RU2086394C1 - Abrasive mass for manufacture of polishing tool - Google Patents

Abrasive mass for manufacture of polishing tool Download PDF

Info

Publication number
RU2086394C1
RU2086394C1 RU94023684A RU94023684A RU2086394C1 RU 2086394 C1 RU2086394 C1 RU 2086394C1 RU 94023684 A RU94023684 A RU 94023684A RU 94023684 A RU94023684 A RU 94023684A RU 2086394 C1 RU2086394 C1 RU 2086394C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diamond
mass
copper
tool
tin
Prior art date
Application number
RU94023684A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94023684A (en
Inventor
Александр Михайлович Кошкин
Мария Викторовна Полякова
Сергей Васильевич Сохань
Original Assignee
Александр Михайлович Кошкин
Мария Викторовна Полякова
Сергей Васильевич Сохань
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 Александр Михайлович Кошкин, Мария Викторовна Полякова, Сергей Васильевич Сохань filed Critical Александр Михайлович Кошкин
Priority to RU94023684A priority Critical patent/RU2086394C1/en
Publication of RU94023684A publication Critical patent/RU94023684A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2086394C1 publication Critical patent/RU2086394C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: abrasive mass contains diamond, phenol-formaldehyde resin, tin, copper, high-melting point zirconium compound and solid lubricant. Volumetric content of powdered tin exceeds content of powdered copper by at least two times. Hexagonal boron nitride is introduced as solid lubricant. Mass components are taken in the following ratio, % by weight: phenol-formaldehyde resin 17-32; tin 22-33; copper 10-15; hexagonal boron nitride 1-10; high-melting point zirconium compound 3-7; diamond the balance. Abrasive mass may contain stabilized zirconium dioxide as high-melting point compound. EFFECT: increased efficiency and wider operational capabilities. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству полировального инструмента, который может быть использован при обработке вставок из поделочных или ювелирных камней, ситалла, стекла, например, силикатов. Как правило, полировку граней камней выполняют на медных притирах и только алмазными пастами. The invention relates to the production of a polishing tool that can be used in the processing of inserts from ornamental or jewelry stones, glass, glass, for example silicates. As a rule, polishing faces of stones is performed on copper lapping and only with diamond pastes.

Известны попытки использовать для ручной полировки алмазный полировальный инструмент на металлоорганической связке, который представляет собой алмазоносный композиционный материал, включающий помимо алмаза в основном порошки меди, олова, твердой смазки на основе полимерного связующего. Для полировки вставок камней размером 3 мм и менее в инструменте используется порошок алмаза зернистостью АСМ 3/2, для вставок размером более 3 мм АСМ 5/3. Порошок алмаза является одним из основных и неотъемлемых компонентов массы для изготовления полировального инструмента, используемого при обработке вставок из поделочных или ювелирных камней, ситалла, стекла, причем изменение концентрации алмаза существенным образом изменяет упруго-пластические свойства алмазоносного слоя инструмента и тем самым влияет на условия полирования вставок из материалов различной твердости. Attempts are known to use a diamond polishing tool with an organometallic bond for manual polishing, which is a diamond-bearing composite material including, in addition to diamond, mainly powders of copper, tin, and a solid lubricant based on a polymer binder. For polishing inserts of stones with a size of 3 mm or less, the tool uses diamond powder with a granularity of АСМ 3/2, for inserts larger than 3 mm АСМ 5/3. Diamond powder is one of the main and integral components of the mass for the manufacture of polishing tools used in the processing of inserts from ornamental or jewelry stones, glass, glass, and changing the concentration of diamond significantly changes the elastic-plastic properties of the diamond layer of the tool and thereby affects the polishing conditions inserts from materials of various hardness.

Для полировки вставок камней на полуавтоматических линиях фирмы "Люкс" (ФРГ) используется импортный алмазный инструмент производства ФРГ. При обработке на линии фирмы "Люкс" кассета с шестнадцатью обрабатываемыми вставками прижимается к полировальному инструменту с усилием около 40 H, обеспечивая необходимое для полировки упругое внедрение алмазных зерен в материал вставки. For polishing stone inserts on semi-automatic lines of the company "Lux" (Germany), imported diamond tools made in Germany are used. When processing on the line of the Lux company, a cassette with sixteen workable inserts is pressed against a polishing tool with a force of about 40 N, providing the necessary elastic polishing of diamond grains into the material of the insert.

Известны связки на основе фенолформальдегидных смол (а.с. N 545457, кл. B 24 D 3/34, 1977, бюл. N 5, а.с. N 751611, кл. B 24 D 3/34, 1980, бюл. N 28, а.с. N 844256, кл. B 24 D 3/34, 1981, бюл. N 25), содержащие металлические наполнители и твердые смазки, например графит, гексагональный нитрид бора, дисульфид молибдена или вольфрама, диселенид ниобия или вольфрама, йодистый кадмий, этоний и др. что улучшает антифрикционные свойства инструмента. Однако абразивный инструмент на таких связках непригоден для полировки неметаллических материалов, так как не обладает рациональным содержанием компонентов, а также достаточной прочностью удержания зерен абразива в связке, что снижает его стойкость и полирующую способность. Known ligaments based on phenol-formaldehyde resins (A.S. N 545457, CL B 24 D 3/34, 1977, bull. N 5, A.S. N 751611, CL B 24 D 3/34, 1980, bull. N 28, a.s. N 844256, CL B 24 D 3/34, 1981, bullion N 25) containing metal fillers and solid lubricants, for example graphite, hexagonal boron nitride, molybdenum or tungsten disulfide, niobium or tungsten dyslenide , cadmium iodide, etonium, etc. that improves the antifriction properties of the tool. However, an abrasive tool on such bundles is unsuitable for polishing non-metallic materials, since it does not have a rational content of components, as well as sufficient holding strength of the abrasive grains in the bundle, which reduces its resistance and polishing ability.

Известен способ повышения стойкости абразивного инструмента на бакелитовой связке, при котором в абразивную массу вводят порошок циркония, образующий высокопрочные окисные пленки, покрывающие абразивные зерна, и карбид циркония, способствующие в совокупности повышению износостойкости инструмента (а.с. N 630066, кл. B 24 D 3/34, 1978, бюл. N 40). Однако инструмент, изготовленный по такому способу, недостаточно пластичен и имеет низкую прочность удержания зерен абразива в связке. There is a method of increasing the resistance of an abrasive tool on a bakelite bond, in which zirconium powder is introduced into the abrasive mass, forming high-strength oxide films covering abrasive grains, and zirconium carbide, which together contribute to increasing the tool wear resistance (A.S. N 630066, class B 24 D 3/34, 1978, bull. N 40). However, a tool made by this method is not plastic enough and has a low holding strength of the abrasive grains in the bond.

Известна масса для изготовления алмазно-абразивного инструмента, включающая алмаз, фенолформальдегидную смолу, медь, олово и тугоплавкое соединение циркония, в качестве которого используется стабилизированная двуокись циркония (фианит) в виде порошка при следующем соотношении компонентов, об. фенолформальдегидная смола 20-40; медь 20-50; олово 10-30; стабилизированная двуокись циркония 7,5-25; алмаз остальное (а.с. N 1061978, кл. B 24 D 3/20, 1983, бюл. N 47). Алмазно-абразивный инструмент, изготовленный из известной массы, используют для ручной полировки вставок из фианита, поделочных или ювелирных камней. Анализ приведенного в формуле изобретения соотношения компонентов, а также данных, представленных в таблице на стр. 2 его описания, показывает, что содержание порошка алмаза в массе по аналогу изменяется в пределах 6,25-42,5 об. Действительно, если в соответствии с данными таблицы нижний предел содержания алмаза составляет 6,25 об. а из формулы изобретения следует, что сумма нижних пределов остальных компонентов массы составляет 63,75 об. то верхний предел содержания алмаза в массе не должен превышать (100-63,75) + 6,25 42,5 об. Known mass for the manufacture of diamond-abrasive tools, including diamond, phenol-formaldehyde resin, copper, tin and a refractory zirconium compound, which is used as stabilized zirconia (cubic zirconia) in the form of a powder in the following ratio of components, vol. phenol formaldehyde resin 20-40; copper 20-50; tin 10-30; stabilized zirconia 7.5-25; the rest diamond (A.S. N 1061978, class B 24 D 3/20, 1983, bull. N 47). A diamond-abrasive tool made from a well-known mass is used to manually polish inserts from cubic zirconia, ornamental or jewelry stones. The analysis of the ratio of components given in the claims, as well as the data presented in the table on page 2 of its description, shows that the content of diamond powder in the mass by analogy varies between 6.25-42.5 vol. Indeed, if, in accordance with the table, the lower limit of the diamond content is 6.25 vol. and from the claims it follows that the sum of the lower limits of the remaining components of the mass is 63.75 vol. then the upper limit of the diamond content in the mass should not exceed (100-63.75) + 6.25 42.5 vol.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является масса, включающая алмаз и известную связку для изготовления абразивного инструмента, в состав которой входят фенолформальдегидная смола, медь, олово, бор, тугоплавкое соединение циркония, в качестве которого используется диборид циркония, и твердую смазку, в качестве которой используется селенид кадмия, при следующем соотношении компонентов, вес. фенолформальдегидная смола 8-11; медь 45-50; олово 28-32; селенид кадмия 3-10; диборид циркония 2-5; бор 1-5 [1] В алмазоносном слое с концентрацией алмаза 6,25-42,5 об. соотношение компонентов известной связки составляет, об. фенолформальдегидная смола 16,5-35,5; медь 16,5-23; олово 13,5-22,5; селенид кадмия 2-8,5; диборид циркония 1-3; бор 2-7,5. Инструмент на такой связке имеет высокую износостойкость в условиях резания труднообрабатываемых материалов, например твердых сплавов, с малым пятном контакта. Closest to the claimed technical solution is the mass, including diamond and a known binder for the manufacture of abrasive tools, which include phenol-formaldehyde resin, copper, tin, boron, a refractory zirconium compound, which is used as zirconium diboride, and a solid lubricant, which cadmium selenide is used, in the following ratio of components, weight. phenol formaldehyde resin 8-11; copper 45-50; tin 28-32; cadmium selenide 3-10; zirconium diboride 2-5; boron 1-5 [1] In the diamondiferous layer with a diamond concentration of 6.25-42.5 vol. the ratio of the components of the known ligament is about. phenol formaldehyde resin 16.5-35.5; copper 16.5-23; tin 13.5-22.5; cadmium selenide 2-8.5; zirconium diboride 1-3; boron 2-7.5. A tool with such a bond has high wear resistance under conditions of cutting hard materials, for example, hard alloys, with a small contact spot.

В приведенных составах известных алмазо-абразивных инструментов (аналога и прототипа) присутствует тугоплавкое соединение циркония, а именно: либо диборид циркония, либо стабилизированная двуокись циркония (фианит) в виде порошка, весьма сходные по своим физико-механическим свойствам. Плотность ZrB2 составляет 5,81 г/см3, ZrO, 5,7 г/см3; температура плавления соответственно 2200 и 2700oC; модуль Юнга 495,8 и 185,4 ГПа; коэффициент Пуассона 0,12 и 0,29. Присутствие тугоплавкого соединения циркония оказывает поверхностно-активное воздействие и способствует размягчению тонких поверхностных слоев обрабатываемого материала, тем самым повышая качество и производительность обработки.The compositions of known diamond-abrasive tools (analogue and prototype) contain a refractory zirconium compound, namely: either zirconium diboride or stabilized zirconia (cubic zirconia) in the form of a powder, very similar in their physical and mechanical properties. The density of ZrB 2 is 5.81 g / cm 3 , ZrO, 5.7 g / cm 3 ; melting point, respectively 2200 and 2700 o C; Young's modulus of 495.8 and 185.4 GPa; Poisson's ratio of 0.12 and 0.29. The presence of the refractory zirconium compound has a surface-active effect and contributes to the softening of the thin surface layers of the processed material, thereby increasing the quality and productivity of processing.

Как известно, поверхность алмазно-абразивного инструмента для полировки вставок камней предварительно "укатывают", т.е. пластически деформируют его поверхностный слой плоской или сферической вставкой через алмазосодержащую жидкую прослойку, добиваясь большей плотности его поверхностного слоя и отсутствия чрезмерно выступающих из связки зерен алмаза. Однако, при скольжении плоского жесткого штампа, которым является вставка, прижимаемая к инструменту, пластическое деформирование поверхности алмазного слоя приводит к образованию тонкого, так называемого труктурированного, приповерхностного слоя, для которого характерно упрочнение, т.е. повышение микротвердости, медной составляющей (занимающей до 20-50% объема) выходящих на поверхность инструмента частиц порошка меди (t пл 1083oC). Это упрочнение не может быть релаксировано температурными импульсами в зоне контакта со вставкой, не превышающими 180-200oC. Эффект упрочнения медной составляющей не способствует созданию условий для шаржирования структурированного слоя выпавшими из связки и находящимися в незакрепленном состоянии между инструментом и вставкой алмазными зернами, а также продуктами диспергирования материала вставки, что не способствует полированию вставки и снижает качество обработки. На практике это означает, что из-за относительно жесткой заделки алмазных зерен в связке такой инструмент пригоден только для полирования вставок из кристаллических материалов твердостью в пределах 7,5 8 единиц по шкале Мооса, например граната, фианита, циркона, сиокса и др. В то же время вставки из относительно мягких материалов, в том числе и с аморфной структурой типа хрусталя, ситалла, стекол-полухрусталей и НГГ трудно поддаются полировке: получается либо матовая поверхность граней (гранит, стекла-полухрустали), либо недополированная поверхность граней, то есть имеет место недостаточно выраженный блеск, характерный для полностью полированных граней (у хризолита и НГГ).As you know, the surface of a diamond-abrasive tool for polishing stone inserts is pre-rolled, i.e. plastically deform its surface layer with a flat or spherical insert through a diamond-containing liquid layer, achieving a higher density of its surface layer and the absence of diamond grains excessively protruding from the bundle. However, when sliding a flat hard stamp, which is an insert pressed to the tool, plastic deformation of the surface of the diamond layer leads to the formation of a thin, so-called structured, surface layer, which is characterized by hardening, i.e. increase in microhardness, the copper component (occupying up to 20-50% of the volume) of copper powder particles emerging on the surface of the tool (t PL 1083 o C). This hardening cannot be relaxed by temperature pulses in the contact zone with the insert, not exceeding 180-200 o C. The hardening effect of the copper component does not contribute to the creation of conditions for the sharpening of the structured layer of the diamond grains that have fallen out of the bond and are in an loose state between the tool and the insert, and also dispersion products of the material of the insert, which does not contribute to polishing the insert and reduces the quality of processing. In practice, this means that due to the relatively tight embedding of diamond grains in the bond, such a tool is only suitable for polishing inserts of crystalline materials with a hardness within 7.5–8 units on the Mohs scale, for example, garnet, cubic zirconia, zircon, siox, etc. At the same time, inserts made of relatively soft materials, including those with an amorphous structure such as crystal, glass, glass, semi-crystal and NGG, are difficult to polish: either a matte surface of the faces (granite, glass-semi-crystal) or an unpolished surface is obtained the surface of the faces, that is, there is an insufficiently pronounced gloss characteristic of fully polished faces (in chrysolite and NGG).

Таким образом, при полировании встык средней и низкой твердости, преимущественно из силикатов, известный инструмент (по аналогу и по прототипу) недостаточно податлив и не имеет полирующих свойств, хотя и обладает приемлемыми режущими свойствами. Thus, when polishing end-to-end with medium and low hardness, mainly from silicates, the known tool (by analogy and prototype) is not pliable enough and does not have polishing properties, although it has acceptable cutting properties.

Кроме того, использование селенида кадмия в качестве смазки при изготовления полированных инструментов, требующих нагрева прессуемой массы для полимеризации фенольного связующего, запрещено в настоящее время из-за высокой токсичности газообразных выделений, в которых присутствуют соединения селена (предельно допустимая концентрация (ПДК) для окиси селена составляет 0,1 мг/м3 и особенно кадмия (ПДК для содержащих Cd люминофоров по Cd - 0,1мг/м3, см. книгу "Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей". Изд. 7-е, пер. и доп. В 3-х томах. Т3. "Неорганические и элементоорганические соединения". Под ред. Н.В.Лазарева и И.Д.Гадосиной Л. Химия, 1977, 608с.).In addition, the use of cadmium selenide as a lubricant in the manufacture of polished tools that require heating of the pressed mass for the polymerization of a phenolic binder is currently prohibited due to the high toxicity of gaseous emissions in which selenium compounds are present (maximum permissible concentration (MPC) for selenium oxide is 0.1 mg / m 3 and especially cadmium (MPC for Cd-containing phosphors according to Cd is 0.1 mg / m 3 , see the book "Harmful substances in industry. A reference for chemists, engineers and doctors." Edition 7th , P er. and supplementary in 3 volumes, T3. "Inorganic and Organoelement Compounds. Edited by N.V. Lazarev and I. D. Gadosina L. Chemistry, 1977, 608 pp.).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является поиск такого сочетания компонентов абразивной массы и изменения их процентного содержания, при которых обеспечиваются условия для шаржирования структурированного поверхностного слоя инструмента выпавшими из связки и находящимися в незакрепленном состоянии в зазоре между инструментом и вставкой алмазными зернами, а также продуктами диспергирования материала вставки при общем снижении токсичности массы. The problem to which the present invention is directed is to search for such a combination of abrasive mass components and changes in their percentage, under which conditions are provided for sharpening the structured surface layer of the tool that has fallen out of the bundle and is in an loose state in the gap between the tool and the insert with diamond grains, and also dispersion products of the insert material with a general reduction in mass toxicity.

Для решения поставленной задачи в абразивную массу для изготовления полированного инструмента, включающую алмаз и известную связку, содержащую фенолформальдегидную смолу, олово, медь, тугоплавкое соединение циркония и твердую смазку, согласно изобретению, в качестве твердой смазки введен гексагональный нитрид бора, а компоненты взяты в следующем соотношении, об. фенолформальдегидная смола 17-31; олово 22-33; медь 10-15; гексагональный нитрид бора 1-5; диборид циркония 2-7; алмаз остальное. Кроме того, в качестве тугоплавкого соединения циркония масса может содержать двуокись циркония. To solve this problem, in an abrasive mass for the manufacture of a polished tool, including diamond and a known binder containing phenol-formaldehyde resin, tin, copper, a refractory zirconium compound and a solid lubricant according to the invention, hexagonal boron nitride is introduced as a solid lubricant, and the components are taken in the following ratio, about. phenol formaldehyde resin 17-31; tin 22-33; copper 10-15; hexagonal boron nitride 1-5; zirconium diboride 2-7; the diamond is the rest. In addition, the mass may contain zirconia as a refractory zirconium compound.

Соответствие изобретения критерию изобретательский уровень докажем следующим образом. Как показывает соотношение компонентов абразивных масс в известных и заявляемом решении, площадь поверхности алмазоносного слоя инструмента, занимаемая наполнителем, остается примерно неизменной: 60-80% у аналога; 65-84 у прототипа; (68-83)% у инструмента из заявляемой массы. Если в известных решениях соотношение площадей, занимаемых наиболее крупными составляющими наполнителя оловянной и медной, колеблется в пределах 0,2-1,5, то в заявляемом решении это соотношение составляет 2,0-3,3. Увеличение соотношения порошков олова и меди, во-первых, пропорционально снижает эффект повышения микротвердости "структурированного" слоя, обусловленный деформационным упрочнением его медной составляющей, и во-вторых, создает качественно новые условия для упруго-пластического внедрения в поверхность алмазоносного слоя и удержания в нем алмазных зерен, а также частиц диспергированного материала, что благоприятно сказывается при полировании вставок относительно невысокой твердости. Действительно, упруго-пластические свойства инструмента, изготовленного из известных масс (по аналогу и прототипу) и из заявляемой, а именно динамический модуль упругости (Юнга), исследовали на динамико-механическом анализаторе мод. 981 (DMA-981), входящем в состав термоанализатора мод. TA-1090 фирмы "DuPont". Для исследования изготовили образцы в виде алмазоносных брусков размерами 7х25х1 мм, причем модуль Юнга измеряли в интервале температур от комнатной до 160oC. На основании известной в области решения контактных задач формулы для расчета осадки плоского жесткого штампа в упругое полупространство (Расчет на прочность деталей машин. Справочник/И. А.Биргер и др. 3-е изд. пер. и доп.-М.Машиностроение, 1979, 702с.) оценивали величину упругого внедрения алмазного зерна в материал вставки по отношению к величине его внедрения в материал инструмента:

Figure 00000001

где Eи, νи Eв, νв соответственно модуль Юнга и коэффициент Пуассона алмазосодержащего слоя инструмента и вставки;и,в - величина упругого внедрения алмазного зерна соответственно в материал инструмента и вставки. Изменение полученных значений упругих постоянно (модуля Юнга и коэффициента Пуассона) материала инструмента, приготовленного из известной массы (по аналогу и по прототипу) и согласно предлагаемому изобретению, а также отношение величин упругого внедрения алмазного зерна в материалы фианита (твердостью 7,5 ед. по шкале Мооса), кварца и стекла (твердостью соответственно 7 и 6,5 ед. по шкале Мооса) к величине его внедрения в материал инструмента в зависимости от повышения концентрации алмаза представлены в табл.1.The compliance of the invention with the criterion of inventive step is proved as follows. As the ratio of the components of the abrasive masses in the known and claimed solution shows, the surface area of the diamond layer of the tool occupied by the filler remains approximately unchanged: 60-80% of the analogue; 65-84 of the prototype; (68-83)% of the instrument of the claimed mass. If in the known solutions the ratio of the areas occupied by the largest components of the tin and copper filler ranges from 0.2-1.5, then in the claimed solution this ratio is 2.0-3.3. An increase in the ratio of tin and copper powders, firstly, proportionally reduces the effect of increasing the microhardness of the “structured” layer due to strain hardening of its copper component, and secondly, it creates qualitatively new conditions for the elastic-plastic penetration and retention of the diamondiferous layer in the surface diamond grains, as well as particles of dispersed material, which favorably affects polishing of inserts of relatively low hardness. Indeed, the elastic-plastic properties of a tool made of known masses (by analogy and prototype) and of the claimed one, namely, the dynamic elastic modulus (Young), were studied using a dynamic-mechanical mode analyzer. 981 (DMA-981), which is part of the thermal analyzer mod. TA-1090 from DuPont. For the study, samples were made in the form of diamondiferous bars with dimensions of 7x25x1 mm, and the Young's modulus was measured in the temperature range from room temperature to 160 o C. Based on the formula known in the field of solving contact problems for calculating the precipitation of a flat hard stamp in an elastic half-space (Strength calculation of machine parts Reference book / I. A. Birger et al. 3rd ed. Per. And add. M.Mashinostroenie, 1979, 702 pp.) Estimated the value of elastic incorporation of diamond grain into the insert material in relation to the value of its incorporation into the tool material:
Figure 00000001

where E and , ν and E in , ν in, respectively, Young's modulus and Poisson's ratio of the diamond-containing layer of the tool and the insert; and, c - the value of the elastic penetration of diamond grains, respectively, in the material of the tool and insert. Changing the obtained elastic values constantly (Young's modulus and Poisson's ratio) of the tool material prepared from a known mass (similar and prototype) and according to the invention, as well as the ratio of the values of the elastic penetration of diamond grains into cubic zirconia materials (hardness 7.5 units Mohs scale), quartz and glass (hardness 7 and 6.5, respectively, on the Mohs scale) to the value of its incorporation into the tool material, depending on the increase in diamond concentration, are presented in Table 1.

Результаты экспериментов показывают, что у изготовленного из заявляемой массы инструмента величина относительно внедрения алмазного зерна в материал вставки из стекла уменьшается в 2-2,2 раза по сравнению с инструментом по аналогу и в 1,4-1,6 раза по сравнению с инструментом по прототипу. При обработке вставки из кварца эта величина уменьшается соответственно в 2,2-2,6 и 1,6-1,7 раза. Таким образом, инструмент из заявляемой массы достаточно пластичен для того, чтобы обеспечить, во-первых, большую, чем у известных инструментов, локальную податливость зерна в связке, снижая вероятность появления царапин на полируемой грани, и, во-вторых, прилегание поверхности алмазоносного слоя за счет его более высокой пластичности к полируемой грани, исключая "завалы" (сглаживание) ребер, что создает качественно новые сигналы условия для полирования указанных материалов. The results of the experiments show that for a tool made from the inventive mass, the value relative to the incorporation of diamond grains into the material of the glass insert is reduced by 2-2.2 times compared to a similar tool and 1.4-1.6 times compared to a tool prototype. When processing an insert made of quartz, this value decreases by 2.2–2.6 and 1.6–1.7 times, respectively. Thus, the tool of the claimed mass is plastic enough to provide, firstly, greater than that of known tools, local flexibility of the grain in the bundle, reducing the likelihood of scratches on the polished face, and, secondly, the abutment of the surface of the diamondiferous layer due to its higher plasticity to the polished face, excluding "blockages" (smoothing) of the ribs, which creates a qualitatively new signal conditions for polishing these materials.

Из заявляемой абразивной массы изготавливают полировальный инструмент, например круги формы 6А2. С этой целью массу, состоящую из перечисленных в формуле изобретения компонентов, кроме алмаза, получают смешиванием сухих порошков в смесителе типа "пьяная бочка", обеспечивающем равномерное распределение частиц компонентов в объеме массы, а затем перетирают вместе с микропорошком алмаза через сита с размером ячейки 60 мкм. Полученную абразивную массу засыпают в пресс-форму и затем подвергают формированию при нагреве до температуры 180oC под давлением 800-1000 кГ/см2.A polishing tool is made from the inventive abrasive mass, for example, circles of form 6A2. To this end, a mass consisting of the components listed in the claims, in addition to diamond, is obtained by mixing dry powders in a drunk barrel mixer, which ensures uniform distribution of component particles in the mass volume, and then grind together with diamond micropowder through sieves with a mesh size of 60 microns. The resulting abrasive mass is poured into the mold and then subjected to formation when heated to a temperature of 180 o C under a pressure of 800-1000 kg / cm 2 .

Пример. Изготовили полировальный круг формы 6А2 с наружным диаметром 140 мм, шириной и высотой абразивосодержащего слоя соответственно 35 и 2 мм, для чего приготовили заявляемую массу при следующем содержании компонентов, об. фенолформальдегидная смола 24,5% медь 12,5% олово 27,5% гексагональный нитрид бора 4,5% диборид циркония 5% алмаз 25% В качестве абразива использовали алмазный порошок АСМ 5/3. Круг испытали на станке ССД-2 на операции полировки вставок размером 1, 3, 4 мм из синтетического граната, фианита, а также полухрусталя. В частности, вставка диаметром 4 мм, например из фианита по ТУ 25-11.879-78, имеет 8-угольную площадку, характеризуемую диаметром описанной окружности 2 мм и площадью около 3,14 мм2, а также 16 граней верха площадью приблизительно 0,85 мм2, и 24 грани низа площадью около 1,28 мм2. Режим испытаний: скорость вращения круга 1500 об/мин, прижим обрабатываемого изделия к кругу и радиальное перемещение его по абразивосодержащему слою осуществляли за счет ручной подачи квадранта с закрепленной в нем вставкой,СОЖ вода. Кроме того, были изготовлены инструменты из заявляемой массы, содержащие граничные значения компонентов совокупности, при выходе за граничные значения компонентов, а также при замене доборида циркония на двуокись циркония с учетом соотношения их упруго-пластических свойств. При тех же условиях были изготовлены инструмент по аналогу и по прототипу. Состав полировальных инструментов и результаты испытаний приведены в табл.2. При испытаниях установлено также, что в зависимости от изменения площади обрабатываемой грани концентрации алмаза в инструменте, в основном в пределах от 50 до 150% решающим образом влияет на показатели процесса: 50%-ную концентрацию алмаза лучше всего использовать для полирования граней площадью 0,5-1,0 мм2; 75%-ную для полирования граней площадью 1,0-3,0 мм2; 100%-ную для полирования граней площадью 3,0-5,0 мм2 и 150%-ную для полирования граней площадью свыше 5,0 мм2.Example. A polishing wheel of form 6A2 was made with an outer diameter of 140 mm, the width and height of the abrasive-containing layer, respectively, 35 and 2 mm, for which the inventive mass was prepared with the following content of components, vol. phenol formaldehyde resin 24.5% copper 12.5% tin 27.5% hexagonal boron nitride 4.5% zirconium diboride 5% diamond 25% ASM 5/3 diamond powder was used as an abrasive. The circle was tested on an SSD-2 machine for polishing inserts of 1, 3, 4 mm in size from synthetic garnet, cubic zirconia, and also semi-crystal. In particular, an insert with a diameter of 4 mm, for example of cubic zirconia according to TU 25-11.879-78, has an octagonal pad characterized by a diameter of the circumscribed circle of 2 mm and an area of about 3.14 mm 2 , as well as 16 top faces with an area of approximately 0.85 mm 2 , and 24 faces of the bottom with an area of about 1.28 mm 2 . Test mode: circle rotation speed of 1500 rpm, the workpiece was pressed against the circle and its radial movement along the abrasive-containing layer was carried out by manually feeding a quadrant with an insert fixed in it, coolant water. In addition, tools were made from the inventive mass containing the boundary values of the components of the population, when going beyond the boundary values of the components, as well as when replacing zirconium doboride with zirconia, taking into account the ratio of their elastic-plastic properties. Under the same conditions, a tool was made by analogy and by prototype. The composition of the polishing tools and the test results are given in table.2. The tests also established that, depending on the change in the area of the processed face, the concentration of diamond in the tool, mainly in the range from 50 to 150%, decisively affects the process indicators: a 50% concentration of diamond is best used for polishing facets with an area of 0.5 -1.0 mm 2 ; 75% for polishing faces with an area of 1.0-3.0 mm 2 ; 100% for polishing faces with an area of 3.0-5.0 mm 2 and 150% for polishing faces with an area of more than 5.0 mm 2 .

Анализ данных табл.2 свидетельствует о повышении полирующей способности инструмента, выражающейся в снижении шероховатости полированной поверхности силикатов в 2,5-4 раза, при снижении продолжительности их обработки на 20-30% по сравнению с инструментом по прототипу и по аналогу. The analysis of the data in Table 2 indicates an increase in the polishing ability of the tool, expressed in a decrease in the roughness of the polished surface of silicates by 2.5-4 times, with a decrease in the duration of their processing by 20-30% compared to the prototype and similar tools.

Использование полировального инструмента, изготовленного из заявляемой массы, позволяет значительно расширить номенклатуру обрабатываемых материалов твердостью в диапазоне от 6 до 8 ед. по шкале Мооса, в том числе и на полуавтоматических линиях для огранки камней фирмы "Люкс" (ФРГ) при использовании комплекта, состоящего всего лишь из 3-х инструментов с концентрацией алмаза 50, 75, и 100% Кроме того, повышение концентрации алмаза свыше 100% открывает возможности для ручной полировки вставок из корунда, твердость которого составляет 8,5 ед. по шкале Мооса. The use of a polishing tool made of the inventive mass, can significantly expand the range of processed materials with hardness in the range from 6 to 8 units. on the Mohs scale, including on semi-automatic stone cutting lines of Lux firm (Germany) when using a kit consisting of only 3 tools with a diamond concentration of 50, 75, and 100%. In addition, increasing the diamond concentration above 100% opens up opportunities for manual polishing of corundum inserts, the hardness of which is 8.5 units. on the Mohs scale.

Claims (1)

1. Абразивная масса для изготовления полировального инструмента, включающая алмаз, фенолформальдегидную смолу, олово, медь, тугоплавкое соединение циркония и твердую смазку, отличающаяся тем, что в массе объемное содержание олова не менее чем в два раза превышает содержание меди, причем в качестве твердой смазки в нее введен гексагональный нитрид бора, а компоненты массы выбраны в следующем соотношении, об. 1. An abrasive mass for the manufacture of a polishing tool, including diamond, phenol-formaldehyde resin, tin, copper, a refractory zirconium compound and solid lubricant, characterized in that the mass content of tin is not less than two times the copper content, moreover, as a solid lubricant hexagonal boron nitride is introduced into it, and the mass components are selected in the following ratio, vol. Фенолформальдегидная смола 17 32
Олово 22 33
Медь 10 15
Гексагональный нитрид бора 1 10
Тугоплавкое соединение циркония 3 7
Алмаз Остальное
2. Масса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве тугоплавкого соединения циркония выбрана стабилизированная двуокись циркония.
Phenol formaldehyde resin 17 32
Tin 22 33
Copper 10 15
Hexagonal boron nitride 1 10
Refractory compound of zirconium 3 7
Diamond Else
2. The mass according to claim 1, characterized in that stabilized zirconia is selected as the refractory zirconium compound.
RU94023684A 1994-06-22 1994-06-22 Abrasive mass for manufacture of polishing tool RU2086394C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94023684A RU2086394C1 (en) 1994-06-22 1994-06-22 Abrasive mass for manufacture of polishing tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94023684A RU2086394C1 (en) 1994-06-22 1994-06-22 Abrasive mass for manufacture of polishing tool

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94023684A RU94023684A (en) 1996-02-20
RU2086394C1 true RU2086394C1 (en) 1997-08-10

Family

ID=20157587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94023684A RU2086394C1 (en) 1994-06-22 1994-06-22 Abrasive mass for manufacture of polishing tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2086394C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676125C2 (en) * 2017-06-09 2018-12-26 Александр Анатольевич Шматов Method of diamond tools hardening

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 593907, кл. B 24 D 3/34, 1978. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676125C2 (en) * 2017-06-09 2018-12-26 Александр Анатольевич Шматов Method of diamond tools hardening

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8894731B2 (en) Abrasive processing of hard and /or brittle materials
Malkin et al. Grinding technology: theory and application of machining with abrasives
KR960008726B1 (en) Method for production of high-pressure phase sintered article of boron nitride for use in cutting tool and sintered article produced thereby
KR101269498B1 (en) Abrasive slicing tool for electronics industry
DE69917965T2 (en) Method for grinding precision components
US6478832B2 (en) Grinding stone, process for its production and grinding method employing it
FR2891486A1 (en) Bonded abrasive tool for grinding finishing of metal workpiece, comprises filamentary sol-gel alumina abrasive grain having specific length-to-cross sectional width aspect ratio and agglomerated abrasive grain granules
JP3623740B2 (en) A thin whetstone bonded rigidly
US9663371B2 (en) Polycrystalline diamond body, cutting tool, wear-resistant tool, grinding tool, and method for producing polycrystalline diamond body
US5366526A (en) Method of abrading with boron suboxide (BxO) and the boron suboxide (BxO) articles and composition used
US5456735A (en) Method of abrading with boron suboxide (BxO) and the boron suboxide (BxO) articles and composition used
US3925035A (en) Graphite containing metal bonded diamond abrasive wheels
KR20150138302A (en) Pcbn material, method for making same, tools comprising same and method of using same
JP6687231B2 (en) Polishing tool, method for manufacturing the same, and method for manufacturing an abrasive
RU2086394C1 (en) Abrasive mass for manufacture of polishing tool
JP2003136410A (en) Super-abrasive grains vitrified bond grinding wheel
US20230035663A1 (en) Sintered polycrystalline cubic boron nitride material
JP2861487B2 (en) High hardness sintered cutting tool
JP2971203B2 (en) Sintered materials for tools
JPH0912328A (en) Wheel cutter and its production
JP2634235B2 (en) Sintered materials for tools
JPS60186376A (en) Abrasive molded body
Pai A fundamental study of the diamond sawing of rock
JPS5894965A (en) Composite lapping tool
JP2691049B2 (en) Sintered materials for tools