RU2104856C1

RU2104856C1 - Method for producing abrasive tools

Info

Publication number: RU2104856C1
Application number: RU96116429A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Бербенцев; Е.Н. Яковлев
Original assignee: Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина РАН
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: this can be used in producing abrasive tools in the form of rods or wire of small cross-section for treating hard materials. According to method, blank with hollow space filled with abrasive grains and reinforcing aggregate parts is placed in high-pressure container, heated there, and is extruded through orifice of die in the form of rod, then rod is cooled down. Used as material of body and aggregate parts are high-tensile alloys, and used as high-pressure medium are inert gases. Extruding zone is heated up to 800-1200 C with ensured degree of deformation exceeding 70%. Various versions of thus produced abrasive tools are possible. EFFECT: higher efficiency. 6 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области изготовления абразивного, в том числе алмазного инструмента преимущественно в виде тонких стержней и проволоки и может быть использовано при обработке высокотвердых материалов резанием, сверлением, шлифованием и т. п. The invention relates to the manufacture of abrasive tools, including diamond tools, mainly in the form of thin rods and wire and can be used in the processing of high hard materials by cutting, drilling, grinding, etc.

Известен способ изготовления проволочного инструмента с поверхностным покрытием сверхтвердым материалом (СТМ) (Коровинский В.А. "Изготовление инструмента проволочного с алмазным покрытием и его применение в металлообработке", Экспрессинформ. Фрунзе, КиргизНИИТИ, 1988), согласно которому на поверхность прочной проволоки наносят и закрепляют слой зерен СТМ гальваническим путем. Однако гальванический способ не дает достаточно прочного закрепления зерен абразива на металлической основе. A known method of manufacturing a wire tool with a surface coating with a superhard material (STM) (Korovinsky VA "Production of a wire tool with a diamond coating and its use in metalworking", Expressinform. Frunze, KirghizNIITI, 1988), according to which a wire is applied and fix the layer of STM grains galvanically. However, the galvanic method does not provide sufficiently strong fixing of abrasive grains on a metal base.

Известен способ изготовления абразивного инструмента стержневой формы (пат. Японии N 332352, кл. 10 A 61, 1964 ), в котором на стержень круглого сечения поочередно надевают шайбы из мягкого металла и спеченные алмазные шайбы, стержень в сборе с шайбами устанавливают в трубку из пластического металла, после чего заготовку экструдируют или протягивают через фильеру. A known method of manufacturing a rod-shaped abrasive tool (US Pat. Japan N 332352, class 10 A 61, 1964), in which washers of soft metal and sintered diamond washers are alternately put on a round rod, the rod assembly with washers installed in a plastic tube metal, after which the preform is extruded or pulled through a die.

Изготовить качественный инструмент этим способом весьма сложно, так как в процессе экструзии шайбы сильно деформируются, в результате чего нарушается исходное расположение алмазоносных и безалмазоносных слоев. Кроме того, закрепление алмазных зерен в мягком пластичном металле является недостаточно прочным. It is very difficult to make a high-quality tool in this way, since the washers are strongly deformed during the extrusion process, as a result of which the initial arrangement of diamond-bearing and diamond-free layers is disrupted. In addition, the fixing of diamond grains in a soft ductile metal is not strong enough.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изготовления абразивного инструмента /пат. США N 3694177, кл. B 24 D 3/00, 25.09.82/, включающий получение металлической заготовки из металлу выбранного из группы: медь, железо, молибден, вольфрам, олово; причем эта заготовка имеет, по меньшей мере, одну внутреннюю полость, заполненную абразивным наполнителем, выбранным из группы: алмаз, кубический нитрид бора, смесь алмаза с металлическим порошком. Полости снаружи закрыты крышками. Такую заготовку помещают в закрытую камеру, имеющую экструзивные отверстия. Камеру заполняют жидкой средой, создают давление до 17000 кг/см² для осуществления экструзии через упомянутое отверстие. Проводят деформацию до указанной наружной конфигурации с последующим удалением части наружной поверхности с целью обнажения абразива. Температура экструзии от 300 до 1100^oC.The closest technical solution to the proposed is a method of manufacturing an abrasive tool / US Pat. U.S. N 3694177, CL B 24 D 3/00, 25.09.82 /, including obtaining a metal billet from a metal selected from the group: copper, iron, molybdenum, tungsten, tin; moreover, this preform has at least one internal cavity filled with an abrasive filler selected from the group: diamond, cubic boron nitride, a mixture of diamond with metal powder. The cavities on the outside are covered with covers. Such a preform is placed in a closed chamber having extrusion holes. The chamber is filled with a liquid medium, a pressure of up to 17,000 kg / cm ^{2 is created} to effect extrusion through the aforementioned hole. Deformation is carried out to the specified external configuration, followed by removal of part of the external surface in order to expose the abrasive. The extrusion temperature from 300 to 1100 ^o C.

Недостатками этого способа являются: недостаточно прочная металлическая основа заготовок, а следовательно, и получаемых стержней, скоростная и температурная неустойчивость процесса экструзии заготовок средами высокого давления большой сжимаемости, низкая вероятность сохранения алмазных зерен при большой длительности их нахождения при низких температурах. The disadvantages of this method are: insufficiently strong metal base of the workpieces, and consequently of the resulting rods, speed and temperature instability of the process of extrusion of the workpieces by high-pressure medium with high compressibility, low probability of preservation of diamond grains with a long residence time at low temperatures.

Задачей предлагаемого изобретения является получение стержневого алмазного и абразивного инструмента, имеющего высокопрочную металлическую основу с прочно закрепленным в ней абразивными зернами, в частности зернами алмаза, достижение температурно-скоростной устойчивости и управляемости процесса экструзии, максимального сохранения алмазных зерен в процессе их нагрева и деформации заготовки, получение новых видов алмазного инструмента. The objective of the invention is to obtain a core diamond and abrasive tool having a high-strength metal base with abrasive grains firmly fixed in it, in particular diamond grains, achieving temperature and temperature stability and controllability of the extrusion process, maximum preservation of diamond grains during heating and deformation of the workpiece, obtaining new types of diamond tools.

Решение поставленной задачи достигается тем, что полость герметичного цилиндрического корпуса большой длины, выполненного из высокопрочного сплава, заполняют абразивными зернами и наполнителем из высокопрочного сплава. После чего указанный корпус помещают в контейнер высокого давления, снабженный матрицей с отверстием, нагревают, выдавливают в виде стержня через отверстия и охлаждают. При этом в качестве среды высокого давления используют инертные газы, а зону выдавливания нагревают до температуры 800-1200^oC из условия обеспечения стенки деформации более 70%.The solution to this problem is achieved by the fact that the cavity of a sealed cylindrical body of large length, made of high strength alloy, is filled with abrasive grains and a filler of high strength alloy. After that, the specified body is placed in a high-pressure container equipped with a matrix with a hole, heated, squeezed out in the form of a rod through the holes and cooled. In this case, inert gases are used as the high-pressure medium, and the extrusion zone is heated to a temperature of 800-1200 ^o C from the condition of providing a deformation wall of more than 70%.

Использование инертных газов в качестве сред высокого давления позволяет осуществить безокислительный нагрев и деформацию при высоких температурах высокопрочных металлов и сплавов, в частности сталей и титановых сплавов с большими степенями деформации. Во время высокотемпературной деформации абразивные зерна глубоко внедряются в размягченный металл корпуса и наполнительных армирующих деталей. Материалы корпуса и армирующих деталей заполняют все зазоры между абразивными зернами, свариваясь между собой, выполняют роль высокопрочной связки, закрепляющей абразивные зерна в металлической основе. The use of inert gases as high-pressure media allows non-oxidative heating and deformation at high temperatures of high-strength metals and alloys, in particular steels and titanium alloys with high degrees of deformation. During high-temperature deformation, abrasive grains are deeply embedded in the softened metal of the body and filling reinforcing parts. Materials of the case and reinforcing parts fill all the gaps between the abrasive grains, welding together, act as a high-strength bond, fixing abrasive grains in a metal base.

Локальный нагрев зоны деформации, когда нагревается не вся заготовка одновременно, а только та ее часть, которая находится в матрице и подвергается деформации, дает возможность выдавливать заготовки большой длины, придает процессу устойчивость и регулируемость по температуре и скорости, позволяет значительно сократить время нахождения алмазных зерен при высоких температурах, что необходимо для их сохранения при высокотемпературной обработке. Local heating of the deformation zone, when not all the workpiece is heated at the same time, but only that part that is in the matrix and is subjected to deformation, makes it possible to extrude large workpieces, gives the process stability and temperature and speed control, and significantly reduces the residence time of diamond grains at high temperatures, which is necessary for their preservation during high-temperature processing.

В зависимости от места размещения абразивных зерен в стержнях инструмент может иметь различное назначение, в частности: при размещении абразивных (алмазных) зерен вблизи боковой поверхности (в приповерхностном слое) стержни могут быть использованы при производстве прямых или фигурных тонких резов по камню, стеклу, керамике и других твердых материалов, когда режущим инструментом является натянутая и вращающаяся вокруг своей оси тонкая струна, проволока, стержень с поверхностным абразивным (алмазным) покрытием. Depending on the location of the abrasive grains in the rods, the tool can have different purposes, in particular: when placing abrasive (diamond) grains near the side surface (in the surface layer), the rods can be used in the manufacture of straight or curly thin cuts made of stone, glass, and ceramics and other hard materials, when the cutting tool is a thin string stretched and rotating around its axis, wire, rod with a surface abrasive (diamond) coating.

При размещении абразивных (алмазных) зерен равномерно по объему и сечению стержни могут быть использованы в качестве сверл, режущих элементов фрез, буров, правящих карандашей. When placing abrasive (diamond) grains uniformly in volume and cross-section, the rods can be used as drills, cutting elements of mills, drills, straightening pencils.

При размещении крупных (соизмеримых с размером стерся) абразивных (алмазных) зерен строчкой по оси стержни могут быть использованы в качестве правящих карандашей, инденторов, микрорезцов, стеклорезов, осей вращения с твердыми наконечниками. When placing large (commensurate with the size of abrasive) abrasive (diamond) grains with a line along the axis, the rods can be used as ruling pencils, indenters, microcuts, glass cutters, rotation axes with solid tips.

При размещении мелких абразивных зерен на внутренней поверхности полых стержней стержни могут быть использованы в качестве абразивопроводов или сопел для формирования абразивных струй. Еще большей прочности металлической основы абразивного инструмента и прочности крепления в нем абразивных зерен можно достичь путем применения в качестве материала корпуса и армирующих деталей термически упрочняемых сплавов, таких как закаленные стали с прочностью 150-250 кг/мм² или закаленные и искусственно состаренные титановые сплавы с прочностью 100-150 кг/мм². В этом случае деформацию заготовок ведут при температуре закалки этих сплавов, а на выходе из матрицы деформированные стержни охлаждают со скоростью, достаточной для их закалки.When placing small abrasive grains on the inner surface of hollow rods, the rods can be used as abrasive pipes or nozzles for forming abrasive jets. An even greater strength of the metal base of the abrasive tool and the strength of the abrasive grains in it can be achieved by using thermally hardened alloys as case material and reinforcing parts, such as hardened steels with a strength of 150-250 kg / mm ² or hardened and artificially aged titanium alloys with strength 100-150 kg / mm ² . In this case, the workpieces are deformed at the quenching temperature of these alloys, and at the exit from the matrix, the deformed rods are cooled at a speed sufficient for their quenching.

Схематично процесс деформирования абразивосодержащих металлических заготовок в протяженные стержни показан на фиг.1, 2, 3, 4, 5. На фиг. 1 показан контейнер высокого давления 1, размещена заготовка 2, представляющая собой полый металлический герметичный корпус, заполненный в определенной композиции абразивными зернами, металлическими армирующими наполнительными деталями и при необходимости порошковой металлической связкой, матрица 3, в отверстие которой введена заготовка, нагреватель 4, окружающий зону деформации, т. е. деформирующую часть матрицы и деформируемую часть заготовки. В отверстие 5 контейнера от генератора высокого давления, например контейнера, подается газ высокого давления. Заготовка деформируется выдавливанием в стержень 6. Для защиты контейнера от перегрева нагреватель и вся зона нагрева окружены теплоизолятором 7. Schematically, the process of deformation of abrasive-containing metal billets into extended rods is shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, 5. In FIG. 1 shows a high-pressure container 1, a workpiece 2 is placed, which is a hollow metal sealed housing filled in a certain composition with abrasive grains, metal reinforcing filling parts and, if necessary, a powder metal bundle, a matrix 3, into the opening of which a workpiece is inserted, a heater 4 surrounding the zone deformations, i.e., the deforming part of the matrix and the deformable part of the workpiece. In the opening 5 of the container from a high pressure generator, for example a container, high pressure gas is supplied. The workpiece is deformed by extrusion into the rod 6. To protect the container from overheating, the heater and the entire heating zone are surrounded by a heat insulator 7.

Для получения стержней с размещенными строчкой по его оси крупных абразивных зерен, соизмеримых с диаметром стержней, но более 0,8 от его диаметра, предложено использовать толстостенный металлический корпус 1 (фиг. 2) с внутренним центральным отверстием, равным размеру абразивных зерен. В отверстие укладывают крупные абразивные зерна 2, чередующиеся с промежуточными цилиндрическими металлическими вставками 3 с диаметром, равным диаметру отверстия и длиной l, равной

где L - расстояние между абразивными зернами в готовом стержне 4, мм ;
d - диаметр готового стержня, мм ;
D - наружный диаметр корпуса, мм ;
a - размер абразивных частиц, мм ;
R - коэффициент заполнения отверстия корпуса.To obtain rods with a large abrasive grains placed along the axis along its axis, comparable with the diameter of the rods, but more than 0.8 of its diameter, it is proposed to use a thick-walled metal case 1 (Fig. 2) with an inner central hole equal to the size of the abrasive grains. Large abrasive grains 2 are laid in the hole, alternating with intermediate cylindrical metal inserts 3 with a diameter equal to the diameter of the hole and a length l equal to

where L is the distance between the abrasive grains in the finished rod 4, mm;
d is the diameter of the finished rod, mm;
D is the outer diameter of the housing, mm;
a is the size of the abrasive particles, mm;
R is the fill factor of the housing opening.

Назначение стержней со строчечным размещением крупных абразивных зерен по его оси: получение правящих карандашей, инденторов, микрорезцов, игл, стеклорезов, осей вращения с твердыми наконечниками. The purpose of the rods with the line layout of large abrasive grains along its axis: obtaining ruling pencils, indenters, microcuts, needles, glass cutters, rotation axes with hard tips.

Для получения стержней с размещенным вблизи его поверхности слоем абразивных зерен малого размера предложено использовать тонкостенный металлический корпус 1 (фиг. 3), в полости которого соосно размещен армирующий металлический стержень 2, а в зазор между стержнем и стенкой корпуса засыпают абразивные зерна 3 с размером несколько меньшим размера зазора. Во избежание прокалывания во время деформации стенки корпуса абразивными зернами толщину стенки корпуса берут не меньше половины размера зерна абразива. To obtain rods with a layer of abrasive grains of small size located near its surface, it is proposed to use a thin-walled metal case 1 (Fig. 3), in the cavity of which a reinforcing metal rod 2 is coaxially placed, and abrasive grains 3 with a size of several are poured into the gap between the rod and the wall of the case smaller clearance. To avoid puncturing during deformation of the casing wall with abrasive grains, the casing wall thickness is taken not less than half the grain size of the abrasive.

Назначение стержней с поверхностно размещенными абразивными зернами: шлифовальных головок, фрез, боров, режущей проволоки. Purpose of rods with surface-mounted abrasive grains: grinding heads, milling cutters, burs, cutting wire.

Для получения стержней с равномерно размещенными по его сечению и длине абразивными зернами малого размера предложено использовать тонкостенный металлический корпус 1 (фиг.4), в полости которого размещены тонкие армирующие металлические стержни 2 круглого сечения или профильного с равномерным зазором между стержнями и стержнями и стенкой корпуса, а во все зазоры засыпают абразивные зерна 3 с размером несколько меньшим размера зазоров. To obtain rods with abrasive grains of small size evenly spaced along its cross section and length, it is proposed to use a thin-walled metal case 1 (Fig. 4), in the cavity of which thin reinforcing metal rods 2 of round cross-section or profile with a uniform gap between the rods and the rods and the body wall are placed , and abrasive grains 3 with a size slightly smaller than the size of the gaps are filled in all the gaps.

Назначение стержней 4 с равномерно размещенными по сечению абразивными зернами: получение правящих карандашей, сверл и др. The purpose of the rods 4 with evenly spaced abrasive grains: receiving ruling pencils, drills, etc.

Для получения отрезков полых стержней с равномерно размещенными на их внутренней поверхности абразивными зернами предложено использовать толстостенный металлический корпус 1 (фиг.5), в полость которого засыпают абразивные частицы 3 с размером много меньшим размера внутренней полости корпуса. Засыпают только чистый абразив без наполнителя. Полученный стержень 4 разрезают на отрезки, а не закрепленные на внутренней поверхности зерна абразива высыпают из внутренней полости. To obtain segments of hollow rods with abrasive grains evenly placed on their inner surface, it is proposed to use a thick-walled metal body 1 (Fig. 5), into the cavity of which abrasive particles 3 are filled with a size much smaller than the size of the internal cavity of the body. Only clean abrasive without filler fall asleep. The resulting rod 4 is cut into segments, and grains of abrasive that are not fixed on the inner surface are poured out of the inner cavity.

Назначение полых стержней с закрепленными на их внутренней поверхности абразивными зернами: получение сопел для формирования абразивных струй, абразивопроводов и др. Purpose of hollow rods with abrasive grains fixed on their inner surface: obtaining nozzles for forming abrasive jets, abrasive pipes, etc.

В тех случаях, когда требуется повышенная прочность металлической основы абразивонасыщенных металлических стержней любого из приведенных выше исполнений, предложено в качестве материала корпусов и армирующих деталей заготовок использовать термически упрочняемые сплавы, деформацию заготовок ведут при температурах термического упрочнения (закалки) этих сплавов, а скорость охлаждения стержней после выхода из матрицы поддерживать достаточной для закалки этих сплавов. In those cases when increased strength of the metal base of abrasive-saturated metal rods of any of the above versions is required, it is proposed to use thermally hardened alloys as the material of the bodies and reinforcing parts of the workpieces, the workpieces are deformed at the temperature of hardening (hardening) of these alloys, and the cooling speed of the rods after exiting the matrix, maintain sufficient for quenching of these alloys.

Пример 1. Для получения стержня диаметром 4 мм со строчечным размещением крупных абразивных зерен (фиг.2) с размером 2,8 - 3,0 мм и расстоянием между зернами 50 мм в цилиндрический корпус из стали У10 с внешним диаметром 11 мм и внутренним диаметром полости 3,05 мм закладывали зерна алмаза 2 с размером 2,8 - 3,0 мм с промежуточными цилиндрическими вставками 3 из той же стали, что и корпус диаметром 3 мм. Коэффициент заполнения полости заготовки принимали равным 0,9 мм. Длину вставки рассчитывали по формуле

.Example 1. To obtain a rod with a diameter of 4 mm with the line layout of large abrasive grains (Fig. 2) with a size of 2.8 - 3.0 mm and a distance between grains of 50 mm in a cylindrical body made of U10 steel with an outer diameter of 11 mm and an inner diameter 3.05 mm cavities were laid with diamond grains 2 with a size of 2.8 - 3.0 mm with intermediate cylindrical inserts 3 of the same steel as the case with a diameter of 3 mm. The fill factor of the preform cavity was taken equal to 0.9 mm. The insertion length was calculated by the formula

.

Заготовку такого исполнения деформировали газом (аргоном) под давлением 450 МПа при температуре 950^oC через матрицу диаметром 4 мм со скоростью 5 мм/сек. В результате выдавливания получался стержень диаметром 3,95 мм с прочно закрепленными оторочкой по его оси зернами алмаза с расстояниями между зернами 45-50 мм. Стержни разрезали на отрезки, на торцах обнажали кромки алмазных зерен и использовали их в качестве правящих карандашей с хорошей стойкостью.A workpiece of this design was deformed with gas (argon) at a pressure of 450 MPa at a temperature of 950 ^o C through a matrix with a diameter of 4 mm at a speed of 5 mm / sec. As a result of extrusion, a rod with a diameter of 3.95 mm was obtained with diamond grains firmly fixed to the rim along its axis with distances between the grains of 45-50 mm. The rods were cut into segments, the edges of the diamond grains were exposed at the ends, and they were used as ruling pencils with good durability.

Пример 2. Для получения стержней с подповерхностно размещенными абразивными зернами в корпусе 1 (фиг.3) из стали Х18Н9Т с внешним диаметром 10 мм и внутренним диаметром 8 мм соосно размещали армирующий стержень из стали Р6М5 с диаметром 6 мм. В зазор между корпусом и стержнем укладывали зерна алмаза 3 с размером от 0,6 до 0,8 мм. Во избежание прокалывания во время деформации стенки корпуса абразивными зернами толщину стенки корпуса берут не менее половины размера зерна абразива (алмаза). Заготовку такого строения выдавливали газом под давлением 400 МПа при температуре 1100^oC через матрицу с отверстием диаметром 4 мм со скоростью 3 мм/сек. В результате выдавливания получался стержень диаметром 3,93 мм с прочно закрепленными вблизи его поверхности зернами алмаза. Поверхностный слой металла на стержнях снимали до обнажения кромок алмазных зерен. Диаметр стержней при этом снижался до 3,4 - 3,5 мм. Отрезки стержней с обнаженными алмазными зернами использовали в качестве шлифовальных головок при внутренней шлифовке деталей из твердого сплава ВК4, ВК5, а также для нарезания внутренних канавок на этих деталях. Длинные отрезки полученных стержней использовали для получения прямых и фигурных прорезей на деталях из прочной керамики, для чего концы стержней зажимали в цанги, придавали стержням осевое натяжение, цанги приводили во вращение со скоростью 1000 - 2000 об/мин, а вращающимися натянутыми стержнями осуществляли необходимые резы.Example 2. To obtain cores with subsurface abrasive grains placed in the casing 1 (Fig. 3) of steel X18H9T with an external diameter of 10 mm and an internal diameter of 8 mm, a reinforcing bar made of steel P6M5 with a diameter of 6 mm was coaxially placed. Diamond 3 grains with a size of 0.6 to 0.8 mm were placed in the gap between the body and the core. To avoid puncturing during deformation of the casing wall with abrasive grains, the casing wall thickness is taken at least half the grain size of the abrasive (diamond). A preform of such a structure was squeezed out by gas at a pressure of 400 MPa at a temperature of 1100 ^° C through a die with an opening of 4 mm diameter at a speed of 3 mm / sec. As a result of extrusion, a rod with a diameter of 3.93 mm was obtained with diamond grains firmly fixed near its surface. The surface layer of metal on the rods was removed until the edges of the diamond grains were exposed. The diameter of the rods in this case decreased to 3.4 - 3.5 mm. Pieces of rods with exposed diamond grains were used as grinding heads for internal grinding of VK4 and VK5 hard alloy parts, as well as for cutting internal grooves on these parts. Long sections of the obtained rods were used to obtain straight and curly slots on parts made of durable ceramics, for which the ends of the rods were clamped in collets, the rods were axially tensioned, the collets were rotated at a speed of 1000 - 2000 rpm, and the necessary cuts were made by rotating stretched rods .

Пример 3. Для получения отрезков стержней с внутренней поверхностью и с закрепленными на внутренней поверхности абразивными зернами в центральную полость корпуса 1 (фиг. 5) из стали Р6М5 с внешним диаметром 7 мм и внутренним диаметром 3 мм засыпали алмазные зерна размером 50 мкм. Заготовку такого строения выдавливали газом под давлением 350 МПа при температуре 1000^oC через матрицу диаметром 4 мм со скоростью 4 мм/сек. В результате выдавливания получили стержень диаметром 3,94 мм. Стержень разрезали на отрезки длиной 40 мм. Из внутренней полости стержней высыпали незакрепленные зерна алмаза. Образовавшаяся полость имела размер по диаметру 1,6 мм. Внутренняя поверхность полости была покрыта равномерным слоем зерен алмаза, прочно закрепленных на металлической основе.Example 3. To obtain segments of the rods with an inner surface and with abrasive grains fixed on the inner surface, diamond grains of 50 μm in size were poured into the central cavity of the housing 1 (Fig. 5) from P6M5 steel with an outer diameter of 7 mm and an inner diameter of 3 mm. A preform of such a structure was extruded by gas under a pressure of 350 MPa at a temperature of 1000 ^° C through a 4 mm diameter matrix at a speed of 4 mm / s. As a result of extrusion, a rod with a diameter of 3.94 mm was obtained. The rod was cut into pieces 40 mm long. Unfastened diamond grains were poured from the inner cavity of the rods. The resulting cavity had a diameter of 1.6 mm. The inner surface of the cavity was covered with a uniform layer of diamond grains firmly fixed on a metal base.

Пример 4. Для получения стержней с равномерно размещенными по их сечению алмазными зернами в корпусе 1 (фиг.4), выполненном из стали Х18Н9Т, с внешним диаметром 10 мм и внутренним диаметром 8 мм размещали 12 стержней 2 из стали 60С2 шестигранного сечения с размером сечения 1,5 мм так, чтобы зазоры между стержнями и между стержнями и внутренней стенкой корпуса были равномерными и составляли 0,4 мм. В зазоры засыпались алмазные зерна 3 размером 0,35 - 0,39 мм. Корпус закрывали пробками и герметизировали. Заготовку такого строения выдавливали газом под давлением 450 - 500 МПа при температуре 1100 - 1150^oC со скоростью 3-4 мм/сек. В результате выдавливания получали стержни диаметром 3,92 мм с прочно закрепленными в его сечении и равномерно размещенными по сечению зернами алмаза. Отрезки стержней с обнаженными алмазными зернами использовали в качестве сверл при сверлении твердых материалов (стекло, керамика, твердые сплавы), а также как карандаши для правки алмазных кругов.Example 4. In order to obtain rods with diamond grains evenly spaced over their cross section in a housing 1 (Fig. 4) made of X18H9T steel, with an external diameter of 10 mm and an internal diameter of 8 mm, 12 rods 2 of hexagonal steel 60C2 with a cross-sectional size were placed 1.5 mm so that the gaps between the rods and between the rods and the inner wall of the housing were uniform and amounted to 0.4 mm The gaps were filled with diamond grains 3 of size 0.35 - 0.39 mm. The case was closed with plugs and sealed. A preform of such a structure was squeezed out with gas under a pressure of 450-500 MPa at a temperature of 1100-1150 ^o C at a speed of 3-4 mm / sec. As a result of extrusion, we obtained rods with a diameter of 3.92 mm with diamond grains firmly fixed in its section and evenly spaced along the section. Pieces of rods with exposed diamond grains were used as drills for drilling hard materials (glass, ceramics, hard alloys), as well as pencils for dressing diamond wheels.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет: получать абразивный, в том числе алмазный инструмент стержневой или проволочной формы на высокопрочной металлической основе с прочно закрепленными в ней абразивными алмазными зернами. Инструмент может использоваться как правящие карандаши, инденторы, микрорезцы, алмазные иглы, стеклорезы, оси вращения с алмазными наконечниками, режущие элементы для оснащения алмазных фрез, буров, как режущая проволока для выполнения фигурных резов, как шлифовальная проволока, шлифовальные головки, боры, сверла, а также как абразивопроводы и сопла для формирования абразивных струй. The proposed method in comparison with the known allows: to obtain abrasive, including diamond tools, rod or wire form on a high-strength metal base with abrasive diamond grains firmly fixed in it. The tool can be used as straightening pencils, indenters, micro cutters, diamond needles, glass cutters, axis of rotation with diamond tips, cutting elements for equipping diamond mills, drills, as a cutting wire for making curly cuts, like grinding wire, grinding heads, burs, drills, as well as abrasive pipes and nozzles for forming abrasive jets.

Claims

1. A method of manufacturing an abrasive tool, in which they take a metal case with a cavity, fill it with abrasive grains and a filler, the case is placed in a high-pressure container equipped with a die with a hole, is heated and extruded in the form of a rod through an opening, after which the rod is cooled, characterized in in that the body and the filler material takes high strength alloys as well as inert gases, high-pressure environment, wherein the extrusion zone heated to 800 - 1200 ^o C in conditions ensuring degrees deformation 70%
2. The method according to claim 1, characterized in that thermally hardened alloys are taken as high-strength alloys, the extrusion process is carried out at a quenching temperature of these alloys, and the resulting rods are cooled at a speed sufficient for their quenching.

3. The method according to claim 1, characterized in that the filler is taken in the form of cylindrical inserts made of body material, and an axial hole is made in the body, which is filled with cylindrical inserts and abrasive grains, alternating between them, while their size is taken equal the diameter of the hole, and the length of the cylindrical inserts is determined by the formula

where R is the fill factor of the opening of the housing;
L the distance between the abrasive grains in the finished rod, mm;
d diameter of the finished rod, mm;
D outer diameter of the body, mm;
a size of abrasive grains, mm.

4. The method according to claim 1, characterized in that the filler is taken in the form of a rod, which is placed in the cavity of the housing with the formation between it and the inner surface of the housing of a uniform gap, then the gap is filled with abrasive grains, and their size is taken equal to a value not exceeding two wall thickness of the body.

5. The method according to claim 1, characterized in that the filler is taken in the form of rods of round or profile cross-section, which are installed in the cavity of the housing with the formation of a uniform gap between them, as well as between them and the inner surface of the housing, after which the gaps are filled with abrasive grains.

6. The method according to claim 1, characterized in that the housing is taken with an axial hole that is filled with abrasive grains, and after extrusion of the rod, loose abrasive grains are removed.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that diamond grains are taken as abrasive grains.