SU1722803A1 - Масса дл изготовлени абразивного инструмента - Google Patents

Abstract

Использование: изготовление абразивного инструмента из сверхтвердых материалов . Сущность изобретени : абразивна  масса содержит алмазные порошки, окислы редкоземельных металлов, кремниймолиб- деновую или кремнийвольфрамовую кислоту , карбонильное железо. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к изготовлению абразивного инструмента из сверхтвердых материалов на металлической св зке и применению этого инструмента при чистовой обработке деталей из оптического и технического стекла и других неметаллических материалов.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества обработанной поверхности оп- тических деталей,. увеличение производительности инструмента и уменьшение расхода алмазов..

Дл  достижени  поставленной цели в составе на основе железа, включающем легирующие компоненты, а также микропорошки алмазов и других абразивных наполнителей, в качестве основного компонента массы использован мелкодисперсный порошок карбонильного железа, в качестве легирующего компонента крем- ниймолибденова  или кремнийвольфрамо- ва  кислота, а в качестве абразивного наполнител  тонкодисперсные порошки окислов редкоземельных металлов (РЗМ), преимущественно окиси цери .

Компоненты вход т в состав в следующих соотношени х, мае. %: алмазные мик ропорошки 3,0-15,0; микропарошки окислов редкоземельных металлов 5,0-20,0;

кремниймолибденова  и/или кремнийволь- фрамова  кислота 0,5-5,0; карбонильное железо остальное.

Использование в качестве основного компонента массы весьма тонких порошков железа, полученных карбонильным способом с размером частиц 0,5-10 мкм, способствует равномерному распределению режущих элементов - тонких от 1,0 мкм и выше микропорошков алмазов и окислов редкоземельных металлов в металлической матрице при повышенном содержании режущих частиц.

Использование в качестве легирующего компонента кремниймолибденовой кислоты или кремнийвольфрамовой способствует при смешивании компонентов массы образованию разделительной пленки, облегчающей достижение равномерного распределени  микропорошков гетерогенной смеси. При нагреве в процессе спекани  образуетс  на поверхности частиц тонка  защитна  пленка, предотвращающа  от растворени  микропорошки алмаза в железе при температурах их активного воздействи .

Тонкодиспёрсные, менее 5 мкм, микропорошки окислов редкоземельных металлов , преимущественно окислов цери .

сл

ю .ю со

о

CJ

нижают шероховатость обрабатываемой оверхности при чистовой обраббтке стека .

Дл  экспериментальной проверки сотава подготовлены смеси ингредиентов см. табл. 1). Все составы, приведенные в абл. 1, использованы с одинаковой зернитостью микропорошков алмазов одной артии АСМ 10/7.

В качестве основного компонента использовали порошки железа с размером частиц 0,5-10,0 мкм, полученлого карбонильным способом, марки ОС4-6-2. ак как в состо нии поставки порошок соержит до 10% конгломератов (крупки), предварительно производили отсев конглог мератов,

В качестве абразивного наполнител  использовали микропорошки (менее 5 мкм) окислов редкоземельных металлов, в частности диоксида цери . В качестве легирующего компонента использовали кремниймолибденовую или кремнийвольф- рамовую кислоту. Кислоту вводили в состав массы в виде насыщенного водного раствора .

Смешивание компонентов массы может быть осуществлено на серийном смесительном оборудовании по известной технологии . Однако наибольший эффект достигнут при смешивании в реакторе аппарата вихревого сло  (ABC), при этом использован эффект воздействи  на шихту магнитных тел, движущихс  во вращающемс  магнитном поле.

Использование ABC сокращает цикл смешивани  в 100-1000 раз до 0,5-2,0 мин. Но основной эффект ABC заключаетс  в равномерном распределении компонентов, распределении раствора кремниймолибде- новой кислоты в виде тонкой пленки на поверхности порошков компонентов шихты, а также активации компонентов смеси, позвол ющей снизить температуру спекани  брикета и повысить его механические, свойства . .

Последующие операции изготовлени  инструмента не отличаютс  от известной технологический схемы; подсушивание смеси , гранулирование ее, холодное брикетирование в пресс-форме при 200-600 МПа, спекание в вакууме или защитной атмосфере при 800-900° С. Дл  получени  большей точности размеров и формы инструмента возможна калибровка в холодном состо нии .

. Изготовлены алмазные инструменты разных форм и размеров дл  чистовой обработки плоских и сферических деталей с микропорошками алмазов от АСМ 3/2 до АСМ

40/28. Сравнительные испытани  эксплуатационных свойств проведены при плоском шлифовании стекла марки К 108.

Результаты сравнительных испытаний

алмазных инструментов, изготовленных с использованием указанных составов, приведен в табл.2.

В качестве смазочно-охлаждающего технологического состава использован водный

0 раствор 0,2-0,3% состава, содержащего высокомолекул рный полиэтилен-полиамин. Состав имеет торговую марку Оптика-1.

Работоспособность инструмента оце- . нивалась съемом стекла за один цикл шли5 фовани , прин тый равным 2 мин, а также изменением производительности после шлифовани  30 деталей (60 машинных минут работы). Кажда  деталь предварительно обрабатывалась более крупным алмазным

0 зерном, имела шероховатость Ra 1,1- 0,90 мкм.

В табл. 2 представлены результаты изменени  режущей способности алмазного инструмента, котора  выражаетс  отноше5 нием съема с детали в конечный цикл к начальному , средней скорости износа инструмента, изменени  шероховатости поверхности .

Дл  инструментов, изготовленных из со0 ставов в заданных пределах соотношени  компонентов массы, характерно хорошее состо ние эксплуатационных свойств: повышенна  режуща  способность, менее выраженное изменение режущей способности

5 по времени работы, пониженный износ инструмента , выше качество обработанной поверхности .

Отклонение от заданных пределов измен ет в худшую сторону эксплуатацион0 ные свойства, инструмента. Так, пониженное содержание алмаза до 1 мас.% (пример 3 табл. 1 и 2) сопровождаетс  снижением в 2-3 раза производительности обработки , значительным затуплением, более

5 высоким износом инструмента, увеличиваетс  шероховатость поверхности.

Повышенное содержание алмазных микропорошков (пример 5, табл. 1 и 2) обеспечивает повышенную производительность

0 обработки (до 20%), однако при этом в три раза увеличиваетс  износ инструмента, увеличиваетс  шероховатость поверхности. Пониженное содержание окислов РЗМ (пример 9, табл. 1 и 2) снижает производи5 тельность в 1,5 раза, ухудшает качество поверхности .

Увеличение содержани  окислов РЗМ выше предложенного предела (пример 8, табл. 1 и 2) повышает износ инструмента в 3-4 раза.

Пример 10, табл. 1 .и 2, показывает изменение свойств инструмента при уменьшении содержани  креммиймотшбденовой кислоты ниже заданного предела: значительное снижение режущей способности, повышенный износ инструмента, снижение качества обработанной поверхности - высока  шероховатость, царапины.

Превышение содержани  этого компонента выше заданного предела (пример 13, табл. 1 и 2) приводит к снижению режущей способности, повышению затупл емости инструмента, хот  при этом снижаетс  износ и улучшаетс  качество.

Лучшее сочетание эксплуатационных свойств имеет инструмент, изготовленный из состава 1, табл. 1 и 2.

Инструменты на этой св зке обладают повышенными режущими свойствами, которые сохран ютс  в течение продолжитель- ного времени без правки, обеспечивают повышенное качество обработанной поверхности без царапин и увеличение производительности шлифовани .

Износостойкость разработанного инст- румента превосходит известные в 2-3 раза, что оебспечивает сохранение в процессе

работы заданных размеров и формы и уменьшение удельного расхода алмаза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Масса дл  изготовлени  абразивного инструмента, включающа  св зку на основе железа, микропорошки алмазов и абразивных наполнителей, а также легирующий компонент, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью повышени  качества обрабатываемой поверхности оптических деталей при чистовой обработке, увеличени  производительности шлифовани  и уменьшени  удельного расхода алмазов, в качестве св зки масса содержит порошок карбонильного железа, в качестве легирующего компонента - кремниймолибденовую или кремний- вольфрамовую кислоту, в качестве абразивного наполнител  - окислы редкоземельных металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.%;

   Микропорошки алмазов3,0-15,0

   Окислы редкоземельных

   металлов 5,0-20,0

   Кремниймолибденова 

   или кремнийвольфрамова 

   кислота0,5-5,0

   Карбонильное железоОстальное

   Т а б л и ц а 1

   1 2

   г k

   5 6

   7

   8

   9

   10

   11

   12

   13

   k

   ,0

   80,5

   85,0

   87,0

   73,0

   71,0

   85,5

   70,5

   65,5

   87,5

   82,25

   82,0

   77,5

   .76,0

   80,5

   Т а б л и ц а 2