SU1757807A1 - Способ изготовлени алмазного инструмента на гальванической св зке - Google Patents

Abstract

Использование: область инструментальной промышленности и различные области техники. Сущность: способ включает смешивание алмазных и абразивных порошков , плотность которых в 1.1 - 1,17 раза выше плотности алмаза, осаждение смеси на корпус, предварительное закрепление и заращивэние металлом-св зкой. Алмазный порошок берут зернистостью, в 1.2 - 1,5 раза большей зернистости абразива, и количество алмазов берут в 1,1-1,4 раза больше заданной концентрации. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к области инструментальной промышленности и различных областей техники и касаетс  способа изготовлени  алмазного инструмента на гальванической св зке.

Наиболее распространенный метод изготовлени  алмазных инструментов на гальванической св зке предусматривает нанесение алмазных зерен на поверхность инструмента и закреплени  зерен на этой поверхности посредством гальванического заращивани  их металлом-св зкой.

Перва  операци  нанесени  алмазов может производитьс  путем осаждени  зерен из электролита, предварительного приклеивани  зерен к корпусу, погружени  корпуса инструмента в слой порошка, расположенный в корнизке и т д.

Метод осаждени   вл етс , нар ду с погружением в слой порошка, наиболее распространенным и осуществл етс  путем

взмучивани  механическим перемешиванием или барбатировани  порошка наход щегос  в ванне, а также путем погружени  в электролит кисточки с налипшими зернами алмаза в процессе предварительного контакта с порошком.

Недостатками инструмента, изготовленного таким способом,  вл етс  высокий расход алмазов, недостаточные эксплуатационные показатели, невозможность регулировани  концентрации алмазов дл  конкретных условий обработки.

Частично эти недостатки устранены способом изготовлени  по патенту Японии № 56-42429. Согласно этому способу дл  регулировани  распределени  зерен алмаза или эльбора на корпус инструмента к ним примешивают частицы неорганического соединени , твердостью меньшей твердости алмаза или эльбора, размерами равными зернам последних. Неорганические соедиssj

ел

4 00 О VI

нени  неэлектропроводны и инертны к электролиту, в качестве таковых рекомендуютс  окислы, сульфиды различных металлов, например, SI02; Рв20з и т.п. Этот способ изготовлени  прин т нами за прототип.

Недостатками данного способа изготовлени  инструмента применительно к варианту , когда алмазные зерна нанос тс  на поверхность инструмента методом осаждени  из электролита смеси алмазных и абразивных зерен, плотность которых в 1,1 - 1,17 раза больше плотности алмаза,  вл ютс  недостаточные эксплуатационные показатели и качество обработанной поверхности.

Это объ сн етс  тем, что на инструменте образуютс  участки с преимущественно расположенными абразивными зернами. И именно эти участки предопредел ют эксплуатационные показатели инструмента и пониженное качество обработанной поверхности .

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационных показателей инструмента и качества обработанной поверхности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе изготовлени  алмазного инструмента на гальванической св зке путем осаждени  из электролита смеси алмазных и абразивных порошков, плотностью в 1,1 - 1,17 раза большей, чем плотность алмаза, предварительного их закреплени  и заращивани  металлом-св зкой , согласно изобретению алмазный порошок берут зернистостью в 1,2 -1,5 раза больше зернистости абразива и количество алмазов берут в 1,1 - 1,4 раза больше требуемой концентрации алмазов в инструменте .

Как уже указано было выше одним из главных условий использовани  неорганических соединений, в частности, абразивов, при изготовлении инструментов гальваническим способом  вл етс  их неэлектропроводность . Это обеспечивает отсутствие наростов и позвол ет получать покрыти  равномерной толщины.

Из широкого спектра абразивов этому требованию отвечают электрокорунд и разные марки корунда. Плотность этих абразивов находитс  в пределах 3,9 - 4,1 г/см , в то врем  как плотность алмаза составл ет 3,5 - 3,54, т.е., плотность абразива выше плотности алмаза в 1,1 - 1,17 раза.

Это оказывает очень большое вли ние на скорость осаждени  зерен в электролите, котора  дл  зерен правильной формы пропорциональна плотности материала.

Однако, нар ду с плотностью, большое вли ние на скорость осаждени  оказывает форма частиц. Анализ абразивных зерен показал , что они имеют более неправильную

форму, чем различные марки природных и синтетических алмазов. Их различна  форма про вл етс  также в том, что они в пограничном слое по разному парус т и отклон ютс  при осаждении от пр моли0 нейной траектории.

Экспериментально установлено, что дл  зернистостей алмазов в диапазоне 40/28 - 500/400 равномерного осаждени  смеси алмазов и абразивов (электрокорунда

5 и корунда) можно добитьс  если зернистость алмаза в 1,2- 1,5 раза больше зернистости абразива. При этом, чем крупнее зернистость алмазов, тем меньше разница с соответствующей зернистостью абразива.

0 Если дл  зернистости алмазов 40/28-63/50 зернистость абразива, как показали эксперименты , должны быть в 1,5 раза меньше, то дл  зернистостей 200/160 - 500/400 эта разница должна составл ть 1,2 раза.

5 Важным достоинством за вл емого способа изготовлени   вл етс  возможность регулировани  концентрации алмазов в инструменте. Обычно при нанесении зерен из алмазных порошков относитель0 на  концентраци  алмазов в инструменте составл ет 175 - 200%. Дл  обработки же различных материалов требуетс  различна  концентраци  алмазов.

Путем смешивани  различных долей аб5 разива и алмаза можно добитьс  требуемой концентрации алмаза. В то же врем  дл  обеспечени  требуемой концентрации алмазов , как показали эксперименты, необходимо вносить в расчетное содержание

0 массы алмазной корректив путем увеличени  ее в 1,1 - 1,4 раза. Этим снижаетс  вли ние формы зерен порошков алмазов на их равномерность осаждени .

Известно, что в соответствии с ГОСТ

5 9206-80 на порошки алмазные более высоким маркам алмазов соответствует более лучша  форма алмазов. У природных алмазов увеличиваетс  дол  изометрических зерен и их дол  дл  алмазов марок А2 и A3

0 измен етс  с 20% до 80%, а у синтетических алмазов коэффициент формы основной доли зерен в порошке измен етс  с 1,3 до 1,1. Зерна же более правильной формы осаждаютс  быстрее и меньше парус т, витают

5 в пограничной с инструментом зоне.

Поэтому корректируют коэффициент дл  более низких марок алмазов (АСМ, АС6, АС15) составл ют 1,3 - 1,4, а дл  более высоких (АСН, АС50 и выше составл ет 1,1-1,2).

Известно применение различной зернистости алмазов дл  повышени  эксплуатационных показателей инструмента. При этом достигаютс  различные цели, например , повышаетс  его износостойкость за счет нанесени  мелких алмазов в поверхностном слое (авт.свид. № 35168S) или повышаетс  режуща  способность за счет повышенной концентрации крупных зерен (авт.св.№ 1283067).

В нашем случае различные размеры алмазных и абразивных зерен необходимы дл  того, чтобы добитьс  равномерного распределени  этих зерен при осаждении в электролите. Нам известно использование такого решени .

Способ осуществл етс  следующим образом .

В зависимости оттребуемой концентра- ции алмазов в инструменте, рассчитываетс  масса алмазов и абразивов. При этом масса алмазов увеличиваетс  в зависимости от марки алмазов на величину 1.1 - 1,4. Выбираетс  зернистость абразива с учетом по- правочного коэффициента 1,2 - 1,5. Отвешиваютс  выбранные алмазы и абразивы и тщательно смешиваютс .

Например, дл  инструмента требуетс  стопроцентна  относительна  концентра- ци  алмазов АСМ 60/40. Поскольку средн   концентраци  алмазов в инструменте, изготовленном методом гальваностегии, равн 2 187,5%, то часть алмазов

100

етс 

составл ет в смеси

0,53. Так как

187,5

используютс  алмазы с пониженным содержанием основной фракции, то принимаем поправочный коэффициент равным 1,3. Тогда дол  алмазов е смеси составл ет 0,53 1,,689 - 0,69. Поэтому дол  абразива 24А М40 в смеси составл ет 0,31. При массе алмазов дл  смеси в 1000 карат 2,00 г, масса

200 31 абразива составит -gg- 89,9 г.

Затем смесь помещаетс  в ванну, если используетс  метод взмучивани  или в чашку , предварительно смачиваетс  электролитом и с помощью кисточки наноситс  на инструмент.

Операции предварительного закреплени  алмазно-абразивной смеси и заращива- ни  металлом-св зкой производ тс  известными методами гальваностегии.

На РЗАИ были изготовлены круги фор- мы 6A2Јf 200 мм с шириной рабочей поверхности 20 мм. Использовалс  сернокислый электролит, режимы закреплени  смеси и заращивани  использовались стандартные.

Смесь порошков на круги наносилась с помощью кисточки, которую после опускани  в чашу со смесью порошков опускали в электролит . Использовалс  электрокорунд белый плотностью 3,95 г/см3.

Испытани  кругов производились на Калининском стеклозаводе при обработке кромок стеклоиздели  на станках фирмы Бибейк. Частота вращени  круга 2000 об /мин. Усилие прижима - 4 кгс, сож - вода, средн   стойкость определ лась по результатам испытаний 3-х кругов.

Особенности исполнени  кругов и результаты испытаний приведены в таблице 1. Относительна  концентраци  алмазов контролировалась визуально под микроскопом путем подсчета количества зерен в поле зрени .

Приведенные данные показывают, что изготовленные в соответствии с за вл емым способом круги обеспечивают большую стойкость инструмента и более высокое качество обработки. Причем, на круге, выполненном по варианту № 4, также как и по варианту № 2, имели место отдельные участки с повышенным содержанием абразива (п тнистое покрытие), что снижает режущую способность круга и приводит к образованию сколов.

Кроме того, изготовл лись круги формы мм с отверстием #20 мм.

Круги устанавливались на настольно- сверлильном станке и прижимались с усилием 8 кгс к стекл нному образцу размерами 10 х 10 мм, расположенному в ванне с водой Контролировалс  съем стекла за 1 мин. работы .

Круги изготовл лись с алмазами АС15 125/100 и смеси этих алмазов и электрокорунда 24А.

Особенности исполнени  кругов и результаты испытаний приведены в таблице 2.

Эти данные показывают, что и режуща  способность инструментов, изготовленных согласно за вке, выше чем чисто алмазных

Применение предложенного решени  дл  инструментов, предназначенных дл  обработки стекла и древесно-стружечных материалов может обеспечить эффект свы- ше 0,5 млн. руб.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ изготовлени  алмазного инструмента на гальванической св зке, при котором берут смесь алмазного и абразивного порошков с плотностью, последнего в 1,1 - 1,7 раза большей плотности алмазного, помещают в гальваническую ванну, затем

   осаждают, предварительно закрепл ют и заращивают металлом-св зкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационных показателей инструмента , алмазный порошок берут зернистостью, в 1,25 -1,5 раза большей зернистости абразивного порошка, в количестве, выбираемом из следующего услови :

   М-(1,1-1,4)-К,

   где М - количество алмазного порошка, К - заданна  концентраци  алмазного инструмента .

   Таблица 1

   Таблица 2