SU1087320A1 - Металлическа св зка дл абразивного инструмента - Google Patents

Abstract

1. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ. АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержаща  С медь, олово, титан, железо и твердый наполнитель, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  режущих свойств инструмента и повышени  производительности при обработке сталей , компоненты вход т в состав св зки в следующем соотношении, мас,%: Медь 64-70 14-17 Олово 10-15 Титан 0,01-0,1 Железо Твердый на1-5 полнитель 2. Металлическа  св зка по п,1, отличающа с  тем, что в качестве твердого наполнител  она соG & держит диборид титана.

Description

Изобретение относитс  к изготовлению абразивного инструмента, в час ности металлической св зки, используемой преимущественно дл  изготовле ни  хонинговальных брусков из кубического нитрида бора. Известна металлическа  св зка дл  изготовлени  алмазного инструмен та, срдержаща  медь, олово, железо, марганец, дисилицид титана и карбид вольфрама lj . Св зка обладает высокой изностойкостью и примен етс  в инструменте дл  обработки материалов, с высокой абразивной способностью. Однако она не может быть применена дл  изготовлени  хонинговальных брусков из кубического нитрида бора, предназначенных дл  обработки сталей, так как инструмент на этой св зке засаливаетс , тер ет режущие свойства, не способен к самозатачиванию из-за чрезмерной износостойкости. Кроме того, св зка не  вл етс  адгезионно-активной по отношению к сверхтвердым материалам и слабо удерживает зерно на поверхности круга , что также приводит к засалива нию круга. Известна также металлическа  св з ка дл  инструмента из кубического ни рида бора, содержаща  титан, железо бор, бориды или нитриды переходных металлов 12. присутствие в св зке такого метал ла как титан,  вл ющегос  адгезионн активным элементом по отношению к кубическому нитриду бора и другим а разивным материалам, улучшает услов закреплени  зерна в св зке, но недо таточно, так как при спекании св зк находитс  в твердом состо нии, всле ствие чего активного смачивани  зер на св зкой (растекани  св зки по поверхности зерна) не происходит. В сока  температура спекани  (более 1300 С)  вл етс  серьезным недостат ком указанной св зки, так как приводит к частичному обратному переходу кубического нитрида бора в гексагональную ( неабразивную) форму. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  металлическа  св зка, имеюща  следующий состав, мас.%: Медь0,5-19 Олово0,1-2 Титан 0,01-0,5 Железо .15-30 Марганец 0,25-10 Фосфор0,05-0,5 Карбид вольфрамаОстальное Присутствие в св зке меди, олова, марганца и фосфора позвол ет несколько снизить температуру спекани  инструмента (до 1200°С). Однако недостат ком этой св зки  вл етс  слаба  самозатачиваемость и склонность к засаливанию- , что снижает режущие свойства инструмента и, как следствие, производительность процесса обработки. Цель изобретени  - повышение режущих свойств инструментов из кубического нитрида бора, в частности . хонинговальных брусков и увеличение производительности при обработке сталей. Указанна  цель достигаетс  тем, что св зка, содержаща  медь, олово, титан, железо и твердый наполнитель, содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: Медь64-70 Олово .14-17 Титан10-15 Железо0,01-0,1 Твердый наполнитель 1-5 В качестве твердого наполнител  св зка содержит диборид титана в виде дисперсных частиц. I Введение в состав предлагаемой св зки дисперсных частиц TiBg в количестве 1 -5 мае . % приводит к попьш1ению твердости и прочности основы св зки , так как частицы выполн ют роль дисперсионных упрочнителей. Увеличение содержани  диборида. титана свыше 5% приводит к значительному повьш1ению в зкости металлического расплава-св зки при спекании инструмента и ухудшению условий смачивани  зерна, технологичность св зки при этом ухудшаетс . Введение диборида титана менее 1% не приводит к заметному повьш1ению качества и твердости св зки. Медь  вл етс  основным компонентом св зки и в сочетании с оловом (в соотношении примерно 4:1) образует основу св зки с температурой плавлени  930-940С. При содержании меди менее 64% св зка становитс  чрезмерно хрупкой, а увеличение ее количества св ше 70% значительно повышает температуру ее плавлени . Увеличение содержани  олова свьше 17% приводит к значительной хрупкости св зки, а уменьшение количества олова ниже 14% - к значительной пластичности св зки и склонноети ее к засаливанию. Титан вводитс  в состав св зки как адгезионно-активный элемент в количестве 10-15 мас.%, обеспечивающем минимальный краевой угол смачивани  кубического нитрида бора св зкой (10-12 град.) и высокие механичес кие свойства. С увеличением содержани  титана более 15% возрастает хруп кость сплава, а его механическа  прочность падает вследствие образовани  крупных частиц тройного химиче кого соединени  иглообразной формы, - Введение титана в количестве менее 10% не обеспечивает, необходимой адге зии св зки к зерну. Железо, вводимое в состав св зки в небольших количествах (до 0,1 мас. выполн ет роль модификации металлического сплава-св зки, т.е. способствует измельчению структуры св зки при затвердевании, задержива  рекрис таллизацию сплава и повьша  тем самым его механическую прочность. Введение железа более 0,1% приводит к ухудшению самозатачиваемости и засаливанию инструмента. Уменьшение его содержани  менее 0,01% не оказывает заметного вли ни  на структу ру св зки. Предлагаемый количественный и качественный состав св зки имеет температуру спекани  960-1000°С, а твер дрсть 95-110 HRB (т.е. около 20-25 HRC), тогда как известна  св зка имеет температуру спекани  1200-1350 С и твердость 55-75 HRC. Благодар  высокой адгезионной активности предлагаемой св зки к абразивному зерну в расплавленном состо нии во врем  спекани  образуетс  характерна  пориста  и прочна  струк тура, что в сочетании с указанными выше свойствами св зки приводит к повьш1ению режущих свойств инструмент и производительности процесса обработки . Кроме того, мелкозерниста  204 структура предлагаемой св зки способствует снижению шероховатости обработанной поверхности, например, при хонинговании брусками из КНБ зернистости Л8-ЛМ28. Пример. Готов т п ть составов предлагаемой св зки и дл  сравнени  серийную (базовую) св зку Ml и известную. Смеси готов т следующим образом. Компоненты св зок в виде порош- ков меди, олова, титана крупностью 0,063 мкм и мельче перемешивают в смесител х типа пь на  бочка в течение 2-4 ч, затем к смеси добавл ют мелкодисперсный порошок и стальные шары 10-12 мм из расчета 300-400 г на 100 г смеси и производ т смешивание в вибромельнице в течение 3-5 ч, при этом происходит намол железа 0,01-0,1 мас.%. Порошки кубического нитрида бора и приговленные св зки смешивают в определенном соотношении (исход  из концентрации, кубического нитрида бора и задаваемой пористости), подвергают холодному прессованию и затем заформованные в заданный размер издели  подвергают свободному сцеканию в вакууме 1-5«Ю мм.рт.ст. При этом св зка расплавл  сь, растекаетс  по поверхности зерна, образу  с ним прочную химическую св зь. Готовое изделие имеет прочную и пористую структуру, обеспечивающую инструменту хорошие режущие свойства при достаточно высокой стойкости инструмента. Инструменты на предлагаемой св зке, на серийной (базовой) св з%:е М1 и известной испытаны на операции хонинговани  деталей типа втулка из закаленной стали ШХ15. Данные сравнительных испытаний представлены в таблице. Как следует из таблицы, лучшими режущими свойствами обладает инструмент на предлагаемой св зке МА-4. В сравнении с хонинговальными брускаМи из кубического нитрида бора на серийной св зке М1 его производи-тельность возрастает в 2,8 раза.

Claims (2)

1. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ.

АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащая медь, олово, титан, железо и твердый наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью улучшения режущих свойств инструмента и повышения производительности при обработке сталей, компоненты входят в состав связки в следующем соотношении, мас.%:

Медь64-70

Олово14-17

Титан

10-15

Железо 0,01-0,1

Твердый наполнитель1-5

2. Металлическая связка по п.1, 'отличающаяся тем, что в качестве твердого наполнйтеля она со. держит диборид титана.