Связка алмазоабразивного инструмента

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Кузей Анатолий Михайлович Лебедев Владимир Яковлевич Францкевич Алла Владимировна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Связка алмазоабразивного инструмента, содержащая медь, олово и карбид бора, отличающаяся тем, что дополнительно содержит тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.медь 65-80 олово 12-18 карбид бора 1-13 тетраборат натрия 1-10. Предлагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к материалам, используемым при изготовлении алмазоабразивного инструмента, и может быть использовано в инструменте для обработки стекла. Известна связка алмазоабразивного инструмента 1, состоящая из 80 мас.меди и 20 мас.олова. Недостатками известного технического решения являются периодическое снижение режущей способности и высокий удельный расход алмаза при обработке стекла. Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является связка 2 следующего состава, мас.медь 25-35 цинк 25-38 олово 19-22 карбид бора 6-12 оксид бора 4-8. 15390 1 2012.02.28 Недостатками известного технического решения являются низкая производительность шлифования и высокий удельный расход алмаза, обусловленный периодическим снижением режущей способности из-за выкрашивания алмазных зерен из связки. Задачей предлагаемого технического решения является снижение удельного расхода алмаза. Задача решается тем, что связка алмазоабразивного инструмента, состоящая из меди,олова, карбида бора, дополнительно содержит тетраборат натрия при следующих соотношениях компонентов в связке, мас.медь 65-80 олово 12-18 карбид бора 1-13 тетраборат натрия 1-10. Введение тетрабората натрия в связку повышает ее твердость, прочность и одновременно алмазоудержание, а также снижает коэффициент трения в зоне резания. Тетраборат натрия взаимодействует с оксидами на поверхности частиц меди и олова, образуя стекла с повышенной твердостью. Образующиеся при этом стекла представляют собой тонкие пленки, имеющие большую твердость, чем окружающий медный сплав. Тетраборат натрия взаимодействует с карбидом бора и алмазом, смачивая их поверхности. Это приводит к повышению прочности сцепления частиц карбида бора и алмаза с медным сплавом. В результате этого алмазные зерна и хрупкие частицы карбида бора не выкрашиваются из медного сплава. Частицы карбида бора равномерно изнашиваются с образованием ультрадисперсных частиц, которые стабилизируют процесс резания, снижая коэффициент трения и тепловыделение в контактной зоне алмазосодержащий композиционный материал - стекло. Следствием этого является снижение нагрузок на алмазное зерно и снижение удельного расхода алмаза. Снижение концентрации тетрабората натрия менее 1 мас.не приводит к существенному повышению твердости связки и снижению коэффициента трения. Частицы карбида бора разрушаются, приводя к выкрашиванию алмазных зерен из связки и потере режущей способности. Следствием этого является повышенный расход алмаза. Увеличение концентрации тетрабората натрия более 10 мас.приводит к значительному увеличению твердости и прочности связки, износ связки снижается, новые зерна алмаза не обнажаются,процесс резания прекращается. Инструмент требует вскрытия, что приводит к росту удельного расхода алмаза. Снижение концентрации карбида бора в связке менее 1 мас.приводит к снижению скорости износа связки, разрушению алмазных зерен и подавлению режима самозатачивания. Абразивная способность инструмента снижается, процесс резания прекращается. Инструмент требует правки, что приводит к увеличению удельного расхода алмаза. При увеличении концентрации карбида бора в связке более 13 мас.отмечается рост удельного расхода алмаза из-за снижения физико-механических (твердость, прочность) характеристик связки и выкрашивания алмазных зерен. Увеличение концентрации меди в связке более 80 мас.снижает физико-механические характеристики связки, что приводит к ее ускоренному износу и росту удельного расхода алмаза. Снижение концентрации меди в связке менее 65 мас.увеличивает хрупкость связки, что приводит к ее ускоренному износу и росту удельного расхода алмаза. Снижение концентрации олова в связке менее 12 мас.приводит к снижению прочности связки, следствием чего является ее повышенный износ и увеличение удельного расхода алмаза. Увеличение концентрации олова в связке более 18 мас.снижает твердость и прочность связки, что приводит к ее повышенному износу и выкрашиванию алмазных зерен. Следствием этого является повышенный удельный расход алмаза. 15390 1 2012.02.28 Пример Алмазным шлифовальным кругом формы 11 (20010576, АС-6, 80/63, 100 ) обрабатывали свинцовое стекло (хрусталь) с производительностью шлифования 10 мм 3/мин. Данные представлены в таблице. Влияние состава связки на удельный расход алмаза Состав шихты связки, мас.Удельный расход карбид тетраборат алмаза, мг/см 3 медь олово бора натрия 80 18 1 1 0,12 75 10 8 7 0,14 65 12 13 10 0,11 65 12 12 11 0,34 66 10 14 10 1,1 77 12 10,5 0,5 0,96 75,5 16 0,5 8 0,72 81 17 1 1 0,59 64 13 13 10 1,2 68 19 13 10 1,43 80 11 5 4 0,79 0,64 Данные таблицы показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет снизить удельный расход алмаза при обработке стекла. Источники информации 1. Кизиков Э.Д., Верник Е.Б., Кошевой Н.С. Алмазно-металлические композиции. Киев Тэхнка, 1988. - С. 133 (С. 80). 2. Галицкий В.Н., Курищук А.В., Муровский В.А. Алмазно-абразивный инструмент на металлических связках для обработки твердого сплава и стали. - Киев Наукова думка,1986. - С. 102. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3