SE425552B - Ferromagnetiskt slipmaterial och forfarande for framstellning av detsamma - Google Patents

Description

7so7471+z Ett känt ferromagnetiskt slipmaierial innehåller såsom en ferromag- netisk beståndsdel och en slipbeståndsdel 80-70 viktprocent tekniskt järn respektive 20-30 viktprocent elektrokorund. För att framställa detta kända material blandar man i nämnda inbördes blandningsförhål- lanàapnlver av järn och elektrokorund så, att beståndsdelarna blir likformigt fördelade i hela volymen av blandningen. Den så erhållna blandningen sammanpressas, sintras vid hög temperatur och finfördelas _mekuniskt. Vid sjntringen smälter järn delvis samtidigt som det be- lägger olektrokorundkornen, vilket resulterar i en mekanisk samman- bindning mellan beståndsdelarna till granulur. Genom att beståndsde- larna, dvs järn och elektrokorund, kemiskt icke reagerar med varand- ra, blir den mekaniska sammanbindningshållfastheten mellan desamma gi granulerna låg, vilket leder till att då detta kända material an- vändes vid slipbearbetning av arbetsstycken i magnetfält elektroko- rundpartiklarna lösgöres från granulernas järnhaltiga basbeståndsdel, varigenom detta kända material snabbt förlorar sin skärförmåga.

Ett annat känt ferromagnetiskt slipmaterial innehåller såsom en fer- romagnetisk beståndsdel och en slipbeståndsdel 70-80 viktprocent järn respektive 20-30 viktprocent ferromangan med en manganhalt av 20-75 viktprocent. Detta kända material framställes på exakt samma sätt som det ovan beskrivna kända materialet. I detta fall bildas vid sint- ringen ett eutektikum i de zoner där partiklarna av järn och ferroman- gan står i kontakt med varandra, dvs beståndsdelarna blir kemiskt bund- na vid varandra, varigenom sammanbindningshållfastheten mellan be- ståndsdelarna blir hög. En låg mikrohârdhet hos ferromangan (högst 1200 kp/mmz) påverkar emellertid ogynnsamt detta kända materials skär- förmåga.

Vidare är ferromagnetiska slipmaterial kända, vilka såsom en ferro- magnetisk och en slipbestândsdel innehåller 70-85 viktprocent järn respektive 30-15 viktprocent karbider av s.k, övergångsmetaller (Ti, W, Zr, Cr, Mo, V). Dessa kända material framställes genom.samma teknik som de ovan beskrivna kända materialen. Karbider av nämnda metaller uppvisar en hög mikrohårdhet (upp till 3000 kp/mmz) och bil- .dar - vid hög temperatur - tillsammans med järn en eutektisk och ke- ~ misk bindning. Dessa karbider har emellertid en hög halt av fritt kol (upp till 3 viktprocent), vilket kol vid slipbearbetning av ar- betsstycken i magnetfält förorenar arbetsstyckenas yta. 7807471-3 Den gemensamma nackdelen med samtliga kända ferromagnetiska slipmate- rial är en förhållandevis låg skärförmåga på grund av desammas låga magnetiska egenskaper, emedan granuler av dessa kända material inne- håller 15-30 viktprocent diamagnetisk slipbestândsdel.

Uppbyggnaden av granuler av samtliga beskrivna kända ferromagnetiska slipmaterial är lika, dvs partiklar av slipbeståndsdelen är likformigt fördelade i volymen av den järnhaltiga basbesiândsdelen. Då dessa kän- da material användes vid slipbearbetning i magnetfält, bringas varje granul till kontakt med arbetsstyckets yta, antingen medelst den järn- haltiga basbeståndsdelen eller medelst slippartikeln. Som framgår av det använda inbördes blandnhgsförhållandet mellan den ferromagnetíska beståndsdelen och slipbestândsdelen i dessa kända material, är sanno- likheten att arbetsstyckets yta bringas till kontakt med granulens järnhaltiga basbestândsdel i medeltal fyra gånger så hög som sannolik- heten att nämnda yta bringas till kontakt med granulens slippartikel.

Denna omständighet bestämmer den väsentliga gemensamma nackdelen med samtliga kända material, vilken nackdel består i att arbetsstyckenas ytskikt har benägenhet att mekaniskt och genom adhesion och diffusion mättas med järn och kol, som förekommer i granulernas ferromagnetiska beståndsdel, då dessa kända material användes vid slipbearbetning av arbetsstycken i magnetfält.

Granuler av samtliga kända ferromagnetiska slipmaterial erhåller vid framställningen av desamma i det närmaste sfärisk form och har avrun- dade kantytor. En sådan form hos granulerna begränsar möjligheten att inom de önskade gränserna erhålla en optimal kombination av de önska- de egenskaperna hos ytans mikrorelief och det mekaniskt spända till- ståndet hos arbetsstyckenas ytskikt, då arbetsstyckena slipbearbetas i magnetfält. Ändamålet med föreliggande-uppfinning är att åstadkomma ett ferromag- netiskt slipmaterial som uppvisar hög skärförmåga, höga magnetiska egenskaper, hög hårdhet och hållfasthet, samt att åstadkomma ett för- farande för framställning av det enligt uppfinningen föreslagna fer- romagnetiska slipmaterialet, vilket förfarande gör det möjligt att genom lämpligt val av sammansättningen hos en gasstråle och process- förhållandena framställa granuler med förutbestämd form och att ge slipbeståndsdelen en förutbestämd sammansättning.

Detta uppnås enligt uppfinningen medelst ferromagnetiskt slipmaterial 7so7471+s J; i form av granuler innehållande en ferromagnetisk komponent och en slipkomponent, vilket kännetecknas av att granulerna har en förbestämdr form från avlång fragmentform till i det närmaste sfärisk, att kärnan i granulerna utgöres av den ferromagnctiska komponenten, som omfattar en legering av järn, aluminium, kisel, fosfor och kol, och att den ytt- re ytan på granulerna utgöres av slipkomponenten som består av oxider, karbider, nitrider och fosfider av aluminium och kisel, varvid samtli- ga beståndsdelar ingår i följande halter i viktprocent: järn 75-97 aluminium 0,2-16 kisel 0,2-18 fosfor 0,005-1,5 kol 0,005-4 syre 0,05-3 kväve 0,01-0,5 omfattande slipkomponenten i form av oxider, karbider, nitrider och fosfider i en mängd av 0,01-5,0 vikt-%.

Det enligt uppfinningen föreslagna ferromagnetiska slipmaterialet uppvisar höga magnetiska egenskaper: PH = 609 7-12,1 gauss/örsted, vilket värde är 1,1-2,5 gånger högre än det för de kända ferromagnetiska slipmaterialen.

Slipkomponenten uppvisar en hög hårdhet, exempelvis en medelmikro- hårdhet av 2200 kp/mmz. _Det enligt uppfinningen föreslagna materialets hållfasthet kan inom ett vidsträckt område ändras genom ändring av halten fosfor, alumi- nium och kisel i materialet.

Samtliga fördelar bidrar till att det forromagnetiska slipmaterialet får hög skärförmåga. Användningvn av detta material vid slipbuarbet- ning av arbetsstycken i magnetfält gör det möjligt att bearbeta ytor av arbetssstyckena med en hög kvalitet motsvarande ett ytskrovlighets- värde Ra av mellan 0,1 och 0,02 Pm under en 1,5-3 gånger kortare be- arbetningstid jämfört med de kända ferromagnetiska slipmaterialen av nämnt slag.

Genom att man vid framställningen av det ferromagnetiska slipmateria- let enligt uppfinningen använder billiga utgångsmaterial, blir till- verkningskostnaden för materialet enligt uppfinningen låg. Materialet 7807471-3 enligt uppfinningen är 2-5 gånger billigare att framställa än de kända materialen av nämnt slag.

Det ferromagnetiska slipmaterialet enligt uppfinningen är kemiskt trögt, uppvisar låg diffusions- och adhesionsförmâga med hänsyn till den yta som skall bearbetas, varvid denna yta icke mättas med kol, då den slipbearbetas i magnetfält, eftersom detta material befinner sig i bundet tillstånd i form av kisel- och aluminiumkarbider. Ändamålet enligt uppfinningen uppnås dessutom medelst ett förfarande för framställning av det ferromagnetiska slipmaterialet, vilket för- farande är baserat på att man dels smälter en legering av järn, alu- minium, kisel och fosfor, dels överhettar denna till en temperatur, som är 50-200°C högre än den temperatur, vid vilken stelningsförlop- pet påbörjas, dels finfördelar en strâle av smältan till en granul- storlek understígnnde 1,5 mm medelst en gasstrâle och dels kyler de bildade granulerna, varvid man, onligt uppfinningen, inför kol i smältan av järn, aluminium, kisel och fosfor, medan gasstrâlens tryck och hastighet är lika med 2-20 atö respektive 150-500 m/s, varvid gas- strâlen innehåller mellan 99,999 och 75 viktprocent kvävgas (N2) och mellan 0,001 och 25 viktprocent syrgas (02), vilka gaser vid smältans finfördelning och granulernas kylning bildar aluminium- och kiseloxi- der och -nitrider vid granulytan.

Detta förfarande gör det möjligt att framställa granuler, i vilka den ferromagnetiska komponenten och slipkomponenten är belägna i gra- nulernas centrumdel respektive i den ferromagnetiska komponentens periferiska del. Genom att ändra smältans sammansättning och finför- delningsförhàllandena för smältan kan man dessutom bibringa de fram- ställda granulerna en förutbestämd form, som kan varieras inom vida gränser från i det närmaste sfärisk till avlâng fragmentform. En ök- ning av aluminiumhalten i smältan och en minskning av finfördelnings- gasstrålens strömningshastighet och av kvävehalten i gassträlen be- främjar exempelvis bildandet av granuler med avlång fragmentform, under det att en ökning av kiselhalten i smältan och en ökning av fin- fördelningsgasstràlens strömningshastighet och av kvävehalten i gas- stràlen befrämjar att granuler med i det närmaste sfärisk form bildas.

Genom en ändring av gasstrålens sammansättning kan man ändra oxid- och nitridhalten i slipkomponenten. Då syrehalten i gasstrålen göres högre, får de framställda granulerna ett tjockare skikt av slipkompo- 7807471-3 Vara/I! sflígxzff 4744241447 M /M/ m /iß/ßßfíi /72/ /f//ßßß- arbetning av svârbearbetbaxa material, exempelvis höglegerat stål 'och kisel, i magnetfält. Om kvävehalten i gasstràlen göres högre, har de framställda granulerna ett tunt skikt av slipkomponenten, högfß mdqnetiska egenskaper och en högre skärförmâga vid slipbearbet- ning avlaluminium och aluminiumlegcringar i magnetfält.

Uppfinningen belyses närmare medelst efterföljande två utföringsexem- pel på sammansättningen av det enligt uppfinningen föreslagna ferro- magnetiska slipmaterialet. ßz<<ïltu>ri=l~ l Ett ferxomagneiiskt slipmaterial vnligt uppfinningen, som i viktpro- cent innehåller 83,3 järn, 8 aluminium, 5 kisel, 0,1 fosfor, 0,1 kol och 3,5 oxider, karbider, nitrider och fosfider av aluminium och ki- sel, användes för slipbearbetning - i magnetfält - av ytan hos ett ämne till ett tryckt kretskort innan monteringen (uppkopplingen) av kretskortet påbörjas. Slipbearbetningon syftar till att dels avverka (dvs avlägsna) kopparoxidfilmen och dels ge ytan en bestämd mikrore- lief i och för efterföljande påförande av en beläggning, dvs ett tryckt kretsmönster på kortet. Slipbearbetningen i magnetfält genom- föres således under s.k. mikroskärningsförhållanden.

Granuler av detta material har avlång fragmentform, spetsiga vinklar för kantytor samt små avrundningsradier vid spetsarna. Slipbearbet- ningen i magnetfält resulterar i en avverkning av ett förhållandevis tjockt skikt (2-20 pm) av koppar och kopparoxider från ämnets yta.

' Den så bearbetade yinns mikrfipzofíl uppvisar en förhållandevis liten delning mellan ytojämnheturna jämfört med dessas höjd, en sLor lut- ningsvinkel för ojämnheternas sidor och små avrundningsradier för luckorna och utsprângen. En sådan bearbetning säkerställer en hög yt- kvalitet för iordningsställande av ämnenas yta för efterföljande be- arbetningstekniska operationer.

Exempel 2 Ett ferromagnetiskt slipmaterial enligt uppfinningen, som i viktpro- cent innehåller 82,9 järn, 3 aluminium, 9 kisel, 0,005 fosfor, 0,005 kol och 5 oxider, karbider, nitrider och fosfider av aluminium och kisel, användes för polering av stål med låg kolhalt i magnetfält.

Slipbearbetningen består i att erhålla ett ytskrovlighetsvärde Ra av mellan 0,1 och 0,02 pm vid en avverkning av en ringa mängd metall “Fäbiïl QUALWY 7807471-3 från arhetsstyckets yta. Sliphvarbutningen gunomfözen under s.k. mikroutslätningsförhållanden. Buarbetningen i magnetfält resulterar i avverkning av utsprång, plastisk mikrodeformering av ojämnheter, fyllning av luckor med utpressad metall och utslätning av mikrore- liefen.

Användningen av det enligt uppfinningen föreslagna furromagnetiska slípmatvrialct vid slipboarbutning av arbetsstyckcn av olika material i magnetfält bidrar till att den bearbetade ytans mikroprofil får följande önskade egenskaper: - den aritmetiska medelprofilavvikelsen (Ra) - mellan 2,5 och 0,02 pm - medeldelningen (T) mellan ytojämnheter - mellan 800 och 20_pm ~ medellutningsvinkel (6) för ojämnheternas sidor - mellan 100 och 0°15' Fördelningen av slipkomponenten över granulytan och slipkomponentens kemiska tröghet vid alla tillfällen av praktisk användning av det en- ligt uppfinningen föreslagna ferromagnetiska slipmaterialet eliminerar praktiskt taget att arbetsstyckenas ytor blir förorenade av främman- de inneslutningar.

Claims (4)

7307471-3 Patentkrav

1. Ferromagnetískt slipmaterial i form av granuler inne- hållande en ferromagnetisk komponent och en slipkomponent, k ä n n e t e c k n a t av att granulerna har en förbestämd iform från avlàng fragmentform till i det närmaste sfärisk; i att kärnan i granulerna utgöres av den.fernmnagnetiska kom- ponenten, som omfattar en legering av järn, aluminium, kisel, fosfor och kol, och att den yttre ytan på granulerna ut- göres av slipkomponenten som består av oxider, karbider, ni- trider och foafider av aluminium-och kísel, varvid samtliga " beståndsdelar ingår i följande halter i viktprocent: áärn i 75-9? aluminium 0,2-16 kisel 0,2-18 fosfor 0,005-1,5 kol , o,oo5-4 syre _ 0,05-5 kväve 0,01~O,5, omfattande slipkomponenten ii iform av: oxider, _ , karbider, nitrider och_fosfider i en mängd av 0,01-5,0 vikffl/ß '

2. Material enligt krav 1, k ä n n e t e o k'n a t av att granulerna har avlàng fragmentform och att materialet har en aluminiumhalt av 8-16 viktprocent. aš.

3. Material enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att granulerna har i det närmaste sfärisk form och innehåller o,2-5,o viktprocenfi aluminium och 9-18 viktprocent, kisel. '

4. Förfarande för framställning av det ferromagnetiska aslipmaterialet enligt patentkrav 1, vilket förfarande grundar sig-på att man dels smälter en legering av järn, aluminium, kisel, fosfor, dels överhettar denna till en temperatur, som är 50-200°C högre än den temperatur, vid vilken stelningen pà- börjas, dels sedan finfördelar en stråle av smältan till en granulstorlek understigande 1,5 mm medelst en gasstràle och dels kyler de bildade granulerna, k ä n n e t e c k n a tiav att man i smältan av järn, aluminium, kisel och fosfor inför .I 7807-471-3 kol, yarvid gasstrålen innehåller mellan 99,999 och 75 vikt- procent kvävgae (H2) och 0,001-25 viktprocent syrgas (02), medan gasstràlens tryck och hastighet är lika med 2-20 etö respektive 150-500 m/s. Sammandrag 7807471-3 Uppfinningen avser ett ferromagnetískt slípmaterial einnehållande en ferromagnetisk beståndsdel och en slipbe- ståndsdel samt ett förfarande för att framställa detsamma, varvid slipmaterialet kännetecknas av att den ferromagnetiska beståndsdelen innehåller en legering av järn, aluminium, kisel, fosfor och kol, medan slípbeståndsdelen innehåller oxíder, karbider, nitrider och fosfíder av aluminium och, kisel, varvid samtliga beståndsdelar ingår i följande halter i viktprócent: järn aluminium kísel fosfor kol syre kväve b1.a.: oxider, karbider, nitrider och fosfider 75*97 eo,2-16 0,2-18 0,005-1,5 o,oo5-H 0,05-3 0,01-0,5 o,o1-5.'