Способ изготовления шлифовально-доводочного инструмента

 

Изобретение относится к способу изготовления инструментов из сверхтвердых материалов и позволяет повысить износостойкость инструмента и качество обрабатываемой поверхности путем образования единой квазиаморфной структуры абразивных зерен 6 со связкой 5. Для этого в способе изготовления шлифовал ьно-дэводочного инструмента, при котором режущие кромки рабочего слоя формируют в процессе шлифования заготовки, в качестве рабочего слоя берут i-углеродный слой, а в качестве материала заготовки - сверхтвердый материал. При этом его шлифование производят без охлаждения и со скоростью резания 3,5-17,6 м/с в течение 5-Ш мин. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 24 0 18/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4306989/08 (22) 10.08.87 (46) 30.06.92. Бюл, М 24 (71) Харьковский филиал Головного специального производственного конструкторско-технологического бюро по рациональному применению режущего и нструмента "Оргприминструмент" и

Харьковский политехнический институт им, В. И. Ленина (72) В. И. Кононенко, А. И. Грабченко, В. Ф. Дрожин и В. П. Зубарь (53) 621.922.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1177145, кл. В 24 О 3/34, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНО-ДОВОДОЧНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к способу. изготовления инструментов из сверхтвердых материалов и позволяет повысить износостойкость инструмента и качество обрабатываемой поверхности путем образования единой квазиаморфной структуры абразивных зерен 6 со связкой 5. Для этого в способе изготовления шлифовально-деводочного инструмента, при котором режущие кромки рабочего слоя формируют в процессе шлифования заготовки, в качестве рабочего слоя берут i-углеродный слой, а в качестве материала заготовки— сверхтвердый материал, При этом его шлифование производят без охлаждения и со скоростью резания 3,5 — 17,6 м/с в течение 5 — 1О мин, 2 ил.

1743830

Изобретение относится к способу изго- товления инструментов из сверхтвердых материалов и может быть использовано в машиностроении.

Целью изобретения является повышение износостойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности путем образования единой квазиаморфной структуры абразивных зерен со связкой.

На фиг. 1 показан шлифовально-доводочный инструмент, полученный описываемым способом, общий вид; на фиг, 2— структура его рабочего слоя.

Инструмент содержит металлический корпус 1, на котором с помощью винтов 2 закреплена подложка 3, выполненная из металла, твердого сплава или керамики, На подложку 3 нанесен рабочий слой 4, содержащий алмазную связку 5 и режущие элементы, представляющие собой кристаллы б кубического и гексагонального алмаза, составляющие единую квазиаморфную структуру со связкой.

Вначале на подложку наносят i-углеродный слой методом ионно-плазменной технологии. Полученное алмазоподобное покрытие имеет аморфную структуру с зародышами кристаллической фазы. После закрепления подложки на корпусе 1 инструментом шлифуют сверхтвердый материал, приближающийся по твердости к алмазу.

Высокие локальные давления и температуры, возникающие при шлифовании сверхтвердого материала, вызывают как рост кристаллов из имеющихся в рабочем слое зародышей, так и формирование новых зародышей кристаллической фазы. Формирующиеся в рабочем слое кристалл ы кубического и гексагонального алмаза имеют размеры 100-200 А, что обеспечивает инструменту микрозернистую структуру.

При работе таким инструментом выступающие над связкой грани алмазных кристаллов выполняют функции режущих зерен шлифовально-доводочного круга с микрозернистой структурой. Правильная кубическая или гексагональная форма кристаллов и отсутствие сколов, характерных для алмазных порошков, обеспечивают зернам повышенную прочность. Зерна, выращенные из связки и обьединенные с ней в единую кваэиаморфную структуру, обладают высокой прочностью сцепления со связкой, Выпадение зерен из связки практически исключено, Нанесение рабочего слоя методом ионна-плазменной конденсации обеспечивает высокую адгезионную прочность смазки к подложке.

При использовании инструмента, изготовленного описываемым способом, для доводки сверхтвердых материалов в процессе работы формируются новые кристаллы, что повышает режущую способность инструмента, Шероховатость инструмента и, следовательно, обрабатываемой поверхности зависит от режимов обработки и увеличивается при увеличении скорости резания.

Так как скол рабочих вершин зерен ком10 пенсируется появлением .новых режущих элементов, формирующихся вследствие продолжающейся при шлифовании кристаллиэации, режущая способность инструмента сохраняется до полного износа рабочего слоя.

Пример. По описываемому предлагаемому способу изготовляли шлифовально-доводочный круг, для чего на металлическую матрицу нанесли слой i-yr20

55 леродного покрытия методом ионна-плазменной технологии. Толщина покрытия

10 — 100 мкм.

Электрографическое исследование показало, что такое покрытие имело кваэиаморфную структуру, т. е. содержало зародыши кристаллической фазы в аморфной среде покрытия. Формирование режущих зерен круга выполняли путем выращивания кристаллов алмаза из зародышей кристаллической фазы, а также возбуждая появление новых зародышей кристаллической фазы под воздействием высоких температур и давления. Для обеспечения такой кристаллизации изготовляемым инструментом шлифовали пластины сверх вердых материалов — гексанита Р, двухслойных пластин ДПГ, АТП при скорости резания 3,5-17,6 м/с, без охлаждения.

Через 5-10 мин после начала шлифования вследствие кристаллизации круг приобретал режущие свойства шлифовально-доводочного инструмента с микрозернистой структурой. Исследование структуры рабочего слоя инструмента в этой стадии его изготовления, проведенное путем извлечения частиц рабочей поверхности, показало наличие в аморфной связке кристаллов алмаза размером 100 †20 А.

Электронно-графически установлено, что эти кристаллы имеют кубическую и гексагональную форму, Увеличение скорости резания до

32,5 м/с привело к повышению шероховатости рабочей поверхности инструмента и к увеличению шероховатости обрабатываемой поверхности в 2-2,5 раза, При доводке поверхности таким кругом на стабильных режимах резания формируется и поддерживается постоянное значение шероховатости, что позволяетуправлять шеро1743830 ховатостью круга путем подбора соответствующих ей режимов обработки.

Эиа1

Составитель Т. Никонорова

Техред M.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор M. Бандура

Заказ 2155 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ изготовления шлифовально-до- 5 водочного инструмента. при котором режущие кромки рабочего слоя формируют в процессе шлифования заготовки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента и качества обрабатываемой поверхности путем образования единой квазиаморфной структуры абразивных зерен со связкой, в качестве рабочего слоя берут 1-углеродный слой, а в качестве материала заготовки — сверхтвердый материал, при этом его шлифование производят со скоростью резания

3,5 — 17,6 м/с в течение 5-10 мин.