Металлическая связка для изготовления алмазного инструмента

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Звонарев Евгений Владимирович Осипов Владимир Анатольевич Миронович Галина Александровна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Металлическая связка на основе меди для изготовления алмазного инструмента, содержащая порошок твердого сплава типа ВК, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит (4)24 при следующем соотношении компонентов, мас.порошок твердого сплава типа ВК 30-35 1,5-2,8(56) Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / Под ред. В.Н. Бакуля. - М. Просвещение, 1975. - С. 268-272.05092369 , 1993.98/05466 1.20133972 1, 1998.2028916 1, 1995.97/21844 1.62264868 , 1987. Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к металлическим связкам, используемым для изготовления алмазного инструмента, а именно алмазных коронок для сверления бетона и др. строительных материалов. Известны металлические связки для изготовления алмазного инструмента данного типа на основе кобальта 1, железа 2 и меди 3, 4. Однако, металлические связки на основе железа и кобальта, высокотемпературные и требуют применения не только термостойких алмазов, но и жаропрочной технологической оснастки, что значительно затрудняет разработку эффективных технологий. Известные же низкотемпературные связки для кольцевого алмазного инструмента на основе меди содержат либо вредные вещества (например, свинец) 3, либо не позволяют повысить работоспособность алмазных коронок из-за наличия остаточной пористости, раковин 5248 1 и т.п. в рабочем слое, образующихся в результате распада газообразных продуктов связки и взаимодействия ее компонентов. В качестве прототипа выбрана металлическая связка на основе меди, используемая при промышленном изготовлении алмазных коронок 5. В качестве исходных материалов связки используют порошки твердых сплавов ВК 6-ВК 15, которые смешивают с алмазами и медью, которую используют в качестве пропитывающего материала. Основные этапы процесса пропитки изготовление корпуса, приготовление алмазосодержащей шихты для брикетирования каркаса, формование, пропитка, соединение с корпусом и окончательная механическая обработка. Использование данной связки (-ВК) при производстве алмазных коронок не может обеспечить получения качественной структуры алмазоносного слоя, а именно равномерной плотности режущей части и, следовательно, высокой износостойкости и работоспособности. Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в получении равномерной плотности режущей части инструмента. Поставленная техническая задача достигается тем, что металлическая связка на основе меди для изготовления алмазного инструмента, содержащая порошок твердого сплава типа ВК,дополнительно содержит (4)24 при следующем соотношении компонентов, мас.порошок твердого сплава типа ВК 30-35(4)24 1,5-2,8 медь остальное. Экспериментально установлено, что введение в состав металлической связки фосфорнокислого двухзамещенного аммония (4)24 приводит к повышению жидкотекучести пропитывающего материала и его смачиваемости по отношению к неспеченному твердому сплаву ВК и алмазу, позволяя пропитывающему материалу затекать в мельчайшие поры и тем самым повышать плотность и прочность алмазоносного слоя, сцепляемость связки с алмазом и, как следствие, повышать износостойкость алмазной коронки. При этом пропитывающий материал используется более рационально, уменьшается облой. Предлагаемую связку получали следующим образом. Твердосплавный порошок типа ВК, взятый в необходимом количестве, накатывали на алмазы А 5 К 65 630/500 во вращающемся барабане. Полученные гранулы отжигали при температуре 250 С, просеивали и укладывали в графитовую форму для спекания. Поверх гранул устанавливали металлический корпус коронки, а у наружной боковой поверхности металлического корпуса помещали пропитывающий материал. Пропитывающий материал предварительно готовили путем осаждения (4)24 из водного раствора на порошокс последующим выпариванием при температуре 8010 . Затем собранную графитовую форму помещали в электропечь и спекали в защитной среде по режиму подъем температуры до 700 С 1,5 ч выдержка при 700 С 1,0 ч подъем до 1090 С 1,0 ч выдержка при 1090 С 0,5 ч охлаждение с печью. Сущность изобретения поясняется следующими примерами. Пример 1. По описанной технологии готовили связку алмазоносного слоя коронки, состоящую из 30 ВК 2,8(4)24 и- остальное, и изготавливали коронки диаметром 80 мм согласно ГОСТ 24638-85. После спекания удаляли технологическую форму и получали коронку, ресурс работы которой при сверлении в тяжелом железобетоне класса В 35 составил в среднем 16,1 м. (табл.). Пример 2. Аналогично примеру 1 изготавливали коронки диаметром 80 мм со связкой, состоящей из 35 ВК 1,5(4)24 и- остальное. Ресурс работы составил в среднем 15,6 м. 2 5248 1 Пример 3. Аналогично примеру 1 изготавливали алмазные коронки диаметром 80 мм со связкой, содержащей 35 ВК 1,0(4)24 и- остальное. Ресурс работы составил в среднем 10 м. Пример 4. Аналогично примеру 1 изготавливали алмазные коронки диаметром 80 мм со связкой,содержащей 30 ВК 3,5(4)24 и- остальное. Ресурс работы составил в среднем 8,5 м. Изготавливали также алмазные коронки на связке-прототипе. Ресурс работы коронок составил в среднем 10,6 м. Как видно из примеров 1, 2, ресурс работы алмазных коронок, изготовленных из предлагаемой связки,в 1,4 раза выше, чем у коронок, изготовленных на связке-прототипе. При этом наблюдается стабильность свойств коронок на предлагаемой связке по сравнению с прототипом (табл.). Так, коэффициент вариации свойств алмазных коронок, изготовленных на предлагаемой связке, составляет 1,6-2,25 , а изготовленных на связкепрототипе - 28,6 . Таким образом, применение предлагаемой связки при изготовлении алмазных коронок для сверления железобетона по сравнением с прототипом позволяет увеличить ресурс работы коронок в 1,4 раза и стабильность свойствна 25 . Средний Стандартное Коэфициент ваРесурс ресурс отклонение риации работы, работы, 100. СССР 1021586, МПК В 243/06, 1983. 2. А.с. СССР 1689053, МПК В 243/06, 1991. 3. Россия, п. 2028916, МПК В 24 3/06, 1995. 4. А.с. 1397268, МПК В 24 3/34, 1988. 5. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / Под.ред. В.Н. Бакуля. - М. Просвещение, 1975. - С. 268-272 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4