RU23815U1

RU23815U1 - Алмазноабразивный инструмент

Info

Publication number: RU23815U1
Application number: RU2001134750/20U
Authority: RU
Inventors: Виталий Константинович Карагулькин (BY); Виталий Константинович Карагулькин; Сергей В чеславович Корбут (BY); Сергей Вячеславович Корбут; Николай Николаевич Макаров (BY); Николай Николаевич Макаров; Олег Анатольевич Чулков (BY); Олег Анатольевич Чулков
Original assignee: Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Алтех"
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2002-07-20

Description

АЛМАЗНО АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ

Нолезная модель относится к механике к технологии машиностроения в частности, к инструментальному производству и может быть использования при производстве алмазно-абразивного инструмента на основе алмазно-меггаллических композиций, преимущественно чашек и грибов шлифовальных кругов, притиров и т.п.

Известен алмазно-абразивный инструмент включающий на основе алмазноабразивной композиции-шихты, прессованный спеченный брикет или фасонный

круг.(1)

Недостаток такой конструкции проявляется в пониженной размерной точности из-за наличия при изготовлении режимов спекания и допрессовки-формовки фасонного круга с использованием ручного труда.

Известен алмазно-абразивный инструмент на основу которого нанесены, мас.% органическая связка, абразивные частицы (30 - 60)%, ультрадисперсные алмазы УДА (0,03 - 3,0)% с размером частиц 2 - 20нм. (2)

Известный инструмент характеризует недостаточно высокая режущая способность и низкий класс шероховатости.

Известен алмазный инструмент на металлической основе корпуса которого прикреплены алмазные зерна, посредством прикрепляющего и заращивающего слоя путем гальваностегии из электролита на основе солей никеля и борной кислоты. (3)

Достоинство известного инструмента состоит в высокой производительности его изготовления. Рабочий слой из алмазно-металлической композиции в нем нанесен непосредственно на корпус методом гальваностегии.

Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прото-гйпй,являепгся конструкция алмазноабразивного инструмента, на основе металлического корпуса которого размещены закрепляющий и заращивающий слои на основе никеля Ni и алмазные зерна, нанесенные путем гальваностегии. (4)

гВ01)3«750

MnKB24D 17/00 В24ВЗ/06,

Достоинством прототипа является повышение качества обрабатываемой поверхности за счет выравнивания гранулометрического состава алмазного и абразивного порошка.

Недостаток известного инструмента проявляется в большом удельном расходе алмазов и низкой режущей способности инструмента.

В основу полезной модели положена задача повышения режущей способности инструмента и снижения удельного расхода алмазов.

Поставленная задача достигается тем, что в алмазноабразивном инструменте, на металлический корпус которого нанесены алмазные зерна, закрепляющий и заращивающий слои на основе никеля - Ni,, изготовленный гальваностегией, согласно полезной модели, в заращивающий слой введены ультрадисперсные алмазы.

в алмазноабразивном инструменте заращивающий слой плакирован дополнительно ультрадисперсными алмазами.

в алмазноабразивном инструменте толщина плакированного слоя связана с толщиной заращивающего слоя соотношением;

Ьпл. (0,050,1) Нз, где .

Ьпл - толщина плакированного слоя

Нз-толщина заращивающего слоя.

в алмазноабразивном инструменте толш,ина заращивающего слоя легированного ультрадисперсными алмазами связана с высотой алмазного зерна соотношением:

Ьзл (0,60,4) Наз, где .

Ьзл - толщина заращивающего слоя легированного ультрадисперсными алмазами

Наз - высота алмазного зерна

в алмазноабразивном инструменте ультрадисперсные алмазы введены в заращивающий слой алмазоносного рабочего слоя, масс.%

ультрадисперсные алмазы 0,09,..50,0

алмазы30,0,..60,0

заращивающий слойостальное

в алмазноабразивном инструменте ультрадисперсные алмазы введены в заращивающий слой в размерном диапазоне 1,020,0 нм

Между существенными признаками и техническим результатом полезной модели имеется причинно-следственная связь, содержащая элементы неочевидности для данной области техники. Такая связь придает полезной модели новое качество и обуславливает ее промышленную применимость. Между отличительными признаками

и техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь; наличие новых конструктивных признаков, их взаимное расположение, удобство для пользователя, конструкция заявленной полезной модели инструмента не только направлена на снижение удельного расхода алмазов, но и на повышение режущей способности инструмента.

По сведениям, которыми располагает заявитель, предлагаемая совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, не известна из уровня техники, следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию «новизна.

Предлагаемая сущность полезной модели может быть многократно использована в практически в любой области техники..

Заявителями изготовлен опытный образец инструмента, проведены его испытания на предприятиях Беларуси, которые подтвердили высокие и потребительские свойства инструмента. В этой связи очевидным является соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость.

Для лучшего понимания полезной модели ее поясняют чертежом, где на

Фиг. 1-структура рабочей части .АГ-инструмента, заявленной полезной модели, изготовленного по варианту А;

Фиг. 2- поясняет исполнение конструктива АГ-инструмента, заявленной полезной модели, изготовленного варианту Б.

В алмазноабразивном инструменте (фиг. 1,2) на основе корпуса 1 размещен алмазоносный режущий слой, включающий закрепляющий слой 2 на металлической основе корпуса 1, например из никеля или хрома или других металлов и неметаллов и заращивающий слои 3, например, на основе никеля и алмазные зерна 4, нанесенные путем гальваностегии на основу корпуса 1.

В зависимости от используемой технологии инструмента по фиг.1 в алмазноабразивном инструменте, на металлический корпус 1 нанесены абразивные алмазные зерна 4, закрепляющий слой 2 и заращивающий слои на основе никеля - Ni, изготовленный гальваностегией. В заращивающий слой 3 на основе никеля могут быть введены ультрадисперсные алмазы 5 УДА.

Заращивающий слой 3 по фиг.2 может быть так же плакирован дополнительно ультрадисперсными алмазами 5.

h пл. (0,050,1) Нз, где Ьпл - толщина плакирующего слоя 6, Нз-толщина

заращивающего слоя 3 легированного ультрадисперсными алмазами 5

В алмазноабразивном инструменте толщина заращивающего слоя 3 легированного ультрадисперсными алмазами 5 связана с высотой алмазного зерна 4 экспениментально выявленным соотношением:

Ьзл (0,60,4) Наз, где .

Ьзл - толщина заращивающего слоя 3 легированного ультрадисперсными алмазами 5

Наз - высота алмазного зерна 4

В алмазноабразивном инструменте ультрадисперсные алмазы 5 введены в алмазоносный рабочий слой, масс.%

ультрадисперсные алмазы 0,09,..50,0

алмазы30,0,..60,0

заращивающий слойостальное

Запредельные значения ультрадисперсных алмазов 5 и алмазов 4 в алмазоносный рабочий слое инструмента, масс.% как показывают эксперименты, таблица 1,2 приводят к ухудшению рабочих характеристик алмазноабразивного инструмента.

В алмазноабразивном инструменте ультрадисперсные алмазы 5 размещены в

заращивающем слое 3 и в плакирующем слое 6 в размерном диапазоне 1,020,0 нм.

Введение в заращивающий слой 3 и в плакированный слой 6 УДА 5 менее 1,0 нм и более 20,0 нм до 0,5 мкм не всегда экономически и технически целесообразно.

Алмазоносный режущий слой наносят на корпус 1 путем электрохимической гальваностегии. Корпус 1 используют в качестве катода, а в качестве анода используют пластины металлического никеля. Электролит готовят на основе сульфата никеля, хлорида никеля, соляной кислоты и модифицирующих добавок, доводя до общей кислотности в пределах рН 4,2....4,6. В процессе нанесения на корпус 1 закрепляющего слоя 2 на наносимую поверхность непосредственно или в таре из неплотной тканимешковины и т.п. помещают 2-10 мм слой алмазного порошка и производят его электролитическое закрепление на корпусе 1 в закрепляющем 2. Аналогично наносят заращивающий слой 3 на основе УДА + Ni и плакирующий слой 6 на основе чистого УДА. После удаления незакрепленных алмазных зерен 4 производят заращивание первого слоя алмазных зерен 4. Общую толщину рабочего алмазоносного слоя образуют в результате неоднократно чередующихся - слоя алмазных зерен 4 и его заращивания материалом слоя 3.

Пример. В соответствии с общепринятой технологией изготовления алмазноабразивного-гальванического инструмента процесс состоит из двух стадий: Закрепление алмазного зерна 4 на рабочей поверхности корпуса 1 инструмента. Заращивание алмазного зерна 4 на заданную толщину никелевого закрепляющего слоя 2.

При использовании УДА 5 были опробованы два варианта:

А. УДА 5 добавляли в электролит для заращивания закрепленного алмазного зерна 4.

Б. Электролит с УДА 5 использовали для нанесения дополнительного композиционного плакирующего слоя 6, УДА + никель оптимальной толщиной 5-7 мкм, экспериментально до 40 мкм.

В случае А д.11я увеличения режущей способности инструмента формируют структуру рабочей части инструмента, как это приведено на фиг.1: 1-корпус, закрепляющий слой 2 электроосажденного никеля, абразивное алмазное зерно 4, гальванический слой 3 никеля с включенными частицами УДА 5.

По технологии Б, Фиг.2:, на корпусе 1, закрепляющий слой 2 и заращивающий слой 3 никеля без УДА 5, абразивное зерно алмаза 4, финищный плакирующий слой 6 композиционного покрытия Ni +УДА 5.

В случае Б преимуществом является повыщение износостойкости финищного плакирующего слоя 6 и экономный расход УДА 5 оптимальной размерностью 1-20 нм в эксперименте до 0,5 мкм, который, как показали эксперименты, зависит от толщины композиционного покрытия плакирующего слоя 6.

Оба варианта А и Б промышленно применимы, в зависимости от технических условий использования инструмента и были испытаны при изготовлении опытных образцов инструмента для сравнительных испытаний. Результаты испытаний приведены в таблице 1,2.

Сравнительные испытания алмазных трубчатых сверл, изготовленных с обычной никелевой связкой по прототипу и со связкой легированной ультрадисперсными алмазами (УДА), февраль-апрель 2001 г., таблица 1,2. Место испытаний - НШ1 «Система. Оборудование - станок сверлильный.

Обрабатываемый образец - набор оконного стекла толщиной 15 мм. Режимы обработки : окружная скорость - 2-3 м/с;

.(у

Таблица 1

Сравнительные эксплуатационные показатели алмазных инструментовТаблица2

Как следует из сравнительных испытаний, заявленная полезная модель позволяет снизить удельный расход алмазов до 39% и повысить производительность в 1,3 раза.

Промышленная применимость полезной модели готовится для предприятий

Беларуси.

Источники информации: 1.Э.Д.Кизиков и др. Алмазнометаллические композиции, Киев, «Тэхника, 1988,с.40

2.RU 96113566, С 09G 1/2 , БИ№8,20.03.97

3.А.С. СССР №770772, B24D 17/00, БИ №38,15.01.79

4.RU 2008192, B24D 17/00, БИ№4, 28.02.94 (1),с.119

Патентный поверенный

Чулков О.П.

В. А. Хлебцев ич

Claims

1. Алмазно-абразивный инструмент, на металлический корпус которого нанесены алмазные зерна, закрепляющий и заращивающий слои на основе никеля, изготовленные путем гальваностегии, отличающийся тем, что в заращивающем слое размещены ультрадисперсные алмазы.

2. Алмазно-абразивный инструмент по п.1, отличающийся тем, что заращивающий слой плакирован дополнительно ультрадисперсными алмазами.

3. Алмазно-абразивный инструмент по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что толщина плакированного слоя связана с толщиной заращивающего слоя соотношением
h_пл=(0,05...0,1)Н_з,
где h_пл - толщина заращивающего слоя, легированного ультрадисперсными алмазами;
Н_з - толщина заращивающего слоя.

4. Алмазно-абразивный инструмент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что толщина заращивающего слоя легированного ультрадисперсными алмазами связана с высотой алмазного зерна соотношением
h_зл=(0,6...0,4)Н_ал,
где h_зл - толщина заращивающего слоя легированного ультрадисперсными алмазами;
Н_ал - высота алмазного зерна.

5. Алмазно-абразивный инструмент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что ультрадисперсные алмазы введены в заращивающий слой, мас.%:
Ультрадисперсные алмазы - 0,09-50,0
Алмазные зерна - 30,0-60,0
Заращивающий слой - Остальное
6. Алмазно-абразивный инструмент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что ультрадисперсные алмазы введены в заращивающий слой в размерном диапазоне 1,0...20,0 нм.