SU1087320A1 - Metallic binder for abrasive tool - Google Patents

Metallic binder for abrasive tool Download PDF

Info

Publication number
SU1087320A1
SU1087320A1 SU833568735A SU3568735A SU1087320A1 SU 1087320 A1 SU1087320 A1 SU 1087320A1 SU 833568735 A SU833568735 A SU 833568735A SU 3568735 A SU3568735 A SU 3568735A SU 1087320 A1 SU1087320 A1 SU 1087320A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
binder
titanium
tool
bond
iron
Prior art date
Application number
SU833568735A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алла Александровна Голубева
Михаил Григорьевич Эфрос
Зиновий Ильич Кремень
Константин Георгиевич Дедушев
Виктор Васильевич Стругин
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования
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 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Абразивов И Шлифования
Priority to SU833568735A priority Critical patent/SU1087320A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1087320A1 publication Critical patent/SU1087320A1/en

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

1. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ. АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержаща  С медь, олово, титан, железо и твердый наполнитель, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  режущих свойств инструмента и повышени  производительности при обработке сталей , компоненты вход т в состав св зки в следующем соотношении, мас,%: Медь 64-70 14-17 Олово 10-15 Титан 0,01-0,1 Железо Твердый на1-5 полнитель 2. Металлическа  св зка по п,1, отличающа с  тем, что в качестве твердого наполнител  она соG & держит диборид титана.1. METAL BOND FOR. ABRASIVE TOOL, containing C copper, tin, titanium, iron and solid filler, characterized in that, in order to improve the cutting properties of the tool and increase productivity when machining steels, the components are included in the binder in the following ratio, wt,%: Copper 64-70 14-17 Tin 10-15 Titanium 0.01-0.1 Iron Solid 1.5-5 filler 2. Metallic bond according to claim 1, characterized in that, as a solid filler, it is coG & holds titanium diboride.

Description

Изобретение относитс  к изготовлению абразивного инструмента, в час ности металлической св зки, используемой преимущественно дл  изготовле ни  хонинговальных брусков из кубического нитрида бора. Известна металлическа  св зка дл  изготовлени  алмазного инструмен та, срдержаща  медь, олово, железо, марганец, дисилицид титана и карбид вольфрама lj . Св зка обладает высокой изностойкостью и примен етс  в инструменте дл  обработки материалов, с высокой абразивной способностью. Однако она не может быть применена дл  изготовлени  хонинговальных брусков из кубического нитрида бора, предназначенных дл  обработки сталей, так как инструмент на этой св зке засаливаетс , тер ет режущие свойства, не способен к самозатачиванию из-за чрезмерной износостойкости. Кроме того, св зка не  вл етс  адгезионно-активной по отношению к сверхтвердым материалам и слабо удерживает зерно на поверхности круга , что также приводит к засалива нию круга. Известна также металлическа  св з ка дл  инструмента из кубического ни рида бора, содержаща  титан, железо бор, бориды или нитриды переходных металлов 12. присутствие в св зке такого метал ла как титан,  вл ющегос  адгезионн активным элементом по отношению к кубическому нитриду бора и другим а разивным материалам, улучшает услов закреплени  зерна в св зке, но недо таточно, так как при спекании св зк находитс  в твердом состо нии, всле ствие чего активного смачивани  зер на св зкой (растекани  св зки по поверхности зерна) не происходит. В сока  температура спекани  (более 1300 С)  вл етс  серьезным недостат ком указанной св зки, так как приводит к частичному обратному переходу кубического нитрида бора в гексагональную ( неабразивную) форму. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  металлическа  св зка, имеюща  следующий состав, мас.%: Медь0,5-19 Олово0,1-2 Титан 0,01-0,5 Железо .15-30 Марганец 0,25-10 Фосфор0,05-0,5 Карбид вольфрамаОстальное Присутствие в св зке меди, олова, марганца и фосфора позвол ет несколько снизить температуру спекани  инструмента (до 1200°С). Однако недостат ком этой св зки  вл етс  слаба  самозатачиваемость и склонность к засаливанию- , что снижает режущие свойства инструмента и, как следствие, производительность процесса обработки. Цель изобретени  - повышение режущих свойств инструментов из кубического нитрида бора, в частности . хонинговальных брусков и увеличение производительности при обработке сталей. Указанна  цель достигаетс  тем, что св зка, содержаща  медь, олово, титан, железо и твердый наполнитель, содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: Медь64-70 Олово .14-17 Титан10-15 Железо0,01-0,1 Твердый наполнитель 1-5 В качестве твердого наполнител  св зка содержит диборид титана в виде дисперсных частиц. I Введение в состав предлагаемой св зки дисперсных частиц TiBg в количестве 1 -5 мае . % приводит к попьш1ению твердости и прочности основы св зки , так как частицы выполн ют роль дисперсионных упрочнителей. Увеличение содержани  диборида. титана свыше 5% приводит к значительному повьш1ению в зкости металлического расплава-св зки при спекании инструмента и ухудшению условий смачивани  зерна, технологичность св зки при этом ухудшаетс . Введение диборида титана менее 1% не приводит к заметному повьш1ению качества и твердости св зки. Медь  вл етс  основным компонентом св зки и в сочетании с оловом (в соотношении примерно 4:1) образует основу св зки с температурой плавлени  930-940С. При содержании меди менее 64% св зка становитс  чрезмерно хрупкой, а увеличение ее количества св ше 70% значительно повышает температуру ее плавлени . Увеличение содержани  олова свьше 17% приводит к значительной хрупкости св зки, а уменьшение количества олова ниже 14% - к значительной пластичности св зки и склонноети ее к засаливанию. Титан вводитс  в состав св зки как адгезионно-активный элемент в количестве 10-15 мас.%, обеспечивающем минимальный краевой угол смачивани  кубического нитрида бора св зкой (10-12 град.) и высокие механичес кие свойства. С увеличением содержани  титана более 15% возрастает хруп кость сплава, а его механическа  прочность падает вследствие образовани  крупных частиц тройного химиче кого соединени  иглообразной формы, - Введение титана в количестве менее 10% не обеспечивает, необходимой адге зии св зки к зерну. Железо, вводимое в состав св зки в небольших количествах (до 0,1 мас. выполн ет роль модификации металлического сплава-св зки, т.е. способствует измельчению структуры св зки при затвердевании, задержива  рекрис таллизацию сплава и повьша  тем самым его механическую прочность. Введение железа более 0,1% приводит к ухудшению самозатачиваемости и засаливанию инструмента. Уменьшение его содержани  менее 0,01% не оказывает заметного вли ни  на структу ру св зки. Предлагаемый количественный и качественный состав св зки имеет температуру спекани  960-1000°С, а твер дрсть 95-110 HRB (т.е. около 20-25 HRC), тогда как известна  св зка имеет температуру спекани  1200-1350 С и твердость 55-75 HRC. Благодар  высокой адгезионной активности предлагаемой св зки к абразивному зерну в расплавленном состо нии во врем  спекани  образуетс  характерна  пориста  и прочна  струк тура, что в сочетании с указанными выше свойствами св зки приводит к повьш1ению режущих свойств инструмент и производительности процесса обработки . Кроме того, мелкозерниста  204 структура предлагаемой св зки способствует снижению шероховатости обработанной поверхности, например, при хонинговании брусками из КНБ зернистости Л8-ЛМ28. Пример. Готов т п ть составов предлагаемой св зки и дл  сравнени  серийную (базовую) св зку Ml и известную. Смеси готов т следующим образом. Компоненты св зок в виде порош- ков меди, олова, титана крупностью 0,063 мкм и мельче перемешивают в смесител х типа пь на  бочка в течение 2-4 ч, затем к смеси добавл ют мелкодисперсный порошок и стальные шары 10-12 мм из расчета 300-400 г на 100 г смеси и производ т смешивание в вибромельнице в течение 3-5 ч, при этом происходит намол железа 0,01-0,1 мас.%. Порошки кубического нитрида бора и приговленные св зки смешивают в определенном соотношении (исход  из концентрации, кубического нитрида бора и задаваемой пористости), подвергают холодному прессованию и затем заформованные в заданный размер издели  подвергают свободному сцеканию в вакууме 1-5«Ю мм.рт.ст. При этом св зка расплавл  сь, растекаетс  по поверхности зерна, образу  с ним прочную химическую св зь. Готовое изделие имеет прочную и пористую структуру, обеспечивающую инструменту хорошие режущие свойства при достаточно высокой стойкости инструмента. Инструменты на предлагаемой св зке, на серийной (базовой) св з%:е М1 и известной испытаны на операции хонинговани  деталей типа втулка из закаленной стали ШХ15. Данные сравнительных испытаний представлены в таблице. Как следует из таблицы, лучшими режущими свойствами обладает инструмент на предлагаемой св зке МА-4. В сравнении с хонинговальными брускаМи из кубического нитрида бора на серийной св зке М1 его производи-тельность возрастает в 2,8 раза.The invention relates to the manufacture of an abrasive tool, in particular a metal binder, used primarily for the manufacture of honing bars from cubic boron nitride. A known metal bond for making diamond tools, retaining copper, tin, iron, manganese, titanium disilicide, and tungsten carbide lj. The bond has a high wear resistance and is used in a tool for processing materials with high abrasive ability. However, it cannot be used for the manufacture of cubic boron nitride honing bars designed for machining steels, since the tool on this linkage is salted, loses cutting properties, and is not capable of self-sharpening due to excessive wear resistance. In addition, the bond is not adhesive with respect to superhard materials and weakly holds the grain on the surface of the circle, which also leads to clogging of the circle. Also known is a metallic bond for a tool made from cubic boron nide, containing titanium, iron boron, borides or transition metal nitrides 12. the presence in the bond of such a metal as titanium, which is an adhesive active element with respect to cubic boron nitride and others and to different materials, it improves the conditions for the fixation of grain in the bond, but it is not enough, since during sintering the bond is in a solid state, which is why active wetting of the grain onto the bond (spreading of the bond over the grain surface) does not occur. In juice, the sintering temperature (more than 1300 ° C) is a serious drawback of this binder, since it leads to a partial reverse transition of cubic boron nitride to the hexagonal (non-abrasive) form. Closest to the proposed is a metal bond having the following composition, wt.%: Copper 0.5-19 Tin 0.1-2 Titanium 0.01-0.5 Iron .15-30 Manganese 0.25-10 Phosphorus 0.05 -0.5 Tungsten carbideEtherly The presence of copper, tin, manganese and phosphorus in the bond makes it possible to somewhat lower the sintering temperature of the tool (up to 1200 ° C). However, the disadvantage of this bond is weak self-sharpening and tendency to clogging, which reduces the cutting properties of the tool and, as a result, the performance of the machining process. The purpose of the invention is to increase the cutting properties of tools made of cubic boron nitride, in particular. honing bars and increased productivity in the processing of steel. This goal is achieved in that the binder containing copper, tin, titanium, iron and solid filler contains components in the following ratio, wt%: Copper 64-70 Tin. 14-17 Titanium 10-15 Iron 0,01-0,1 Solid filler 1-5 As a solid filler, the binder contains titanium diboride in the form of dispersed particles. I Introduction to the composition of the proposed binder of dispersed particles of TiBg in the amount of 1–5 May. The% leads to a decrease in the hardness and strength of the bond base, since the particles act as dispersive hardeners. Increased diboride content. titanium over 5% leads to a significant increase in the viscosity of the metal melt binder during sintering of the tool and deterioration of the wetting conditions of the grain, while the processability of the binder deteriorates. The introduction of titanium diboride less than 1% does not lead to a noticeable increase in the quality and hardness of the binder. Copper is the main component of the binder and, in combination with tin (in a ratio of about 4: 1), forms the basis of the binder with a melting point of 930-940 ° C. When the copper content is less than 64%, the bond becomes excessively brittle, and an increase in its amount above 70% significantly increases its melting point. An increase in the tin content above 17% leads to a significant brittleness of the binder, and a decrease in the amount of tin below 14% leads to a significant plasticity of the binder and is prone to clogging. Titanium is introduced into the binder as an adhesive-active element in an amount of 10-15 wt.%, Providing a minimum wetting angle of cubic boron nitride with binder (10-12 degrees) and high mechanical properties. With an increase in the titanium content of more than 15%, the brittleness of the alloy increases, and its mechanical strength decreases due to the formation of large particles of a triple chemical needle-shaped compound. The introduction of titanium in less than 10% does not provide the necessary adhesion of the binder to the grain. The iron introduced into the composition of the binder in small amounts (up to 0.1 wt.% Plays the role of modifying the metal alloy binder, i.e., it contributes to the crushing of the binder structure during solidification, delaying the recrystallization of the alloy and thus increasing its mechanical strength The introduction of iron more than 0.1% leads to a deterioration of the self-sharpening and salinization of the tool. A decrease in its content of less than 0.01% does not have a noticeable effect on the structure of the binder. The proposed quantitative and qualitative composition of the binder has a temperature spec. and 960-1000 ° C, and a hardness of 95-110 HRB (i.e. about 20-25 HRC), while the known bond has a sintering temperature of 1200-1350 ° C and a hardness of 55-75 HRC. Due to the high adhesive activity of the proposed The bond to the abrasive grain in the molten state during sintering produces a characteristic porous and strong structure, which in combination with the above properties of the bond leads to an increase in the cutting properties of the tool and the performance of the machining process. In addition, the fine-grained structure 204 of the proposed binder contributes to a reduction in the roughness of the treated surface, for example, when honing with an LN-LM28 grit in CBN bars. Example. Five formulations of the proposed binder are prepared and for comparison the serial (basic) Ml and known bindings. Mixtures are prepared as follows. The components of the binder in the form of powders of copper, tin, titanium with a particle size of 0.063 µm and mixed more finely in mixers of the pin-on-barrel type for 2–4 hours, then fine powder and steel balls 10–12 mm are added to the mixture at the rate of 300 - 400 g per 100 g of the mixture and mixing is carried out in a vibrating mill for 3-5 hours, while iron is produced from 0.01 to 0.1% by weight. The powders of cubic boron nitride and the sentenced ligaments are mixed in a specific ratio (based on the concentration, cubic boron nitride and the specified porosity), cold pressed and then molded into a given size of the product is subjected to free decay in a vacuum of 1-5 "10 mm Hg. . In this case, the bond melted, spreads over the surface of the grain, forming a strong chemical bond with it. The finished product has a strong and porous structure that provides the tool with good cutting properties with a sufficiently high tool life. The tools on the proposed link, on the serial (base) link:% e M1 and known are tested for the operation of honing parts of the type of sleeve of hardened steel SHKh15. Comparative test data are presented in the table. As follows from the table, the tool on the proposed MA-4 link has the best cutting properties. Compared to cubic boron nitride honing bars on serial M1, its productivity increases 2.8 times.

Claims (2)

1. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ.1. METAL BINDING FOR. АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащая медь, олово, титан, железо и твердый наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью улучшения режущих свойств инструмента и повышения производительности при обработке сталей, компоненты входят в состав связки в следующем соотношении, мас.%:ABRASIVE TOOL, containing copper, tin, titanium, iron and a solid filler, characterized in that, in order to improve the cutting properties of the tool and increase productivity in the processing of steels, the components are included in the binder in the following ratio, wt.%: Медь64-70Copper64-70 Олово14-17Tin14-17 ТитанTitanium 10-1510-15 Железо 0,01-0,1Iron 0.01-0.1 Твердый наполнитель1-5Solid filler 1-5 2. Металлическая связка по п.1, 'отличающаяся тем, что в качестве твердого наполнйтеля она со. держит диборид титана.2. The metal binder according to claim 1, 'characterized in that as a solid filler it is. holds titanium diboride.
SU833568735A 1983-03-30 1983-03-30 Metallic binder for abrasive tool SU1087320A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833568735A SU1087320A1 (en) 1983-03-30 1983-03-30 Metallic binder for abrasive tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833568735A SU1087320A1 (en) 1983-03-30 1983-03-30 Metallic binder for abrasive tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1087320A1 true SU1087320A1 (en) 1984-04-23

Family

ID=21055293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833568735A SU1087320A1 (en) 1983-03-30 1983-03-30 Metallic binder for abrasive tool

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1087320A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 865645, кл. В 24 Г 3/06, 1980. 2. Авторское свидетельство СССР Р 833432, кл. В 24 D 3/06, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2281546C (en) Diamond sintered body having high strength and high wear resistance, andtool including the same
EP0598140B1 (en) Cubic boron nitride-base sintered ceramics for cutting tool
JPH0621312B2 (en) Sintered body for high hardness tool and manufacturing method thereof
EP0482412B1 (en) Abrasive product and method of its use
US4788166A (en) High-hardness sintered article and method for manufacture thereof
KR101363968B1 (en) Polymetal powder and sintered component produced based on this powder
SU1087320A1 (en) Metallic binder for abrasive tool
JPS63145726A (en) Production of cubic boron nitride-base ultra-high pressure sintereo material for cutting tool
JP3292949B2 (en) Fine-grained cemented carbide and method for producing the same
DE3719966C2 (en)
JPS6331538B2 (en)
SU1021586A1 (en) Metallic binding for making diamond tool
JPH0742170B2 (en) Cubic boron nitride based sintered body
JPS61179848A (en) High hardness sintered body for cutting
JPH03107441A (en) High hardness sintered body for tool
SU1068276A1 (en) Metallic binder for abrasive tool manufacture
CA1285776C (en) High hardness sintered compact and process for producing the same
JP3259863B2 (en) Super abrasive tool
JPS63227739A (en) High toughness cermet and its production
JP3257248B2 (en) Cutting tool made of diamond-based ultra-high pressure sintered material with excellent wear and fracture resistance
FI76273B (en) Metallic, copper-based binding agent for producing a work surface for a honing tool
JPH07136812A (en) Cutting tool made of diamond base very high pressure sintered material having excellent chipping resistance
RU2028916C1 (en) Metallic binder
JPH0377151B2 (en)
JPH0830239B2 (en) Sintered body for high hardness tool and manufacturing method thereof