galvanic bunch is carried out on the tool body, characterized in that before the preliminary overgrowing of abrasive grains, they are densified by applying ultrasonic vibrations with a frequency of 18-3000 kHz, while the abrasive grains are simultaneously for 10 s polarize and orient with a pulsed unipolar current with a frequency of 20-80 Hz with a pulse duration of 500-800 μs, and then remove ultrasonic vibrations and pulsed unipolar current for 60 min pre-fixing the abrasive grains, and final fixing they produce when superimposed on the pulsed unipolar current of ultrasonic vibrations with a frequency of 18-3000 kHz.
SU5061165 1992-09-01 1992-09-01 Method of making the abrasive tool RU2043911C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5061165 RU2043911C1 (en) 1992-09-01 1992-09-01 Method of making the abrasive tool
UA94020612A UA5357C2 (en) 1992-09-01 1993-09-15 METHOD OF MANUFACTURING ABRASIVE TOOL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5061165 RU2043911C1 (en) 1992-09-01 1992-09-01 Method of making the abrasive tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2043911C1 true RU2043911C1 (en) 1995-09-20

Family

ID=21612761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5061165 RU2043911C1 (en) 1992-09-01 1992-09-01 Method of making the abrasive tool

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2043911C1 (en)
UA (1) UA5357C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2386907A (en) * 2002-03-27 2003-10-01 Isle Coat Ltd Forming ceramic coatings on metals and alloys

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Байкалов А.К. и др. Алмазный правящий инструмент на гальванической связке, Киев: Наукова думка, 1976, с. 22,48. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1234176 кл. B 24D 17/00, 1984. *
3. Авторское свидетельство СССР N 351689, кл. B 24D 17/00, 1970. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2386907A (en) * 2002-03-27 2003-10-01 Isle Coat Ltd Forming ceramic coatings on metals and alloys
US6896785B2 (en) 2002-03-27 2005-05-24 Isle Coat Limited Process and device for forming ceramic coatings on metals and alloys, and coatings produced by this process
GB2386907B (en) * 2002-03-27 2005-10-26 Isle Coat Ltd Process and device for forming ceramic coatings on metals and alloys, and coatings produced by this process

Also Published As

Publication number Publication date
UA5357C2 (en) 1994-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4021044C2 (en)
RU2043911C1 (en) Method of making the abrasive tool
JPS5891189A (en) Screen material, method and apparatus for producing same
CN1188088C (en) Method for producing prosthetic moulded parts for dental use and prosthetic moulded part
US3046204A (en) Method for making diamond tools
Kristof et al. Improved copper plating through the use of current pulsing & ultrasonic agitation
US3886053A (en) Programmable pulse electroplating process
JP3423702B2 (en) Metal plating method
RU2001132956A (en) Method and installation for galvanic deposition of nickel, cobalt, nickel alloys or cobalt alloys using periodic current pulses
WO2004055245A2 (en) Method for the deposition of an alloy on a substrate
JP2865188B2 (en) Abrasive coated wire tool manufacturing equipment
US4364802A (en) Scanning electrode vibration electrodeposition method
US1545942A (en) Electroplating
EP0185091A1 (en) Method for electrodeposition of metal and granular abrasive on a tool
RU2647723C1 (en) Method of diamond tool making
DE2727305A1 (en) Rod contg. fine silicon crystals - made by chemical vapour deposition and then zone melted to mfr. monocrystalline silicon rod
EP0847455A1 (en) Production of diamond dressers
SU1544846A1 (en) Method of electrolytic deposition of nickel coatings with titanium oxide inclusions
SU1328179A1 (en) Method of producing abrasive tool
RU2660434C2 (en) Method of manufacturing a diamond tool on a galvanical coupling with increased wear resistance, modified by carbon nanotubes
DE3842915C1 (en) Dental grinding tool and process for its production
SU482284A1 (en) Method of making diamond tools
SU1481272A1 (en) Method of applying composite diamond-containing coatings
RU2239548C2 (en) Method of manufacturing diamond tool
JPS63312996A (en) Method for electrodepositing amorphous alloy