WO2015174889A1 - Mass for manufacturing a diamond tool - Google Patents
Mass for manufacturing a diamond tool Download PDFInfo
- Publication number
- WO2015174889A1 WO2015174889A1 PCT/RU2015/000175 RU2015000175W WO2015174889A1 WO 2015174889 A1 WO2015174889 A1 WO 2015174889A1 RU 2015000175 W RU2015000175 W RU 2015000175W WO 2015174889 A1 WO2015174889 A1 WO 2015174889A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mass
- diamond
- powders
- tool
- graphene oxide
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
Definitions
- the invention relates to the field of tool production, in particular to diamond tools containing diamond grains bound by an organic binder.
- Tools on the organic binder used for rough, and finishing honing GRAIN t ki metallic and nonmetallic materials, carbide and others. Materials.
- Diamond tools should have a long service life, have good grinding properties and provide a defect-free surface treatment.
- One of the simplest and most economical ways to influence the performance of a grinding tool is the introduction of various fillers into the mixture.
- the closest technical solution to the claimed mass is a mass for the manufacture of diamond tools containing diamond powder - 6-25 vol.%, Carbon in the form of graphene with a crystal lattice - 2.0-20.0 vol.%, Brittle filler - 10.0 - 23.0 vol.% And the organic binder - the rest, (application RU N2 2013 126341, 2013).
- the mechanical strength of the tool is increased due to the fact that graphene introduced into the mass is a nanoscale carbon material with high physical and mechanical properties. But at the same time, due to the high crystallinity of graphene, its wettability with organic binders is not large, which affects the strength of the material as a whole.
- the technical task is to create a cheaper abrasive mass that does not contain scarce components and provides a tool with high strength, wear resistance and cutting ability.
- the technical result is achieved in that the weight for the manufacture of Nogo Alma tool containing diamond, an organic binder and a carbon filler, a carbon filler as it contains graphene oxide in the form of ultrafine powders with the following ratio of components, vol. %: diamond 6.0 - 32.0
- Carbon in the form of ultrafine powders of graphene oxide is introduced into the mass in the form of ultrafine powders with a grain size of not more than 100 nm.
- the mass may additionally contain brittle filler in an amount of 5-25% g b, which can be used as powders of iodine carbide, silicon carbide, oxide, aluminum, silicon dioxide, etc.
- the mass may also additionally contain powders of metals selected from the Ag group, Cu, Fe, Bi, Al. The amount of metal powders can be 5-25% vol.
- the invention consists in the following.
- Graphene oxide unlike single-layer graphene, is a layered network structure with a developed rough surface and with random inclusion of other molecules, for example, such as carboxyl, hydroxyl and other active oxygen-containing functional groups.
- organic binders In the manufacturing process of a tool, when heated, graphene oxide is well wetted by organic binders, increasing the adhesion of graphene oxide to the binder, both on the surface of graphene oxide and due to the attachment of organic bond radicals to the free bonds of the graphene oxide structure, i.e. hardening effect of the organic binder is observed.
- various diamond-containing polymer binder compositions containing oxide graphene acquire increased strength properties, which increases the wear resistance of diamond tools.
- graphene oxide which has a greater coefficient of friction in a pair of graphene oxide-organic than graphene-organic, is more easily (evenly) distributed over the mass volume and does not tend to “float” onto the mass surface
- Graphene oxide is an intermediate in the production of graphene.
- the most time-consuming and difficult to reproduce operation is the production of single-layer graphene. In this case, this operation is absent. Therefore, graphene oxide is much cheaper than single-layer graphene.
- the technology for producing graphene oxide is quite well developed with a good yield of material.
- the amount of graphene oxide in the mass is 2.0 - 20.0% vol.
- the introduction of graphene oxide more than 20.0% vol. softens the working layer of the tool.
- the amount of graphene oxide less than 2% will not allow to obtain the desired effect.
- a brittle filler materials such as boron carbide, silicon carbide, oxide, aluminum, silicon dioxide, etc. can be introduced into the mass. Brittle fillers are introduced into the mass in order to ensure self-sharpening of the tool during its operation.
- brittle filler 20.0 vol.% To obtain the tool the required strength.
- the optimal amount of brittle filler is 5-25% vol. With less brittle filler, the working layer of the tool will be too strong, the tool will not be able to self-sharpen during operation. With more brittle filler, the tool wear resistance will be quite low.
- the introduction of brittle filler in the mass is associated with the content in the mass of graphene oxide. The higher the graphene oxide content, the less brittle filler is introduced and vice versa.
- the combination of strength properties of the tool with its optimal self-sharpening is especially necessary when machining parts in the power cutting mode.
- thermoset or thermoplastic resins can be used as an organic binder.
- the most widely used binders in the manufacture of diamond tools are phenol (]: formaldehyde, polyamide, polyimide, epoxy, carbon resin and others.
- the diamond material can be used mainly synthetic diamond powders, diamond grains.
- cubic boron nitride powders, crushed sintered materials based on cubic boron nitride, which are widely used in abrasive tools as superhard abrasive material, and can effectively replace diamond, can be used as abrasive grains in tools.
- diamond tools contain diamond powder in an amount of 6.0-32.0 vol.%. It is known that with less than 6.0 vol. % diamond powder cutting the ability of the tool will be very low due to the small number of cutting grains on the working surface of the tool; when the diamond powder content is more than 32.0 vol. %, also the cutting ability of the tool will be reduced due to a decrease in cutting force per unit of diamond grain, a significant salting of the working surface of the tool due to poor removal of the sludge generated during processing.
- metal fillers selected from the group of Ag, Cu, Fe, Bi, Al, Sn contribute to the "crosslinking" of individual graphene oxide flakes.
- these metal fillers are widely known, where they create a strong framework and at the same time fulfill a different functional role.
- Ag, Cu, Al are introduced into the mass, for thermal conductivity and electrical conductivity, Bi, Sn and Al - to reduce the coefficient of friction in the cutting zone.
- aluminum has a good affinity for organic matter, contributing to the crosslinking of its functional groups; iron plays the role of a powder hardener, especially in the manufacture of narrow-edged circles.
- the amount of metal powders selected from the group of Ag, Cu, Fe, Bi, Al, Sn is 5-25% vol. A smaller amount of certain metal powders will not have a significant effect on obtaining the necessary characteristics of the tool, a greater number of metal powders soften the diamond working layer.
- the mass contained AC6 grade diamond powders with a grain size of 125/100, and a diamond concentration of 25% by volume. (100), as a binder - pulvebakelit, as well as fillers - graphene oxide and B4C.
- the grinding wheel was prepared according to generally accepted technology. The prepared components were mixed to obtain a mixture, the mixture was placed in a mold and subjected to pressing at a pressure of 600 kgf / cm2 and heat treated at a temperature of 200 ° C for 10 min.
- the wheels were tested on a surface grinding machine when processing a VK8 grade alloy. Test modes: circle speed - 22 m / s, longitudinal feed - 1.0 m / min, lateral feed - 0.03 mm / stroke.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of tool production, and specifically to diamond tools containing diamond grains which are bound by an organic binding agent. A mass for manufacturing a diamond tool contains diamond, an organic binding agent, and a carbon filler, namely graphene oxide in the form of ultrafine powders, in the following ratio of components (vol%): 6.0-32.0 diamond; 2.0-20.0 carbon in the form of ultrafine graphene oxide powders; and the balance being an organic binding agent. The mass may additionally contain a brittle filler, wherein powders of boron carbide, silicon carbide, aluminum oxides, silicon dioxide and others may be used as such a filler, and also metal powders selected from the group including Ag, Cu, Fe, Bi, and Al. A mass containing carbon in the form of ultrafine powders of graphene oxide is less expensive, does not contain scarce components, and allows for manufacturing a tool having high strength, durability and cutting performance.
Description
МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА MASS FOR MAKING DIAMOND TOOLS
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области инструментального производства, в частности к алмазным инструментам, содержащим алмазные зерна, связанные органическим связующим. Инструменты на органическом связующем используются для получистовой, чистовой и доводочной обработки металлических и неметаллических материалов, твердого сплава и др. материалов. The invention relates to the field of tool production, in particular to diamond tools containing diamond grains bound by an organic binder. Tools on the organic binder used for rough, and finishing honing GRAIN t ki metallic and nonmetallic materials, carbide and others. Materials.
Уровень техники State of the art
Алмазные инструменты должны иметь длительный срок службы, обладать хорошими шлифующими свойствами и обеспечивать бездефектную обработку поверхности. Одним из наиболее простых и экономичных способов влияния на работоспособность шлифовального инструмента является введение в состав шихты различных наполнителей. Diamond tools should have a long service life, have good grinding properties and provide a defect-free surface treatment. One of the simplest and most economical ways to influence the performance of a grinding tool is the introduction of various fillers into the mixture.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив, органическое связующее и наполнители в виде порошкообразного графита и графитовых волокон. (SU Ν° 931443, кл. B24D 3/28, 1980 г.). Графитовые волокна имеют длину 0,5-8 мм и выполняют функцию армирующего наполнителя, а дисперсный графит выполняет функцию дисперсноупрочняющего наполнителя, снижающего коэффициент трения связки инструмента по обрабатываемой поверхности. Однако введение указанных графитовых наполнителей в недостаточной степени повышает стойкость инструмента из-за малой (сдвиговой) прочности графита и трудностей получения равномерного распределения графитового волокна в массе.
Из патента RU JN° 1 463460, кл. B24D 3/20, 1987 г., известно введение в алма о-абразивную массу на органической связке тонкодисперсного тьрморасщеп ленного графита (ТРГ), представляющего собой углеводородные ультрадисперсные порошки, в которых нарушено плоскопараллельное расположение молекул графита с образованием пространственного нерегулярного расположения решеток графита, а также металлических порошков, выбранных из группы медь, олово, висмут, железо. Недостаток кругов, изготовленных из этой массы, заключается в том, что ТРГ при прессовании рабочего слоя инструмента из-за резкого снижения внутреннего трения способствует образованию плотной упаковки частиц исходных компонентов, обеспечивая повышение прочности инструмента. Такой инструмент при шлифовании быстро засаливается, поэтому для обеспечения работоспособности инструмента требуется его частая правка. Known mass for the manufacture of abrasive tools containing abrasive, an organic binder and fillers in the form of powdered graphite and graphite fibers. (SU Ν ° 931443, class B24D 3/28, 1980). Graphite fibers have a length of 0.5-8 mm and act as a reinforcing filler, and dispersed graphite serves as a dispersion-reinforcing filler, which reduces the coefficient of friction of the tool bundle on the treated surface. However, the introduction of these graphite fillers does not sufficiently increase the tool life due to the low (shear) strength of graphite and the difficulties in obtaining a uniform distribution of graphite fiber in the mass. From patent RU JN ° 1 463460, cl. B24D 3/20, 1987, it is known to introduce finely dispersed fissionable graphite (TEG) into an alga-o-abrasive mass on an organic binder, which is a hydrocarbon ultrafine powder in which the plane-parallel arrangement of graphite molecules is violated with the formation of a spatial irregular arrangement of graphite lattices, and also metal powders selected from the group of copper, tin, bismuth, iron. The disadvantage of circles made from this mass is that the TWG during pressing of the working layer of the tool due to a sharp decrease in internal friction contributes to the formation of a dense packing of particles of the starting components, providing an increase in the strength of the tool. Such a tool is quickly salted during grinding, therefore, to ensure the operability of the tool, frequent editing is required.
Известна масса для изготовления абразивного инструмента, содержащая абразив, наполнитель - фуллереновую сажу и органическое связующее (RU JYS 246063 1 , кл. B24D 1 8/00, 2010 г.). Технология изготовления инструмента из известной массы предусматривает термообработку изделия с использованием микроволнового поля СВЧ камеры. Использование СВЧ-нагрева для термообработки абразивных изделий существенно усложняет технологию и технику безопасности при изготовлении инструмента. Known mass for the manufacture of abrasive tools containing abrasive, filler - fullerene soot and an organic binder (RU JYS 246063 1, CL B24D 1 8/00, 2010). The manufacturing technology of the tool from a known mass involves heat treatment of the product using the microwave field of a microwave camera. The use of microwave heating for heat treatment of abrasive products significantly complicates the technology and safety during the manufacture of the tool.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой массе является масса для изготовления алмазного инструмента, содержащая алмазный порошок - 6-25 об.%, углерод в виде графена с кристаллической решеткой - 2,0-20,0 об.%, хрупкий наполнитель - 10,0- 23,0 об.% и органическое связующее - остальное, (заявка RU N2 2013 126341 , 2013 г.). Механическая прочность инструмента повышается
за счет того, что введенный в массу графен, является наноразмерным углеродным материалом с высокими физико-механическими свойствами. Но в то же время из-за высокой кристалличности графена смачиваемость его органическим связующими не велика, что влияет на прочность материала в целом. The closest technical solution to the claimed mass is a mass for the manufacture of diamond tools containing diamond powder - 6-25 vol.%, Carbon in the form of graphene with a crystal lattice - 2.0-20.0 vol.%, Brittle filler - 10.0 - 23.0 vol.% And the organic binder - the rest, (application RU N2 2013 126341, 2013). The mechanical strength of the tool is increased due to the fact that graphene introduced into the mass is a nanoscale carbon material with high physical and mechanical properties. But at the same time, due to the high crystallinity of graphene, its wettability with organic binders is not large, which affects the strength of the material as a whole.
Кроме того, широко распространенные массы для изготовления алмазного инструмента, представляют собой набор порошкообразных компонентов: алмазный порошок, органическое связующее в виде порошка фенол-формальдегидной или другой смолы, различные порошкообразные наполнители. Было замечено, что при смешивании порошковых компонентов массы с графеном, не обеспечивается необходимая однородность смеси, что существенно влияет на работоспособность инструмента и качество обработки. In addition, the widespread masses for the manufacture of diamond tools are a set of powder components: diamond powder, an organic binder in the form of a powder of phenol-formaldehyde or another resin, various powder fillers. It was noted that when mixing the powder components of the mass with graphene, the required uniformity of the mixture is not ensured, which significantly affects the performance of the tool and the quality of processing.
Кроме того, технологии получения графена, являются либо трудновоспроизвод мыми, либо трудоемкими и не позволяют получать этот материал в необходимых объемах. В связи с чем, в настоящее время графен является дефицитным и достаточно дорогостоящим материалом. In addition, graphene production technologies are either difficult to reproduce or laborious and do not allow obtaining this material in the required volumes. In this connection, graphene is currently a scarce and quite expensive material.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Технической задачей является создание более дешевой абразивной массы, не содержащей дефицитных компонентов и обеспечивающей получение инструмента с высокой прочностью, износостойкостью и режущей способностью. The technical task is to create a cheaper abrasive mass that does not contain scarce components and provides a tool with high strength, wear resistance and cutting ability.
Технический результат достигается тем, что в массе для изготовления алмазного инструмента, содержащей алмаз, органическое связующее и углеродный наполнитель, в качестве углеродного наполнителя она содержит оксид графена в виде ультрадисперсных порошков, при следующем соотношении компонентов, об. %:
алмаз 6,0 - 32,0 The technical result is achieved in that the weight for the manufacture of Nogo Alma tool containing diamond, an organic binder and a carbon filler, a carbon filler as it contains graphene oxide in the form of ultrafine powders with the following ratio of components, vol. %: diamond 6.0 - 32.0
углерод в виде ультрадисперсных ultrafine carbon
порошков оксида графена 2,0 - 20,0 graphene oxide powders 2.0 - 20.0
Органическое связующее остальное Organic binder rest
Углерод в виде ультрадисперсных порошков оксида графена вводят в массу в виде ультрадисперсных порошков зернистостью не более 100 нм. Carbon in the form of ultrafine powders of graphene oxide is introduced into the mass in the form of ultrafine powders with a grain size of not more than 100 nm.
Масса может дополнительно содержать хрупкий наполнитель в количестве 5-25% г б, в качестве которого могут быть использованы порошки карбида иора, карбида кремния, окиси, алюминия, двуокиси кремния и др. Масса также может дополнительно содержать порошки металлов, выбранных из группы Ag, Си, Fe, Bi, Al. Количество порошков металлов может быть 5-25% об. The mass may additionally contain brittle filler in an amount of 5-25% g b, which can be used as powders of iodine carbide, silicon carbide, oxide, aluminum, silicon dioxide, etc. The mass may also additionally contain powders of metals selected from the Ag group, Cu, Fe, Bi, Al. The amount of metal powders can be 5-25% vol.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
Оксид графена, в отличие от однослойного графена, представляет собой слоистую сеточную структуру с развитой шероховатой поверхностью и с .чаотичным включением других молекул, например, таких как карбоксильных, гидроксильных и других активных кислородосодержащих функциональных групп. В процессе изготовления инструмента при нагревании оксид графена хорошо смачивается органическими связующими, увеличивая сцепление оксида графена со связующим, как по поверхности оксида графена, так и за счет присоединения радикалов органической связки к свободным связям структуры оксида графена, т.е. наблюдается эффект упрочнения органического связующего. В результате различные алмазосодержащие композиции на основе полимерного связующего, содержащие оксид
графена, приобретают повышенные прочностные свойства, что увеличивает износостойкость алмазного инструмента. Graphene oxide, unlike single-layer graphene, is a layered network structure with a developed rough surface and with random inclusion of other molecules, for example, such as carboxyl, hydroxyl and other active oxygen-containing functional groups. In the manufacturing process of a tool, when heated, graphene oxide is well wetted by organic binders, increasing the adhesion of graphene oxide to the binder, both on the surface of graphene oxide and due to the attachment of organic bond radicals to the free bonds of the graphene oxide structure, i.e. hardening effect of the organic binder is observed. As a result, various diamond-containing polymer binder compositions containing oxide graphene, acquire increased strength properties, which increases the wear resistance of diamond tools.
При смешивании компонентов массы оксид графена, имеющий больший коэффициент трения в паре оксид графена - органика, чем графен - органика, легче (равномернее) распределяется по объему массы и не имеет тенденции к «всплыванию» на поверхность массы When mixing the components of the mass, graphene oxide, which has a greater coefficient of friction in a pair of graphene oxide-organic than graphene-organic, is more easily (evenly) distributed over the mass volume and does not tend to “float” onto the mass surface
Оксид графена является промежуточным продуктом при получении графена. Наиболее трудоемкой трудновоспроизводимой операцией является получение однослойного графена. В данном случае эта операция отсутствует. Следовательно оксид графена значительно дешевле однослойного графена. Технология получения оксида графена достаточно хорошо разработана с хорошим выходом материала. Graphene oxide is an intermediate in the production of graphene. The most time-consuming and difficult to reproduce operation is the production of single-layer graphene. In this case, this operation is absent. Therefore, graphene oxide is much cheaper than single-layer graphene. The technology for producing graphene oxide is quite well developed with a good yield of material.
Зернистость оксида графена до 100 нм Grain oxide grains up to 100 nm
Количество оксида графена в массе составляет 2,0 - 20,0 % об. Введение оксида графена более 20,0% об. разупрочняет рабочий слой инструмента. Количество оксида графена менее 2% не позволит получить необходимый эффект. The amount of graphene oxide in the mass is 2.0 - 20.0% vol. The introduction of graphene oxide more than 20.0% vol. softens the working layer of the tool. The amount of graphene oxide less than 2% will not allow to obtain the desired effect.
В качестве хрупкого наполнителя в массу могут быть введены такие материалы, как карбида бора, карбида кремния, окиси, алюминия, двуокиси кремния и др. Хрупкие наполнители вводятся в массу для того, чтобы обеспечить самозатачивание инструмента в процессе его работы. As a brittle filler, materials such as boron carbide, silicon carbide, oxide, aluminum, silicon dioxide, etc. can be introduced into the mass. Brittle fillers are introduced into the mass in order to ensure self-sharpening of the tool during its operation.
При работе инструмента под действием сил резания они разрушаются, выкрашиваются, повышая режущие свойства инструмента, производительность процесса и качество обработанной поверхности. Наличие хрупкого наполнителя позволяет вводить в массу углерод в виде ультрадисперсных порошков оксида графена в количестве 2,0-When the tool is operated under the influence of cutting forces, they are destroyed, crumble, increasing the cutting properties of the tool, process productivity and the quality of the processed surface. The presence of a brittle filler allows you to enter into the mass of carbon in the form of ultrafine powders of graphene oxide in an amount of 2.0-
20,0 об.% для получения инструмента необходимой прочности.
Оптимальное количество хрупкого наполнителя составляет 5- 25 % об. При меньшем количестве хрупкого наполнителя рабочий слой инструмента будет слишком прочным, инструмент не будет иметь возможность самозатачиваться в процессе работы. При большем количестве хрупкого наполнителя, износостойкость инструмента будет достаточно низкой. Введение хрупкого наполнителя в массу связано с содержанием в массе оксида графена. Чем выше содержание оксида графена, тем в меньшем количестве вводится хрупкий наполнитель и наоборот. 20.0 vol.% To obtain the tool the required strength. The optimal amount of brittle filler is 5-25% vol. With less brittle filler, the working layer of the tool will be too strong, the tool will not be able to self-sharpen during operation. With more brittle filler, the tool wear resistance will be quite low. The introduction of brittle filler in the mass is associated with the content in the mass of graphene oxide. The higher the graphene oxide content, the less brittle filler is introduced and vice versa.
Сочетание прочностных свойств инструмента с оптимальной его самозатачиваемостью особенно необходимы при обработке деталей в силовом режиме резания. The combination of strength properties of the tool with its optimal self-sharpening is especially necessary when machining parts in the power cutting mode.
В качестве органического связующего могут быть использованы термореактивные или термопластичные смолы. Наиболее широко применяемыми связующими при изготовлении алмазных инструментов являются фенол(]:ормальдегидные, полиамидные, полиимидные, эпоксидные, карбон итовые смолы и другие. As an organic binder, thermoset or thermoplastic resins can be used. The most widely used binders in the manufacture of diamond tools are phenol (]: formaldehyde, polyamide, polyimide, epoxy, carbon resin and others.
В качестве алмазного материала могут быть использованы преимущественно синтетические алмазные порошки, алмазные зерна. В тоже время в качестве абразивных зерен в инструментах могут быть использованы порошки кубического нитрида бора, размельченные спеченные материалы на основе кубического нитрида бора, которые широко используются в абразивных инструментах как сверхтвердые абразивный материал, и в зависимости от заданной цели применения могут эффективно заменять алмаз. As the diamond material can be used mainly synthetic diamond powders, diamond grains. At the same time, cubic boron nitride powders, crushed sintered materials based on cubic boron nitride, which are widely used in abrasive tools as superhard abrasive material, and can effectively replace diamond, can be used as abrasive grains in tools.
В зависимости от условий обработки алмазные инструменты содержат алмазный порошок в количестве 6,0-32,0 об.%. Известно, что при меньшем, чем 6,0 об. % содержании алмазного порошка режущая
способность инструмента будет очень низкой из-за малого количества режущих зерен на рабочей поверхности инструмента; при содержании алмазного порошка более, чем 32,0 об. %, также режущая способность инструмента будет снижена из-за уменьшения силы резания на единицу алмазного зерна, значительного засаливания рабочей поверхности инструмента из-за плохого отвода образующегося в процессе обработки шлама. Depending on the processing conditions, diamond tools contain diamond powder in an amount of 6.0-32.0 vol.%. It is known that with less than 6.0 vol. % diamond powder cutting the ability of the tool will be very low due to the small number of cutting grains on the working surface of the tool; when the diamond powder content is more than 32.0 vol. %, also the cutting ability of the tool will be reduced due to a decrease in cutting force per unit of diamond grain, a significant salting of the working surface of the tool due to poor removal of the sludge generated during processing.
Введенные в массу металлические наполнители, выбранные из группы Ag, Си, Fe, Bi, Al, Sn способствуют «сшивке» отдельных чешуек оксида графена. Кроме того, широко известно введение этих металлических наполнителей в алмазную массу, где они создают прочный каркас и в :о же время выполняют различную функциональную роль. Например, Ag ,Cu, Al вводятся в массу, для теплопроводности и электропроводности, Bi, Sn и Al - для снижение коэффициента трения в зоне резания. Кроме того алюминий имеет хорошее сродство с органикой, способствуя сшиванию ее функциональных групп, железо выполняет роль порошкового упрочнителя, особенно при изготовлении узкокромочных кругов. Количество порошков металлов, выбранных из группы Ag, Си, Fe, Bi, Al, Sn составляет 5-25% об. Меньшее количество тех или иных металлических порошков не будет оказывать существенного влияния на получение необходимых характеристик инструмента, большее количество металлических порошков разупрочняют алмазный рабочий слой. Introduced into the mass of metal fillers selected from the group of Ag, Cu, Fe, Bi, Al, Sn contribute to the "crosslinking" of individual graphene oxide flakes. In addition, the introduction of these metal fillers into the diamond mass is widely known, where they create a strong framework and at the same time fulfill a different functional role. For example, Ag, Cu, Al are introduced into the mass, for thermal conductivity and electrical conductivity, Bi, Sn and Al - to reduce the coefficient of friction in the cutting zone. In addition, aluminum has a good affinity for organic matter, contributing to the crosslinking of its functional groups; iron plays the role of a powder hardener, especially in the manufacture of narrow-edged circles. The amount of metal powders selected from the group of Ag, Cu, Fe, Bi, Al, Sn is 5-25% vol. A smaller amount of certain metal powders will not have a significant effect on obtaining the necessary characteristics of the tool, a greater number of metal powders soften the diamond working layer.
Из заявленной массы были изготовлены шлифовальные круги формы 12А2. Масса содержала алмазные порошки марки АС6 зернистостью 125/100, концентрация алмазов - 25 % об. (100), в качестве связующего - пульвебакелит, а также наполнители - оксид графена и В4С. Шлифовальный круг готовили по общепринятой технологии.
Подготовленные компоненты смешивали для получения шихты, шихту помещали в прессформу и подвергали прессованию при давлении 600 кгс/см2 и термообрабатывали при температуре 200°С с выдержкой 10 мин. Grinding wheels of form 12A2 were made from the declared mass. The mass contained AC6 grade diamond powders with a grain size of 125/100, and a diamond concentration of 25% by volume. (100), as a binder - pulvebakelit, as well as fillers - graphene oxide and B4C. The grinding wheel was prepared according to generally accepted technology. The prepared components were mixed to obtain a mixture, the mixture was placed in a mold and subjected to pressing at a pressure of 600 kgf / cm2 and heat treated at a temperature of 200 ° C for 10 min.
Круги испытывали на плоскошлифовальном станке при обработке твердого сплава марки ВК8. Режимы испытания: скорость круга - 22 м/с, продольная подача - 1,0 м/мин, поперечная подача - 0,03 мм/ход. The wheels were tested on a surface grinding machine when processing a VK8 grade alloy. Test modes: circle speed - 22 m / s, longitudinal feed - 1.0 m / min, lateral feed - 0.03 mm / stroke.
Результаты испытаний показаны в следующей таблице. The test results are shown in the following table.
Таким образом, введение в алмазную массу на органическом связующем углерода з виде оксида графена с кристаллической решеткой существенно увеличивает износостойкость кругов и позволяет снизить их себестоимость.
Thus, the introduction of graphene oxide with a crystal lattice into the diamond mass on an organic binder carbon substantially increases the wear resistance of the circles and allows them to reduce their cost.
Claims
1. Масса для изготовления алмазного инструмента, содержащая алмаз, органическое связующее и углеродный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве углеродного наполнителя она содержит оксид графена в виде ультрадисперсных порошков, при следующем соотношении компонентов, об. %: 1. The mass for the manufacture of diamond tools containing diamond, an organic binder and a carbon filler, characterized in that as the carbon filler it contains graphene oxide in the form of ultrafine powders, in the following ratio of components, vol. %:
алмаз - 6,0 - 32,0 diamond - 6.0 - 32.0
углерод в вт це ультрадисперсных carbon in ultrafine
порошков ( ксида графена - 2.0 - 20,0 powders (graphene xida - 2.0 - 20.0
Органическое связующее - остальное Organic Binder - Else
2. Масса по п. отличающаяся тем, что порошки оксида графена вводят в массу в виде ультрадисперсных порошков зернистостью менее 100 нм. 2. The mass of claim. Characterized in that the graphene oxide powders are introduced into the mass in the form of ultrafine powders with a grain size of less than 100 nm.
3. Масса по п. 1 , отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хрупкий наполнитель в количестве 5-25% об. 3. The mass according to claim 1, characterized in that it further comprises a brittle filler in an amount of 5-25% vol.
4. Масса по п. i , отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошки металлов, выбранных из группы Ag, Си, Fe, Bi. Al, Sn. 4. The mass according to claim i, characterized in that it further comprises powders of metals selected from the group Ag, Cu, Fe, Bi. Al, Sn.
5. Масса по п. 1, отличающаяся тем, что порошки металлов, выбранных из группы Ag, Си, Fe. i, Al, Sn она содержит в количестве 5-25% об.
5. The mass according to claim 1, characterized in that the powders of metals selected from the group Ag, Cu, Fe. i, Al, Sn it contains in an amount of 5-25% vol.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118938/02A RU2558734C1 (en) | 2014-05-13 | 2014-05-13 | Weight for diamond tool manufacturing |
| RU2014118938 | 2014-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015174889A1 true WO2015174889A1 (en) | 2015-11-19 |
Family
ID=53796004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2015/000175 WO2015174889A1 (en) | 2014-05-13 | 2015-03-26 | Mass for manufacturing a diamond tool |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2558734C1 (en) |
| WO (1) | WO2015174889A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679808C1 (en) * | 2017-12-25 | 2019-02-13 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" - АО "ВНИИАЛМАЗ" | Diamond tools on the metal bond for treatment of hard materials |
| RU2752061C1 (en) * | 2020-12-03 | 2021-07-22 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" - АО "ВНИИАЛМАЗ" | Substance for manufacturing diamond tools to process hard materials |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2294825C2 (en) * | 2005-04-15 | 2007-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Mode of manufacturing of an abrasive instrument on a bakelite pack |
| US7404831B2 (en) * | 2004-12-16 | 2008-07-29 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Abrasive composite, method for making the same, and polishing apparatus using the same |
| RU2424889C1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-07-27 | ОАО "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" | Mass for production of diamond abrasive wheel |
| RU2460631C2 (en) * | 2010-05-25 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of making abrasive tool based on organic thermoplastic binder |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5152917B1 (en) * | 1991-02-06 | 1998-01-13 | Minnesota Mining & Mfg | Structured abrasive article |
-
2014
- 2014-05-13 RU RU2014118938/02A patent/RU2558734C1/en active
-
2015
- 2015-03-26 WO PCT/RU2015/000175 patent/WO2015174889A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7404831B2 (en) * | 2004-12-16 | 2008-07-29 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Abrasive composite, method for making the same, and polishing apparatus using the same |
| RU2294825C2 (en) * | 2005-04-15 | 2007-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Mode of manufacturing of an abrasive instrument on a bakelite pack |
| RU2424889C1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-07-27 | ОАО "Научно-исследовательский институт природных, синтетических алмазов и инструмента" | Mass for production of diamond abrasive wheel |
| RU2460631C2 (en) * | 2010-05-25 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of making abrasive tool based on organic thermoplastic binder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2558734C1 (en) | 2015-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101691028B (en) | Manufacturing method for resin grinding wheel cutting piece with function of cutting soft and hard materials | |
| TWI392561B (en) | Microfiber reinforcement for abrasive tools | |
| JP5905055B2 (en) | Abrasive article | |
| RU2567165C2 (en) | Grinding wheel with polymer binder | |
| CN104875132B (en) | The preparation method and Study on Brazed Superabrasive Tools of Study on Brazed Superabrasive Tools | |
| KR101439118B1 (en) | Abrasive article incorporating an infiltrated abrasive segment | |
| CN105745298A (en) | Friction material composition and friction material | |
| KR20130062998A (en) | Bonded abrasive articles, method of forming such articles, and grinding performance of such articles | |
| JP6855385B2 (en) | Friction materials, specifically friction materials for the manufacture of brake pads, and related preparation methods. | |
| CN104117676B (en) | Rare earth modified tungstenio binder diamond bistrique, its manufacture method and rare earth modified tungstenio bonding agent | |
| CN104325416B (en) | A kind of formula for making nylon abrading block and use the method that this formula makes nylon abrading block | |
| JP2017124488A (en) | Combined abrasive article and grinding method | |
| CN104669128B (en) | Super-hard grinding tool of inorganic and organic composite binder | |
| CN112936117A (en) | High-performance metal bonding agent, grinding wheel comprising high-performance metal bonding agent and preparation method of grinding wheel | |
| RU2558734C1 (en) | Weight for diamond tool manufacturing | |
| JP2002066928A (en) | Hybrid grinding wheel and manufacturing method therefor | |
| CN104493731A (en) | Super-hard material grinding apparatus using calcium sulfate whisker as binding agent and preparation method thereof | |
| CN104175237B (en) | Rare earth modified tungstenio binder diamond emery wheel and manufacture method thereof | |
| CN113462358A (en) | Production process of super-hard wear-resistant polymerized abrasive | |
| RU2594923C2 (en) | Grinding tool for processing fragile materials and method of its manufacturing | |
| CN110125827A (en) | A kind of production technology of novel diamond tool | |
| RU2432249C1 (en) | Copper-based binder for production of diamond tool | |
| WO2017112906A1 (en) | Abrasive wheels and methods for making and using same | |
| CN104128605A (en) | Diamond circular saw blade with rare earth modified tungsten-based binding agent and manufacturing method thereof | |
| RU2432247C1 (en) | Copper-based binder for production of diamond tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15792669 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15792669 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |