Масса для изготовления алмазного инструмента
СО1ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 227441
А1 (5D 4 В 24 D 3 34
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 3
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1, „ „, /
5-10
Остальное (21) 3836938/25-08 (22) 07.01.85 (46) 30.04.86. Бюл, № (72) В.А.Засосов, Ю.А.Глуховр
Ю.В.Ашкеров и В.Е.Гузман (53) 621.922.079(088.8) (56) Патент Англии № 525494, 1940. .,Патент США № 3650715,кл.51-298, 1972. (54)(57) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащая порошок алмаза, органическое связующее и металлический наполнитель дендритной формы, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что, с целью увеличения съема при тонком шлифовании стекла и повышения качества обработанной поверхности, в качестве металлического наполнителя масса содержит бронзу при соотношении олова и меди, равном 1-5:40-44, при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Порошок алмаза 1,5-2
Органическое связующее
Бронза
1227441
Изобретение относится к изготовлению алмазного инструмента на органической связке, предназначенного для тонкого шлифования оптического стекла, и может быть использовано в станкоинструментальной, оптико-механической или электронной промышленности.
Цель изобретения — увеличение съема стекла при тонком шлифовании и 30 обеспечение при этом высокого качества обрабатываемой поверхности эа счет сообщения массе требуемых физико-механических свойств.
Масса содержит алмазный порошок, 15 органическое связующее и наполнитель в виде бронзы дендритной формы при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:
Порошок алмаза
Органическое связующее 5-IO
Бронза дендритной формы Остальное
Соотношение олова к меди в бронзе 25 составляет 1-5:40-44. Композицию, содержащую оловянистую бронзу, изготавливают путем смешивания порошков меди, олова и хлористого натрия; спекания их в восстановительной атмосфере ЗО при 720-760 C охлаждения в воде", растворения и удаления хлористого натрия; сушки и циспергирования, I 5-2 20
Смешивание компонентов производит.— ся в следующей последовательности: 35 металлический наполнитель смешивают с связующим, смесь термообрабатывают при 100-120 С (с целью проведения частичной дегазации связующего), получившийся малопрочный спек диспергирунт и смешивают с алмазным порошком. Прессование инструмента осуществляют в холодном состоянии, а спекают в состоянии, свободном от прессформ. g5
Положительньп эффект — увеличение съема при шлифовании объясняется в основном увеличением жесткости опоры алмазных частиц в матрице инструмента, так как бронзовая основа в сравнении с медью и алюминием имеет более высокие прочностные характеристики.
Как показал рентгеноструктурньп анализ, получаемый металлический на- 55 полнитель содержит оловянистую бронзу в виде Ы-фазы, а также некоторое количество чистой меди и олова. Аналогичных результатов по увеличению шлифующей способности инструмента можно добиться, если получать металлический наполнитель в виде бронзового порошка посредством предварительного спекания медно-оловянистой прессовки и последующего ее диспергирования.
Установлено, что качество обрабатываемой поверхности зависит от соцержания в бронзе олова, от зернистости частиц бронзы и их формы. При этом качество обработки повьппается при: минимально допустимом содержании олова в бронзе, уменьшении зернистости частиц и сохранении ими подобия дендритной либо осколочной формы. Частицы бронзы могут быть достаточно мелкими (в пределах 10-50 мкм), а их форма — близкой к дендритной. В этом отношении предлагаемый способ имеет преимущество, например, перед способом изготовления инструмента, в котором бронзовые порошки получали бы методом распыления, так как распыленные порошки отличаются сферической формой, а получение тонких фракций затруднительно.
П р и м e p . Изготовление алмазного таблеточного инструмента для тонкого шлифования оптического стекла.
При приготовлении металличес «oro наполнителя порошки меди (ПМС-I), олова (ПО-1) и хлористого натрия (диспергированного) просеивают через сито с размером ячеек 50 мкм. Просеянные порошки взвешивают согласно варианта состава (табл.1), затем в барабанном смесителе в течение 1 ч.
Полученную смесь порошков укладывают в металлическую емкость и плотно закрывают крышкой. Емкость с порошо ками помещают в печь при 740 С в среду диссоциированного аммиака, выдерживают 30 мин и охлаждают в воде.
Получившийся малопрочный спек порошков растирают в фарфоровой ступке, после чего промывают несколько раз с целью удаления хлористого натрия.
Смесь сушат, диспергируют путем растирания в фарфоровой ступке и просеивают через сито с размером ячеек 50 мкм.
Для изготовления алмазных таблеток (геометрические размеры ф10хЗ мм) используют состав шихты, вес.7.:
1227441
1,6
40 раствор глицерина в воде.
Таблица 1
Компоненты Содержание в составе, вес.У. (варианты) 2 3)4)5 6 7
0,5 1 2 3 4 5 6
44,5 44 43 42 41 40 39
Олово
Медь
Хлористый натрий 55 55 55 55 55 55 55
Пульвербакелит 7,5
Металлический наполнитель 90,8
Алмаз ACM 14/10 ), 7
Металлический наполнитель смешивают с пульвербакелитом. Смесь термообрабатывают (с целью проведения частичной дегаэации связующего) при
100-125 С и диспергируют до получения порошка с зернистостью менее
100 мкм. Полученный порошок смешивают с порошком алмаза. Прессуют таблетки в холодном состоянии (остаточная пористость 157.), а спекают их в состоянии, свободном от пресс-формы при повышении температуры в термостате от 50 до 200 С.
Испытания изготовленного инструмента согласно изобретению проводились на станке 9ШЦ при тонком шлифовании образцов оптического стекла марки К-8 при следующих режимах:
Число оборотов шпинделя, об/мин 1400
Удельное давление инструмента на образец
2 стекла, кгс/см
Цикл шлифования, с
Шероховатость исходной поверхности (Ва), мкм 0,36
СОЖ ЗОБ-ный .Для сравнения испытывали инструмент, изготовленный по известному способу. Результаты испытаний занесены в табл.2.
Из табл.2 видно, что с увеличением содержания олова в составе увеличивается съем стекла при шлифовании, причем повышение съема стекла сопровождается ухудшением чистоты обрабатываемой поверхности. Поэтому граничные значения содержания олова
10 в составе определяются вариантами 2 и 6 (см. табл.2). Для подавляющего большинства случаев при шлифовании крупногабаритной оптики достаточно, чтобы алмазный инструмент мог производить съем стекла (в указанных выше условиях) 23 мкм. Поэтому состав для изготовления металлического наполнителя по варианту 4 можно считать оптимальным. щ Влияние на работоспособность инструмента изменений в содержании алмаза и органического связующего при оптимально выбранном составе металлического наполнителя отражено в табл.3 и 4.
Из табл.4 видно, что уменьшение содержания алмазного порошка в шихте приводит к увеличению износа инструмента, особенно в сочетании с максимальным содержанием связуюЩего, а уменьшение содержания связующего способствует появлению на обработанной поверхности стекла отдельных глубоких царапин. Наилучшие результаты работоспособности инструмента достигнуты при изготовлении его из алмазной шихты варианта 2. Увеличение съема стекла в этом случае по сравнению с прототипом - в 1,7 раз.
1227441
Т а б л и ц а 2
Вариант состава
Показатели работоспособности алмазного инструмента
Шероховатость обрабатываемой поверхности (Ба), мкм
Съем стекла, мкм
Примечание
Недостаточный съем
0,05
0,05
0,06
0,08
0,08
R = 0,09 — максимально допустимое
0,09 значение
0,,12
Появление глубоких царапин
Известный (прототип) 10
0,.05
Недостаточный съем
Таблица 3 одержание компонентов лмазной шихты, вес. (варианты) Компоненты
4 5
2 1 3
Алмаз (ACM 14/10) 1,5 1,7
2,0
5,0 7,5 10
Пульвербакелит
Композиция металлов, содержащая оловянистую бронзу
88,5 93,0
93,5 90,8 88,0 металлического наполнителя
1,5 2,0
10 5
1227441
Т а б.ч и ц а 4
Показатели работоспособности алмазного инструмента
Примечание
Сьем стекла, мкм
Износ инстшихты
1б
0,09
Появление грубих царапин
Оптимальныи вариант
14
0,08
15
0 05
19
Предельный износ ин-та
0,05
Появление грубых царапин
0,09
Известный ,(прототип) 0,05
Составитель Н.Балашова
Редактор M.Келемеш Техред Г.Гербер Корректор. И.Муска
Заказ 2249/16 Тираж 740 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Вариант состава алмазной
Шероховатость обрабатываемой поверхности, (Вд), мкм румента за
30 циклов, мкм
