close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9941

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 24D 3/02
АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ
(21) Номер заявки: a 20050381
(22) 2005.04.12
(43) 2006.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Физико-технический
институт Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Смоляк Василий Васильевич;
Звонарев Евгений Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси" (BY)
BY 9941 C1 2007.10.30
BY (11) 9941
(13) C1
(19)
(56) Захаренко И.П. Алмазные инструменты
и процессы обработки. - Киев: Техника,
1980. - С. 25, 31.
BY 5229 C1, 2003.
SU 1475958 A1, 1989.
RU 2172238 C2, 2001.
RU 2028916 C1, 1995.
WO 98/08654 A1.
SU 1496997 A1, 1989.
(57)
Алмазосодержащий композиционный материал, содержащий алмазный порошок и
связку, содержащую медный, оловянный и титановый порошки и наполнитель, отличающийся тем, что содержит алмазный порошок в количестве 50 или 100 % от массы
связки, а связка дополнительно содержит органический водородсодержащий материал полиэтилен порошкообразный, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
порошок медный
74-78
порошок оловянный
14,5-15,5
порошок титановый
3,5-4,0
наполнитель
0,5-1,5
полиэтилен порошкообразный
4,5-5,0.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к алмазосодержащим
композиционным материалам на металлической связке, и может быть использовано в инструментальном производстве для изготовления алмазных кругов.
Известна металлическая связка для алмазно-абразивного инструмента на основе алюминия, содержащая дополнительно железо или никель и медь, позволяющая снизить износ алмазосодержащего слоя [1].
Однако она не обеспечивает требуемого повышения прочности соединения порошковых материалов связки при спекании и допрессовке в горячем состоянии и, как следствие,
повышения прочности закрепления зерна в связке.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является
алмазосодержащий композиционный материал, содержащий порошки меди и олова, порошок титана, алмазный порошок, пластификатор, наполнитель и др. [2].
BY 9941 C1 2007.10.30
Указанный состав алмазосодержащего композиционного материала предназначен для
изготовления алмазных кругов на металлической связке методом спекания с последующей
допрессовкой в горячем состоянии, позволяющий улучшить эксплуатационные характеристики инструмента. Существенным недостатком этого состава алмазосодержащего композиционного материала является то, что он не обеспечивает дальнейшего существенного
повышения прочности соединения порошков в зоне их контакта, так как не обеспечивается восстановление окислов металлов на поверхности порошков, что в итоге снижает прочностные характеристики алмазосодержащей композиции.
Задачей изобретения является создание алмазосодержащего композиционного материала для изготовления алмазных кругов методом спекания и допрессовки в горячем состоянии, обеспечивающего повышение прочности закрепления алмазного зерна в связке.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении прочности на сжатие и твердости алмазосодержащей композиции.
Поставленная задача предлагаемого изобретения решается за счет того, что в заявляемом алмазосодержащем композиционном материале, содержащем алмазный порошок и
связку, содержащую медный, оловянный и титановый порошки и наполнитель, содержится
алмазный порошок в количестве 50 или 100 % от массы связки, а связка дополнительно
содержит органический водородсодержащий материал - полиэтилен порошкообразный при следующем соотношении компонентов, мас. %:
порошок медный
74-78
порошок оловянный
14,5-15,5
порошок титановый
3,5-4,0
наполнитель
0,5-1,5
полиэтилен порошкообразный
4,5-5,0.
Работоспособность связки алмазосодержащей композиции характеризуется двумя основными свойствами - прочностью удержания зерен алмаза и износостойкостью. Прочность удержания зерен определяется механической прочностью защемления зерен в
связке и химической связью алмаза со связкой.
Металлические порошки основы связки покрыты окисной пленкой, которая препятствует прочному соединению частиц основы связки: меди, олова и др. материалов, между
собой. Повысить прочность соединения частиц порошков можно, создав восстановительную среду при нагреве и спекании связки. Такой восстановительной средой являются водород и углерод, выделяющиеся при деструкции полимерных материалов при нагревании.
Практически весь полиэтилен разлагается при нагреве и уходит из образца. При этом
установлено, что с увеличением содержания полиэтилена пропорционально увеличивается потеря массы образцов в результате нагрева. Вместе с тем, потерянная масса несколько
превышает количество введенного полиэтилена. При нагревании идет восстановление меди из окислов и удаление связанного кислорода с углеродом или водорода с кислородом.
Полиэтилен порошкообразный, вводимый в состав связки, играет также роль пластификатора, который способствует получению равномерной плотности композиции при
прессовании в холодном состоянии и равномерной твердости алмазосодержащего композиционного материала после спекания.
Предлагаемый алмазосодержащий композиционный материал получают следующим
образом. Предварительно приготавливают шихту, для чего медный, оловянный и титановый порошки, наполнитель в виде абразивного порошка и порошок полиэтилена, взятые в
указанном соотношении, перемешивают до получения равномерного состава. Добавляют
в полученную шихту алмазный порошок с концентрацией алмазов 50 или 100 % и дополнительно перемешивают всю массу. Всю смесь порошков засыпают в пресс-форму и производят брикетирование в холодном состоянии. Дальше пресс-форму загружают в печь,
производят спекание и последующую допрессовку в горячем состоянии на гидравлическом прессе. Пресс-форму охлаждают и извлекают полученный алмазосодержащий композиционный материал.
2
BY 9941 C1 2007.10.30
Конкретные примеры оптимальных составов предлагаемого алмазосодержащего композиционного материала в оговоренных пределах, согласно изобретению, приведены в табл. 1.
Таблица 1
Содержание компонентов, мас. %
Наименование компонентов
Порошок медный
Порошок оловянный
Наполнители
Порошок титана
Порошок полиэтилена
состав 1
74
15,5
1,5
4
5
состав 2
76
15
1
3,5
4,5
состав 3
78
14,5
0,5
3
4
Сопоставительный анализ свойств предлагаемого алмазосодержащего композиционного
материала и прототипа, определяющих получаемый технический результат, подтверждается результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в табл. 2.
Таблица 2
Исследуемые алмазосодержащие
композиционные материалы
Исследуемые
характеристики
Твердость, HRB
Прочность на сжатие, кг/мм2
состав 1
95
81,2
заявляемый
состав 2
95
81,2
состав 3
95
81,2
известный
МСЗ
75
62,0
Из полученных результатов можно сделать вывод, что повышение твердости и прочности алмазосодержащего композиционного материала при введеннии полиэтилена связано с восстановлением меди на поверхности порошка из оксида меди под действием
водорода, выделяющегося при разложении полиэтилена. Повышение прочности и твердости алмазосодержащей композиции обеспечивает повышение прочности удержания алмазного зерна в связке и в итоге снижение расхода алмазов в инструменте.
Источники информации:
1. Пат. 5936 ВY, МПК В 24D 3/06. Металлическая связка для алмазоабразивного инструмента / А.Г. Горлач, В.А. Зайцев, A.M. Кузей, В.В. Кузнецов. - № 19980791; Заяв. 24.08.98,
Опубл. 30.03.2004. //Афiцыйны Бюлетэнь / Дзярж. Пат. Ведамства Рэсп. Беларусь. - 2004. № 1. - 127.
2. Захаренко И.П. Алмазные инструменты и процессы обработки. - К.: Техника, 1980. С. 31, ил. Библиогр.: - С. 209-213 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
75 Кб
Теги
by9941, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа