SU969505A1 - Metal binder for diamond tools - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении инструментов, примен емых дл  финишной обработки оптических материалов . Известна св зка дл  алмазного инструмента , содержаща  медь, цинк, двуокись кремни  и окись железа l.p Недостатком указанной св зки  вл ет  то, чтл инструменты на ее основе не обеспечивают высокого качества обработанной поверхности, а также обладают низкой износостойкостью. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс - металлическа  св зка дл  алмазного инструмента, содержаща  вес. °/о медь 30-60, цинк 15-25, кобальт 5-54 и молибденовый ангидрид 1- 10 2. Известна  св зка обладает тем недостатком , что инструменты на ее основе имеют низкую износостойкость, производительность обработки, и, кроме того, она не способна обеспечить высокое качество обработанной поверхности. Цель изобретени  - повышение износостойкости инструмента, производительности обработки и качества обработанной поверхности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что металличе1ка  св зка дл  алмазного инструмента , включающа  медь и цинк, дополнительно содержит никель и стабилизированную двуокись циркони  преследующем соот ношении компонентов, вес. /о: Цинк30-54 Никель5-28 Стабилизированна  двуокись циркони 2-10 Медь Остальное Применение в предлагаемой св зке стабилизированной двуокиси циркони  обусловлено ее воздействием на поверхностный слой обрабатываемого стекла, что приводит к повышению износостойкости инструмента и улучшению качества обрабатываемой поверхности . Благодар  высокой активности, св занной с дефектностью кристаллической решетки, дисперсности частиц порошка и адсорбционной способности стабилизированна  двуокись циркони  способствует интенсивному обмену ионов циркони  со щелочными ионами стекла, в результате чего ионы циркони The invention relates to powder metallurgy and can be used in the manufacture of tools used for finishing the processing of optical materials. Known bond for diamond tools containing copper, zinc, silicon dioxide and iron oxide l.p The disadvantage of this linkage is that tools based on it do not provide high quality surface finish and also have low wear resistance. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a metal bond for a diamond tool containing a weight. ° / o copper 30–60, zinc 15–25, cobalt 5–54, and molybdenum anhydride 1–10 2. The binder is known to have the disadvantage that tools based on it have low wear resistance, processing performance, and, in addition, it unable to provide high quality surface finish. The purpose of the invention is to increase tool durability, machining performance and surface quality. This goal is achieved by the fact that the metallic bond for diamond tools, including copper and zinc, additionally contains nickel and stabilized zirconia pursuing the component ratio, weight. / o: Zinc30-54 Nickel5-28 Stabilized Zirconia 2-10 Copper Else The application in the proposed bond of stabilized zirconium dioxide is due to its effect on the surface layer of the glass being processed, which leads to an increase in the wear resistance of the tool and an improvement in the quality of the surface being processed. Due to the high activity associated with the defectiveness of the crystal lattice, the dispersion of the powder particles and the adsorption capacity, stabilized zirconia promotes an intensive exchange of zirconium ions with alkaline glass ions, resulting in zirconium ions

проникают на глубину до 8 мкм, образу  на поверхности стекла пленку силиката циркони , микротвердость которой пор дка 400- 420 кг/мм2, что на 20-25% ниже микротвердости основного стекла. Эта пленка легче сошлифовываетс , обеспечива  более высокую производительность процесса тонкого шлифовани , минимальную величину разрушенного и дефектного слоев и высокую износостойкость инструмента.penetrate to a depth of 8 µm, forming a zirconium silicate film on the glass surface, the microhardness of which is about 400-420 kg / mm2, which is 20-25% lower than the microhardness of the main glass. This film is easier to grind, providing better performance of the fine grinding process, the minimum amount of broken and defective layers and high tool durability.

Полируюша  способность стабилизированной двуокиси циркони , характеризующа  скорость съема стекла свободным абразивом , по сравнению с обычной двуокисью циркони ,а также окислами, примен емыми в известных св зках, приведены в табл. 1.The poliruyusha ability of stabilized zirconia, which characterizes the rate of removal of glass by free abrasive, as compared with ordinary zirconia, as well as the oxides used in the known bonds, is given in table. one.

При увеличении содержани  стабилизированной двуокиси циркони  за предлагаемые пределы производительность обработки инструментом не увеличиваетс , в то же врем  происходит разупрочнение св зки, а при выходе в сторону уменьшени  положительный эффект не наблюдаетс .With an increase in the content of stabilized zirconium dioxide beyond the proposed limits, the machining performance of the tool does not increase, at the same time, the bonding softens, and when going downward, a positive effect is not observed.

Границы содержани  в св зке меди и цинка обусловлены тем, что при выбранном соотношении меди и цинка образуютс  интерметаллидные соединени , имеюшие повышенную микротвердость.The boundaries of the content in connection of copper and zinc are due to the fact that at the selected ratio of copper and zinc intermetallic compounds are formed, which have an increased microhardness.

Так, в соответствии с диаграммой равновеси  Си-Zn, при содержании цинка свыше 35 вес. % в сплаве образуетс  /3 фаза, а при-дальнейшем его увеличении до 70% по вл ютс  дополнительные У и фазы. Все три фазы представл ют собой интерметаллидные соединени  CuZnoCusZng, CuZnj, которые имеют повышенную микротвердость.So, in accordance with the diagram of equilibrium Cu-Zn, with a zinc content of more than 35 weight. % in the alloy forms the / 3 phase, and with its further increase to 70% additional Y and phases appear. All three phases are intermetallic compounds CuZnoCusZng, CuZnj, which have increased microhardness.

Применение в св зке никел  обусловлено тем обсто тельством, что он образует с цинком интерметаллидные соединени  типа Ni5Zn2; повышенной твердости, которые пла в тс  при высоких температурах, что обусловливает повышенную износостойкость металлической составл ющей св зки. При увеличении содержани  никел  за предлагаемые пределы повыщение износостойкости св зки не наблюдаетс .The use of nickel in the bond is due to the fact that it forms intermetallic compounds of the type Ni5Zn2 with zinc; increased hardness, which occurs at high temperatures, which results in increased wear resistance of the metal component of the binder. As the nickel content increases beyond the suggested limits, no increase in the wear resistance of the bond is observed.

Изготовление смесей дл  абразивного инструмента провод т методом порошковой ме- таллургии. Каждую смесь прессуют отдельно в пресс-форме при давлении 2500 кг/см затем спекают при 750°С. После спекани  смесь подвергают гор чему прессованию при давлении 1500 кг/см 2.The manufacture of mixtures for abrasive tools is carried out by powder metallurgy. Each mixture is pressed separately in a mold at a pressure of 2500 kg / cm and then sintered at 750 ° C. After sintering, the mixture is hot pressed at a pressure of 1500 kg / cm 2.

Условна  концентраци  алмазов зернистости АСН 20/14 в каждой смеси составл ет 10%.The conditional concentration of diamonds of the ACH 20/14 grit in each mixture is 10%.

В табл. 2 приведены составы изготовленных смесей.In tab. 2 shows the compositions of the mixtures.

Смеси использованы дл  изготовлени  кругов со спиралевидным покрытием. Круги испытаны при шлифовании стекла марки KB с использованием СОЖ - 30% водный раствор глицерина. Испытани  провод тс  на станке PLM (ФРГ) по следующим режимам: nrf 400 об/мин.; Пкр 24 двход/мин; Р 2 кг/см2; Т 30 с.Mixtures are used to make circles with a spiral coating. Circles tested when grinding glass mark KB using coolant - 30% aqueous solution of glycerin. The tests are carried out on a PLM machine (Germany) in the following modes: nrf 400 rpm; Sc 24 dvd / min; P 2 kg / cm2; T 30 s.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.The test results are shown in Table. 3

Как видно из табл. 3, введение в состав св зки никел  и стабилизированной двуокиси циркони  приводит к существенному улучшению качества обработанной поверхности, которое выражаетс  в снижении шероховатости в 1,5-3 раза, уменьшении разрушенного шлифованием сло  и глубины рисок в 1,6-3 раза, а также к уменьшению времени полировани  и, соответственно, увеличению производительности процесса. Кроме того, возрастает износостойкость инструмента, изготовленного с использованием предлагаемой св зки, по сравнению с инструментом, изготовленным из св зки-прототипа.As can be seen from the table. 3, the introduction of nickel and stabilized zirconium dioxide into the composition leads to a significant improvement in the quality of the treated surface, which results in a reduction in roughness of 1.5–3 times, a decrease in the layer destroyed by grinding and the depth of scratches by 1.6–3 times, as well as to reduce the time of polishing and, accordingly, increase the productivity of the process. In addition, the wear resistance of an instrument made using the proposed binder increases, compared with a tool made from a prototype binder.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  в промышленность составит 300 тыс ч руб. в год.The economic effect from the introduction of the invention into the industry will be 300 thousand rubles. in year.

Таблица 1Table 1

969505 Таблица 2969505 Table 2

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Металлическая связка для алмазного инструмента, включающая медь и цинк, отличающаяся тем, что,- с целью повышения из- ⁵⁰ носостойкости инструмента, производительности обработки и качества обработанной поверхности, она дополнительно содержит никель и стабилизированную двуокись циркония при следующем соотношении компо- ₅₅ нентов, вес. %:Metal bond diamond tool comprising copper and zinc, characterized in that - in order to increase due nosostoykosti tool ^50, the processing performance and the quality of the processed surface, it additionally contains nickel and stabilized zirconia in the following ratio compo- ₅₅ nents, by weight . %: Цинк30—54Zinc30–54 Никель5—28Nickel 5-28 Стабилизированная двуокись циркония2—10Stabilized Zirconia 2-10 Медь ОстальноеCopper Else