Способ крепления зерна сверхтвердогоматериала

()() 795732

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскик

Социалистическил

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.04.79 (21) 2746808/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.81 Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 25.01.81 (51) М.К .

В 23 В 27/14

Геаударственнмй комитет

СССР по делам нзабретеннй н лткрытнй (53) УДК 621.9.

025 (088 8) Ю. Г. Калинин, К. P Краутман, И. Т. Косенко, В. К. Зекин, Э. Г. Лангенмасс, Т. М. Связкина и В. А. Плохотников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский завод «Инструмент» (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ЗЕРНА

СВЕРХТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к изготовлению режущего инструмента, в частности к изготовлению резцов из синтетических высокотвердых материалов.

Известен способ крепления режущего элемента из сВерхтвердого материала, согласно которому режущий элемент закрепляют в гнезде заготовки стального корпуса путем обжатия корпуса до пластического течения, причем режущий элемент окружают порошком металла или сплава, а обжатие осуществляют квази гидростатическим давлением, увеличивая его до тех пор, пока не произойдет компактирование порошка в зазоре между режущим элементом и заготовкой корпуса.

В качестве порошка применяют металлы или сплавы с температурой плавления не ниже 800 С, а максимальное давление обжатия составляет от 10 до 60 кбар (1).

Основными недостатками известного способа являются то, что не обеспечивается точность расположения сверхтвердого материала в заготовке корпуса, вследствие его смещения в порошке металла в момент прессования, а также сложность технологического процесса в связи с использова2 нием техники сверхвысоких давлений (до

60 кбар).

Цель изобретения — повышение точности расположения зерна в заготовке корпуса и упрощение технологии.

Поставленная цель достигается тем, что пористый элемент перед установкой в заготовку корпуса предварительно уплотняют с образованием глухого отверстия под зерно, а окончательное уплотнение пористого элемента в гнезде заготовки корпуса произ10 водят пуансоном, после чего заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают с дополнительной пропиткой легкоплавким металлом или сплавом, например фосфористой медью.

При этом предварительное уплотнение пористого элемента производят до пористости 25 — 35%, а окончательное уплотнение — до пористости 15 — 20%.

Кроме того, заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают при 750 — 900 С, а уплотнение пористого элемента производят под давлением от 2 до 6 кбар.

На фиг. 1 показана заготовка металлического корпуса с гнездом под пористый

795732

1О

1$ эо

2$ зо з$

4О

4$

$о

$$ элемент; на фиг. 2 — предварительно спрессованный пористый элемент с глухим отверстием под сверхтвердый материал; на фиг. 3 — пресс-форма с установленной в ней заготовкой корпуса с пористым элементом и сверхтвердым материалом.

Заготовку корпуса 1 изготавливают механической обработкой из стального проката или из смеси порошков методом порошковой металлургии. Пористый элемент 2 получают путем холодного прессования смеси порошков до пористости 25 — 35О/р. 3атем его помешают в гнездо 3 заготовки корпуса 1, укладывают в глухое отверстие 4 пористого элемента 2 сверхтвердый материал 5, устанавливают заготовку корпуса с пористым элементом 2 и сверхтвердым материалом 5 в стальную матрицу 6 и пуансоном 7 допрессовывают пористый элемент 2 до пористости 15 — 20О/р.

Для сохранения режущих свойств сверхтвердого материала в процессе нагрева в качестве состава пористого элемента используют смеси порошков с температурой спекания не выше 750 — 900 С (для гексанита 750 †7 С, для эльбора 850 †9 С).

В состав материала пористого элемента добавляют до 2-х процентов порошки металлов (А1, Ti, бги др.), которые при спекании окисляются, приводят к росту пористого элемента и способствуют лучшему заполнению зазоров между пористым элементом, сверхтвердым материалом и гнездом заготовки корпуса.

Для повышения прочности сцепления пористого элемента с гнездом заготовки корпуса пористый элемент при спекании пропитывают легкоплавким металлом, например фосфористой медью.

Уровень пористости пористого элемента 25 — 35О/0, получаемый при предварительном прессовании, обусловлен определенной величиной осадки пористого элемента в гнезде заготовки корпуса, которая для надежного крепления (устранение зазоров между сверхтвердым материалом и пористым элементом, пористым элементом и гнездом корпуса) составляет 10 в 15 /z по высоте. Верхний предел пористости также ограничивается прочностью прессовки, которая при пористости свыше 35О/о становится не транспортабельной.

Уровень пористости допрессованного пористого элемента 15 — 20О/р выбран, исходя из оптимальных условий пропитки пористого элемента, через поровые каналы при спекании.

Пример 1. Производят изготовление расточных резцов диаметром 16 мм и длиной 35 мм с гексанитом-P путем последовательного осуществления следующих операцийй.

А. Холодное прессование на пресс-автомате заготовки диаметром 16,4 мм и высотой 38 мм с гнездом диаметром 10,4 мм и глубиной 10 мм из смеси; 90О/р железного порошка марки ПЖ4М2, 5 /о медного порошка марки ПМС вЂ” 2 и 5О/р никелевого порошка марки ПНК2Т2.

Давление прессования составляет

7 — 8 тс/см .

Б. Холодное прессование на пресс-автомате пористого элемента (вставки) диаметром 10 3 мм и высотой 10 мм с глухим отверстием диаметром 6 мм и глубиной 6 мм из смеси: 83О/р медного порошка марки ПМС вЂ” 2, 9О/о оловянного порошка марки ПО2, бо/о никелевого порошка марки

ПНК2Т2 и 2О/0 алюминиевого порошка марки ПА — 3. Давление прессования составляет 1 — 2 тс/см .

В. Спекание заготовки корпуса при

1150 С в течение 2-х ч в среде диссоцчированного аммиака.

Г. Укладка гексанита- P в глухое отверстие вставки и присыпка сверху смесью порошков по А и Б.

Д. Установка вставки с гексанитом-P в гнездо заготовки корпуса.

Е. Установка заготовки корпуса со вставкой в пресс-форму и холодное допрессовывание вставки пуансоном с выступом диаметром 10,2 мм на прессе-полуавтомате. Давление прессования составляет 3 — 5 тс/см .

Ж. Насыпка в образовавшуюся при допрессовывании полость в гнезде заготовки корпуса порошка из фосфористой меди по

ГОСТ 4515 — 75.

3. Спекание с пропиткой при 750 С в течение 1-го ч в среде диссоциированного аммиака.

И. Механическая обработка (шлифование по наружному диаметру, заточка) .

Пример 2. Производят изготовление расточных резцов диаметром 16 мм и длиной 80 мм с эльбором-P путем последовательного осуществления следующих операций:

А. Изготовление механической обработкой из прутка стали 45 корпуса резца диаметром 16 2 мм и длиной 83 мм с гнездом диаметром 10,4 мм и глубиной 10 мм.

Б. Холодное прессование на пресс-автомате вставки диаметром 10,3 мм и высотой 10 мм с углублением диаметром 4,5 мм и глубиной 5,5 мм из смеси: 90О/р никелевого порошка марки ПНК2Т2 и 10% оловянного порошка марки ПΠ— 2. Давление прессования составляет 3 —,4 тс/см .

В. Укладка эльбора-P в углубление вставки и присыпка сверху смесью порошков по Б.

Г. Установка вставки с эльбором-P в гнездо корпуса.

Д. Установка корпуса со вставкой в прессформу и холодное допрессовывание вставки пуансоном с выступом ° диаметром 10,2 мм на прессе-полуавтомате. Давление прессования составляет 5 — 6 тс/см .

795732

Ьг. 2

Составитель Л. Каменецкая

Редактор А. Долинич Техред А. Войкас Корректор М. Демчик

Заказ 9426/11 Тираж 1159 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Е. Насыпка в образовавшуюся при допрессовании полость в гнезде корпуса порошка из фосфористой меди по ГОСТ

4515 †.

Ж. Спекание с пропиткой при 900 С в течение 1 ч в среде диссоциированного аммиака.

3. Механическая обработка (фрезерование, шлифование, заточка).

Пример 3. Производят изготовление прямых проходных резцов сечением 12х16 мм и длиной 80 мм с эльбором-P путем последовательного осуществления следующих операций.

А. Холодное прессование на прессе-автомате корпуса сечением 12,6 Х 18 мм и длиной 84 мм с гнездом 8 Х 8 мм и глубиной

6 мм из смеси: 90% железного порошка марки ПЖ4М2, 5% медного порошка марки

ПМС-2 и 5% никелевого порошка марки.

ПНК2Т2. Давление прессования составляет

7 — 8 тс/см .

Б. Холодное прессование на прессе-автомате вставки сечением 7,8Х7,8Х6 мм с углублением диаметром 4,5 мм и глубиной 5,5 мм из смеси: 90% никелевого порошка марки ПНК2Т2 и 10% оловянного порошка марки ПΠ— 2. Давление прессования составляет 3 — 4 тс/см .

В. Спекание корпуса при 1150 С в течение 2-х ч в среде диссоциированного аммиака.

Г. Укладка эльбора-P в углубление вставки и присыпка сверху смесью порошком по Б.

Д. Установка вставки с эльбором-P в гнездо корпуса.

Е. Устанбвка корпуса со вставкой в пресс-форму и холодное допрессовывание вставки пуансоном с выступом сечением 7,8Х7,8 мм на прессе-полуавтомате. Давление прессованик составляет 5 — 6 тс/см2.

Ж. Насыпка в образовавшуюся при допрессовывании полость в гнезде корпуса поь фосфористой меди по ГОСТ рошка из

4515 — 15.

3. Спекание с пропиткой при 900 С в течение 1 ч в среде диссоциированного аммиака.

И. Механическая обработка (шлифование, заточка).

Предлагаемый способ прост в осуществлении и высокопроизводителен.

Формула изобретения

1. Способ крепления зерна сверхтвер10 дого материала в гнезде заготовки металлического корпуса путем уплотнения находящегося между зерном и заготовкой корпуса пористого элемента из порошка металла или сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения точности расположения зерна в заготовке корпуса и упрощения технологии, пористый элемент перед установкой в заготовку корпуса предварительно уплотняют с образованием глухого отверстия под зерно, а окончательное уплотнение порис20 того элемента в гнезде заготовки корпуса производят пуансоном, после чего заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают с дополнительной пропиткой пористого элемента легкоплавким ме25 таллом или сплавом, например фосфористой медью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительное уплотнение пористого элемента производят до пористости 25 — 35%> а окончательное уплотнение — до пористосэ0 ти 15 — 20%.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заготовку корпуса совместно с пористым элементом и зерном спекают при

750 — 900 С.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение пористого элемента производят под давлением от 2 до 6 кбар.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 607662, кл. В 23 В 27/14, 1976.