SU990418A1 - Method of producing diamond tool - Google Patents

Method of producing diamond tool Download PDF

Info

Publication number
SU990418A1
SU990418A1 SU813338495A SU3338495A SU990418A1 SU 990418 A1 SU990418 A1 SU 990418A1 SU 813338495 A SU813338495 A SU 813338495A SU 3338495 A SU3338495 A SU 3338495A SU 990418 A1 SU990418 A1 SU 990418A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
layer
diamond
filler
grains
granules
Prior art date
Application number
SU813338495A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Нухимович Лившиц
Александр Александрович Бугаев
Роберт Константинович Богданов
Василий Федорович Фадеев
Татьяна Петровна Титова
Александр Николаевич Ивженко
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср
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 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Ан Усср
Priority to SU813338495A priority Critical patent/SU990418A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU990418A1 publication Critical patent/SU990418A1/en

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА(54) METHOD OF MANUFACTURING DIAMOND TOOLS

Изобретение относитс  к порошковой металлургии , в частности к изготовлению ал .мазного абразивного инструмента, и может быть использовано, например, при изготовлении буровых коронок.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to the manufacture of alumina abrasive tools, and can be used, for example, in the manufacture of drill bits.

Известен способ изготовлени  алмазного инструмента из алмазной массы, содержащей зерна алмаза и наполнител , скрепленные металлической св зкой, и 3-15 об. % порошка графита, предварительно металлизированного Fe, Со, Ni. При изготовлении инструмента из алмазной массы алмазный порошок смешивают с порошком св зки и наполнител . Наполнитель данной алмазной массы включает порошок графита, предварительно металлизированный Fe, Со, Ni. Полученную массу формуют и спекают I.A known method of making diamond tools from a diamond mass containing diamond grains and filler, fastened with a metal binder, and 3-15 vol. % graphite powder, pre-metallized Fe, Co, Ni. In the manufacture of diamond tools, diamond powder is mixed with a binder powder and a filler. The filler of this diamond mass includes graphite powder, pre-metallized Fe, Co, Ni. The resulting mass is molded and sintered I.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  износостойкость инструмента.The disadvantage of this method is the low wear resistance of the tool.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ изготовлени  алмазного инструмента, вйлючающий формирование рабочего сло  инструмента путем послойного нанесени  на зерна алмаза клеющего вещества , порошков наполнител  и металлической св зки и последующее совместноеThe closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a method of manufacturing a diamond tool, which includes the formation of the working layer of the tool by layer-by-layer deposition of glue, filler powders and metallic bonding on the grains of diamond and the subsequent joint

спекание рабочего сло  с корпусом инструмента .sintering the working layer with the tool body.

Процесс изготовлени  а..1мазного инструмента провод т следуюн1им образом.The manufacturing process of an A..1. Diamond tool is carried out as follows.

Поверхность. алмаз1И11х зерен смачивают клеющим веществом и тщательно перемешивают . К алмазным зернам, смоченным клеющим веществом, постепенно добавл ют поpOHJOK наполнител , например, никел . При продолжающемс  перемешивании (накатывании ) алмазный ко.мок распадаетс  на отдельные алмазные зерна, покрытые с,-к)ем металлического пороп1ка. Верхний наружн1)|й слой образуетс  порон1ком металлической св зки, например железом, медью, данным 15 способом. Затем полученные гранулы снекают и одновременно закрепл ют на корпусе 2.Surface. Diamond I11x grains are moistened with an adhesive and mixed thoroughly. POHOHJOK filler, for example, nickel, is gradually added to the diamond grains moistened with an adhesive. With continued agitation (rolling), the diamond core disintegrates into individual diamond grains, coated with, to a metallic powder. The upper outermost | layer is formed by a poron of a metal bond, for example iron, copper, in the 15th manner. The resulting granules are then snapped off and simultaneously fixed to the housing 2.

Недостатком известного способа  в.1 етс  низка  износостойкость инструмеп л вследствие того, что каждое алмачпсм ;u-pii) находите в жесткой металлмчсскпг обо/шч ке, что не обеспечивает амортизации при p.iботе алмазного зерна и вылывасг раскрошивание и его преждевременное р к руп1енио. Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости алмазного инструмента. Дл  достижени  цели согласно способу изготовлени  алмазного инструмента, включающему формирование рабочего сло  путем послойного нанесени  на зерна алмаза клеющего вещества, порощков наполнител  и металлической св зки и последующее совместное спекание рабочего сло  с корпусом инструмента , перед нанесением порошков наполнител  и металлической св зки на зерна алмаза предварительно нанос т слой порошка графита, в количестве 3-8% от веса алмазных зерен. Изготовление инструмента осуществл ют следующим образом. Навеску алмазного порошка смачивают кле щим веществом. К алмазам, смоченным кле щим веществом, добавл ют 25% расчетной навески порошка графита. Полученную массу тщательно перемещивают и получают алмазные зерна, покрытые слоем графитового порошка. Первичные гранулы помещают в гранул тор и занос т оставшуюс  часть навески графитового порошка, смачива  гранулы суспензией (смесь спирта с глицерином, 5%-ны раствором каучука в бензине или любым другим смачивающим веществом). На полученные графитовые гранулы нанос т слой нап(Ьлнител . В качестве наполнител  могут быть использованы различные тугоплавкие материалы, например карбиды вольфрама , карбиды титана. При нанесении сло  наполнители графитовые гранулы также смачиваютс  суспензией . Полученные гранулы покрывают слоем металлической св зки (в качестве св зки могут 6bfTb использованы различные композиции на основе меди, олова, железа , никел  и других материалов). Гранул цию провод т до достижени  гра нулами требуемого расчетного веса. Необходимое количество предварительно просушенных графитовых гранул засыпают в графитовую пресс-форму. В качестве приварочного сло  используют смесь материала наполнител  и св зки. Устанавливают корпус. Производ т спекание материала матрицы с одновременным закреплением на корпусе. Инструмент передают на механическую обработку . Пример Берут 1 г (5 карат) алмазного порошка марки АСС, зернистости 250/200. Навеску алмазного порошка смачивают кле щим веществом - эпоксидной смолой ЭД20 в количестве 0,01 г, что составл ет 1/100 от веса алмазного, порошка. К алмазам, смоченным кле щим веществом , добавл ют 25/о навески порошка графита - 0,02 г. Количество графитового порошка составл ет от веса .гранулируемых алмазных зерен, т. е. 0,08 г. Полученную массу тщательно перемешивают. Первичные графитовые гранулы помещают в гранул тор и накатывают оставщуюс  часть навески графитового порошка. При этом гранулы периодически смачиваютс  5°/о-ным раствором каучука в бензине. На полученные графитовые гранулы, смоченные раствором олеиновой кислоты и вазелинового масла (1:2), нанос т слой наполнител . В качестве наполнител  используют карбид вольфрама. Полученные гранулы покрывают слоем металлической св зки. При нанесении металлической св зки на гранулы добавл ют смачивающее вещество - 5°/о-ный раствор каучука в бензине). Гранулы подсушивают и засыпают в графитовую пресс-форму. В качестве приварочного сло  используют смесь наполнител  и металлической св зки в соотношении 50:50 об. % - 11 г ВКб и 7 г медного порошка. Устанавливают корпус. Производ т спекание матрицы с одновременным закреплением на корпусе при t 950°, времени спекани  Т 15 мин и давлении Р 200 кг/см Согласно описанной технологии была изготовлена и испытана парти  опытных коронок . Экспериментальные исследовани  изготовленного инструмента проводили в лабораторных услови х на специальном стенде, созданном на базе радиально-сверлильного станка 2А55. в процессе экспериментальных исследований в лабораторных услови х при бурении фиксировали осевую нагрузку (манометром); потребл емую мощность (ваттметром); проходку (лимбом, установленным на сверлильной головке станка с точностью до 1 мм); врем  бурени  (секундомером). Коронка отрабатывалась до полного износа рабочего сло . Данные отработки инструмента приведены в табл. 1 и 2. Как видно из табл. 1, использование графитового порошка повышает износостойкость инстру.мента (износостойкость определ ли по величине проходки на коронку). Слой графитового порошка заполн ет неровности на поверхности каждого алмазного зерна. При бурении твердых и очень твердых пород, когда возникают значительные силы трени  и происходит интенсивное тепловыделение , слой графитового порошка, пропитанный св зкой, сулижт смачивающим материалом дл  алмазных зерен и в качестве м гкой амортизации оболочки предохран ет зерна от скалывани  и раскрошивани  при ударах. Уменьшение содержани  графита ниже 3% не дает возможности создать вокруг алмазных зерен защитной оболочки и не предохран ет зерна от температурного вюздействи  и ударных нагрузок. Повышение содержани  графита выше 8% не дает возможности равномерного и быстрого износа алмазных зерен, материал становитс  малоизносостойким и изнашиваетс  намного быстрее , чём зерна алмаза. Алмазные зерна при этом преждевременно выпадают, полностью не отработав свой ресурс. Применение предлагаемого способа изготовлени  инструмента позвол ет повысить The disadvantage of the known method is the low wear resistance of tools due to the fact that each alma; u-pii) is found in a hard metal frame that does not provide cushioning during p.ibot of diamond grains and shredding and its premature production. . The aim of the invention is to increase the wear resistance of diamond tools. To achieve the goal, according to the method of manufacturing a diamond tool, which includes forming the working layer by layer-by-layer deposition of glue, filler and metal ligaments on the grains of diamond and subsequent joint sintering of the working layer with the tool body, before applying the filler powders and metal ligature on the diamond grains Apply a layer of graphite powder in an amount of 3-8% by weight of diamond grains. The manufacture of the tool is carried out as follows. A portion of the diamond powder is moistened with an adhesive. 25% of the calculated weight of graphite powder is added to the diamonds moistened with adhesive. The resulting mass is carefully moved and get diamond grains coated with a layer of graphite powder. The primary granules are placed in the granulator and the rest of the graphite powder is weighed in, the granules are wetted with a suspension (a mixture of alcohol and glycerin, 5% solution of rubber in gasoline or any other wetting agent). The obtained graphite granules are applied in a napply layer. Various refractory materials can be used as a filler, for example tungsten carbides, titanium carbides. In applying a layer of fillers, the graphite granules are also wetted with a suspension. The granules are coated with a layer of metal binder (as a bond different compositions based on copper, tin, iron, nickel, and other materials can be used 6bfTb. Granulation is carried out until the granules have the required calculated weight. The pre-dried graphite granules are poured into a graphite mold. A mixture of filler material and binder is used as the welding layer. The body is installed. The matrix material is sintered and simultaneously fixed to the body. The tool is transferred for machining. Example Take 1 g (5 carat of diamond powder ACC grade, grit 250/200. A portion of the diamond powder is moistened with an adhesive of epoxy resin ED20 in the amount of 0.01 g, which is 1/100 of the weight of the diamond powder. A 25 / на portion of graphite powder is added to diamonds moistened with an adhesive substance — 0.02 g. The amount of graphite powder is based on the weight of the granulated diamond grains, i.e., 0.08 g. The resulting mass is thoroughly mixed. The primary graphite granules are placed in the granulator and the remaining portion of the graphite powder is rolled. At the same time, the granules are periodically wetted with a 5 ° / ohm solution of rubber in gasoline. A filler layer is applied to the obtained graphite granules moistened with a solution of oleic acid and petroleum jelly (1: 2). Tungsten carbide is used as a filler. The resulting granules are coated with a layer of metallic binder. When metal bonding is applied to the granules, a wetting agent (5 ° / rubber solution in gasoline is added). The granules are dried and poured into a graphite mold. A mixture of filler and metal binder in the ratio of 50:50 vol. % - 11 g VKB and 7 g of copper powder. Install the case. The sintering of the matrix is carried out with simultaneous fixing on the case at t 950 °, sintering time T 15 min and pressure P 200 kg / cm. According to the described technology, a batch of experimental crowns was manufactured and tested. Experimental studies of the manufactured tool were performed under laboratory conditions on a special stand, created on the basis of the 2A55 radial drilling machine. in the course of experimental studies in the laboratory, axial load was recorded while drilling (with a pressure gauge); power consumption (wattmeter); Driving (limb mounted on the drilling head of the machine with an accuracy of 1 mm); drilling time (stopwatch). The crown was worked out until complete wear of the working layer. The data of working out the tool are given in table. 1 and 2. As can be seen from the table. 1, the use of graphite powder increases tool wear resistance (wear resistance is determined by the amount of penetration to the crown). A layer of graphite powder fills the irregularities on the surface of each diamond grain. When drilling hard and very hard rocks, when considerable frictional forces arise and intense heat generation occurs, a layer of graphite powder impregnated with a binder, sludge wetting material for diamond grains and as a soft cushioning of the shell prevents the grains from chipping and crushing on impact. Reducing the graphite content below 3% makes it impossible to create a protective sheath around the diamond grains and does not protect the grains from thermal effects and shock loads. Increasing the graphite content above 8% does not allow uniform and rapid wear of diamond grains, the material becomes low-wear-resistant and wears out much faster than diamond grains. At the same time, diamond grains fall prematurely, without having fully completed their resource. The application of the proposed method of manufacturing a tool allows you to increase

250/200250/200

Таблица 1Table 1

Таблица 2table 2

15,7 15.7

CuMn 11,1 16,0 lit,8 11 ,0 10,9 проходку на коронку при бурении гранита X категории на 35-/О, что даст возможность сократить затраты на метр бурени  на 0,84 руб/м -- 1,46 руб/м. При этом затраты на 1 коронку сократ тс  на 7,5-17,2 руб/коронку.CuMn 11.1 16.0 lit, 8 11, 0 10.9 penetration on the crown while drilling granite X of category 35- / O, which will make it possible to reduce the cost per meter of drilling by 0.84 rubles / m - 1.46 rub / m At the same time, the cost of 1 crown of the TC reduction is 7.5-17.2 rubles / crown.

„990418„990418

/about

Claims (2)

Формула изобретени перед нанесением порошков наполнител  и Способ изготовлени  алмазного инстру-варительно нанос т слой порошка графита, мента, включающий формирование рабочегов количестве 3-8% от веса алмазных зерен, сло  путем послойного нанесени  на зернаИсточники информации, алмаза кле щего вещества, порошков на-s прин тые во внимание при экспертизе полнител  и металлической св зки, и после-1. Авторско свидетельство СССР дующее совместное спекание рабочего сло № 228557, кл. В 24 D 3/06, 1966. с корпусом инструмента, отличающийс  тем,The claims of the invention before applying the filler powders and the method of manufacturing diamond tools instrumented deposition of a layer of graphite powder, ment, including the formation of a working amount of 3-8% of the weight of diamond grains, layer by layer-by-layer deposition of adhesives, powders of diamond s taken into account in the examination of the filler and metal binder, and after -1. USSR author's certificate of blowing joint sintering of working layer No. 228557, cl. 24 D 3/06, 1966. with a tool body, characterized in that 2. Авторское свидетельство СССР что, с целью повышени  износостойкости,№ 132970, кл. В 24-D 3/06, 1960.2. USSR author's certificate that, in order to increase wear resistance, No. 132970, cl. In 24-D 3/06, 1960. металлической св зки на зерна алмаза предmetal bonded diamond grains before
SU813338495A 1981-09-23 1981-09-23 Method of producing diamond tool SU990418A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813338495A SU990418A1 (en) 1981-09-23 1981-09-23 Method of producing diamond tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813338495A SU990418A1 (en) 1981-09-23 1981-09-23 Method of producing diamond tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU990418A1 true SU990418A1 (en) 1983-01-23

Family

ID=20976944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813338495A SU990418A1 (en) 1981-09-23 1981-09-23 Method of producing diamond tool

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU990418A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537097A (en) * 1983-01-07 1985-08-27 Christensen, Inc. Method and apparatus for manufacturing cutting elements particularly for deep drilling
CN107825310A (en) * 2017-10-27 2018-03-23 南京三超新材料股份有限公司 A kind of diamond metal grinding tool manufacture method
RU2825806C1 (en) * 2023-09-06 2024-08-29 Общество с ограниченной ответственностью "СбТУЛС" Method of making diamond tool

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4537097A (en) * 1983-01-07 1985-08-27 Christensen, Inc. Method and apparatus for manufacturing cutting elements particularly for deep drilling
CN107825310A (en) * 2017-10-27 2018-03-23 南京三超新材料股份有限公司 A kind of diamond metal grinding tool manufacture method
CN107825310B (en) * 2017-10-27 2019-11-22 南京三超新材料股份有限公司 A kind of diamond metal grinding tool manufacturing method
RU2825806C1 (en) * 2023-09-06 2024-08-29 Общество с ограниченной ответственностью "СбТУЛС" Method of making diamond tool

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0169081B1 (en) Composite polycristalline diamond
CA1101221A (en) Abrasive bodies
US3175260A (en) Process for making metal carbide hard surfacing material and composite casting
CA2124393C (en) Method of making an abrasive compact
AU670367B2 (en) A method of making an abrasive compact
US4311489A (en) Coated abrasive having brittle agglomerates of abrasive grain
CA1136429A (en) Abrasive compacts
CN103261563B (en) Scribble the diamond particles of Graphene, comprise the composition of this particle and intermediate structure and formed and scribble the diamond particles of Graphene and the method for glomerocryst composite sheet
KR101441153B1 (en) Abrasive compacts with improved machinability
JPH0732985B2 (en) Abrasive grinding tool
US5106393A (en) Diamond compact possessing low electrical resistivity
CN104066549B (en) The super abrasive particle grinding stone of vitrified bond
ZA201101040B (en) Composite cutter substrate to mitigate residual stress
CN103003471A (en) Hard face structure and body comprising same
CN103934758A (en) Aggregation-type abrasive grain superabrasive grinding wheel and preparing method thereof
US4334895A (en) Glass bonded abrasive tool containing metal clad graphite
SU990423A1 (en) Method of producing diamond tool
CN110408828B (en) Artificial diamond drill bit material, drill bit and production process thereof
SU990418A1 (en) Method of producing diamond tool
CN112439896B (en) Downhole drill bit containing fused deposition 3D printing and forming diamond-impregnated layer and preparation method thereof
CN101824968A (en) Novel brazed impregnated diamond bit
Konstanty et al. Production of diamond sawblades for stone sawing applications
Konstanty Powder metallurgy diamond tools–a review of manufacturing routes
CN103015903A (en) Fabrication method for hot pressing diamond bit with added aluminium oxide hollow balls
US5181938A (en) Cobalt-bound diamond tools, a process for their manufacture and their use