RU2101164C1 - Abrasive tool binder - Google Patents
Abrasive tool binder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101164C1 RU2101164C1 RU96100155A RU96100155A RU2101164C1 RU 2101164 C1 RU2101164 C1 RU 2101164C1 RU 96100155 A RU96100155 A RU 96100155A RU 96100155 A RU96100155 A RU 96100155A RU 2101164 C1 RU2101164 C1 RU 2101164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- borosilicate glass
- zinc
- abrasive
- binder
- titanium
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims abstract description 13
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к связкам абразивного инструмента, который может быть использован при обработке инструментальных сталей, заточке режущего инструмента вместе со стальной державкой и других труднообрабатываемых материалов. The invention relates to bundles of an abrasive tool that can be used in the processing of tool steels, sharpening a cutting tool together with a steel holder and other difficult to process materials.
Известна керамическая связка для абразивного инструмента [1]содержащая, мас. боросиликатное стекло 30-42, циркон 25-52, цинк 4-25, тальк 2-20. Эта связка применяется для изготовления абразивного инструмента, служащего для обработки неметаллических материалов, например экранов кинескопов их электровакуумного стекла. При обработке же стальных деталей он имеет низкую износостойкость, быстро засаливается, т.к. теряет режущую способность в связи с присутствием в связке силиката циркона /ZrSiO4/, который в данном случае является мягким абразивом /твердость по шкале Мооса-7/ и положительно влияет на качество обработки неметаллических материалов, т.е. снижает шероховатость их поверхности.Known ceramic bond for abrasive tools [1] containing, by weight. borosilicate glass 30-42, zircon 25-52, zinc 4-25, talc 2-20. This bundle is used for the manufacture of an abrasive tool that serves for processing non-metallic materials, such as the screens of picture tubes of their electrovacuum glass. When machining steel parts, it has low wear resistance, is quickly salted, because it loses its cutting ability due to the presence in the binder of zircon silicate / ZrSiO 4 /, which in this case is a soft abrasive / hardness on the Mohs-7 scale / and positively affects the processing quality of non-metallic materials, i.e. reduces the roughness of their surface.
Наиболее близкой по технической сути к заявляемой является связка [2] содержащая, мас. боросиликатное стекло 20-80, алюминий 5-20 и в качестве наполнителя оксид железа 15-60. The closest in technical essence to the claimed is a bunch [2] containing, by weight. borosilicate glass 20-80, aluminum 5-20 and iron oxide 15-60 as a filler.
Химический состав стекла, мас. The chemical composition of glass, wt.
SiO2 45,0-55,0
Al2O3 5,5-12,0
Li2O 4,5-10,0
Na2O 4,0-12,0
K2O 2,0-6,0
B2O3 10,0-20,0
BaO 5,0-10,0
Стекло может содержать примеси: Fe2O3, CaO, MgO, TiO2
На этой связке изготавливается алмазный инструмент для чистового шлифования твердых сплавов с пониженным содержанием вольфрама и других твердых хрупких материалов. Этот инструмент может быть использован также и на операции заточки твердосплавного инструмента, однако износостойкость его относительно невысокая: удельный расход алмазов до 50 мг/см3, производительность обработки 490 мм3/мин. Это обусловлено высоким коэффициентом термического расширения связки по отношению к сверхтвердым материалам, а также недостаточной текучестью состава и ее пластичностью.SiO 2 45.0-55.0
Al 2 O 3 5.5-12.0
Li 2 O 4.5-10.0
Na 2 O 4.0-12.0
K 2 O 2.0-6.0
B 2 O 3 10.0-20.0
BaO 5.0-10.0
Glass may contain impurities: Fe 2 O 3 , CaO, MgO, TiO 2
On this bundle, a diamond tool is made for fine grinding of hard alloys with a low content of tungsten and other hard brittle materials. This tool can also be used for sharpening operations of carbide tools, however its wear resistance is relatively low: the specific consumption of diamonds is up to 50 mg / cm 3 , the processing productivity is 490 mm 3 / min. This is due to the high coefficient of thermal expansion of the binder with respect to superhard materials, as well as insufficient fluidity of the composition and its ductility.
В основу изобретения поставлена задача такого совершенствования состава связки абразивного инструмента, при котором за счет изменения состава наполнителей и количественного состава всех компонентов обеспечивается повышение прочности удержания в ней абразива, снижение усадки, повышение текучести состава, его пластичности и теплопроводности и как следствие повышение износостойкости связки в целом. The basis of the invention is the task of improving the composition of the ligament of an abrasive tool, which, by changing the composition of the fillers and the quantitative composition of all components, provides an increase in the retention strength of the abrasive in it, a decrease in shrinkage, an increase in the fluidity of the composition, its ductility and thermal conductivity, and as a result, an increase in the wear resistance of the binder in whole.
Для решения этой задачи связка абразивного инструмента, содержащая боросиликатное стекло, алюминий и наполнители, согласно изобретению, содержит в качестве наполнителей медь, титан, цинк, нитрид кремния, при этом компоненты определены в следующем соотношении, мас. To solve this problem, a bunch of abrasive tools containing borosilicate glass, aluminum and fillers, according to the invention, contains fillers as copper, titanium, zinc, silicon nitride, while the components are defined in the following ratio, wt.
Боросиликатное стекло 17,0 50,0
Алюминий 12,0 35,0
Медь 17,0 40,0
Титан 0,5 8,0
Нитрид кремния 0,5 10,0
Цинк 0,5 10,0
Боросиликатное стекло использовано следующего состава, мас.Borosilicate glass 17.0 50.0
Aluminum 12.0 35.0
Copper 17.0 40.0
Titanium 0.5 8.0
Silicon Nitride 0.5 10.0
Zinc 0.5 10.0
Borosilicate glass used the following composition, wt.
SiO2 40,0 55,0
Al2O3 5,0 12,0
Li2O 4,5 10,0
Fe2O3 0,5 2,0
Na2O 4,0 12,0
K2O 2,0 6,0
B2O3 10,0 18,0
BaO 5,0 10,0
Примеси из группы оксидов CaO, MgO, TiO2- остальное
Медь и цинк, введенные в связку вышеуказанного состава, способствуют повышению прочности удерживания в ней алмазных зерен, снижению усадки связки за счет образования однофазного α твердого раствора цинка в меди, у которого коэффициент термического расширения 18•10-6град.-1, т.е. меньше, чем фазы a (Cu Al), относящейся к бронзам, с коэффициентом термического расширения 19•10-6град.-1 Кроме этого, цинк повышает текучесть раствора, пластичность и теплопроводность связки равной 2600•10-4кол.см-1с-1 oC-1.SiO 2 40.0 55.0
Al 2 O 3 5.0 12.0
Li 2 O 4.5 10.0
Fe 2 O 3 0.5 2.0
Na 2 O 4.0 12.0
K 2 O 2.0 6.0
B 2 O 3 10.0 18.0
BaO 5.0 10.0
Impurities from the group of oxides CaO, MgO, TiO 2 - the rest
Copper and zinc, introduced into the binder of the above composition, increase the strength of holding diamond grains in it, reduce shrinkage of the binder due to the formation of a single-phase α solid solution of zinc in copper, which has a thermal expansion coefficient of 18 • 10 -6 degrees. -1 , i.e. less than phase a (Cu Al), related to bronzes, with a coefficient of thermal expansion of 19 • 10 -6 degrees. -1 In addition, zinc increases the fluidity of the solution, the ductility and thermal conductivity of the binder is equal to 2600 • 10 -4 cc -1 -1 -1 o C -1 .
Титан и нитрид кремния повышают режущую способность алмазного инструмента за счет снижения коэффициента трения,а также мощности шлифования. Кроме этого, заявляемая связка не содержит компонентов,вредных для окружающей среды, как при работе с ними, так и в процессе термообработки. Использование меди, цинка, титана и нитрида кремния в совокупности с другими признаками существенно меняет механизм взаимодействия признаков совокупности, приводя к вышеперечисленным техническим результатам, достигаемым впервые. Titanium and silicon nitride increase the cutting ability of a diamond tool by reducing the coefficient of friction, as well as grinding power. In addition, the inventive bundle does not contain components that are harmful to the environment, both when working with them, and during the heat treatment. The use of copper, zinc, titanium and silicon nitride in combination with other signs significantly changes the mechanism of interaction of the signs of the aggregate, leading to the above technical results achieved for the first time.
Как показали эксперименты, при выходе за заявляемые пределы компонентов, поставленная задача решается на уровне прототипа. As experiments showed, when going beyond the claimed limits of the components, the task is solved at the level of the prototype.
Для изготовления заявляемого состава компоненты связки просеивались через сито 63 мкм и смешивались в механическом смесителе в течение 2 ч. В приготовленную шихту связки добавлялся порошок алмаза марки АС6 зернистостью 250/200. Возможно использование любого абразива. Шихта связки и порошок алмаза смешивались в механическом смесителе в течение 60 мин, после чего из шихты прессовались кольца диаметром 150х10х3 мм при давлении 1,5 т/см2, обжигались при 600oC в течение 60 мин, допрессовывались при давлении 1 т/см2. Распрессовка колец производилась при температуре не выше 200oC.To make the claimed composition, the ligament components were sieved through a 63 μm sieve and mixed in a mechanical mixer for 2 hours. AC6 grade diamond powder with a grain size of 250/200 was added to the prepared batch mixture. Any abrasive can be used. The binder charge and diamond powder were mixed in a mechanical mixer for 60 minutes, after which rings with a diameter of 150x103 mm at a pressure of 1.5 t / cm 2 were pressed from the charge, calcined at 600 o C for 60 minutes, pressed at a pressure of 1 t / cm 2 . The extrusion of the rings was carried out at a temperature not exceeding 200 o C.
Спеченные кольца склеивались с алюминиевым корпусом эпоксидной смолой холодного отвердения. Sintered rings were glued to the aluminum body with cold cured epoxy.
Пример 1. Шлифовальный круг характеристики 12А2-45o 150х10х3х32-АС6 250х200-КМ1-01-100-58,0 изготавливался из компонентов связки в соотношении, мас.Example 1. The grinding wheel of the characteristic 12A2-45 o 150х10х3х32-АС6 250х200-КМ1-01-100-58,0 was made from the components of the binder in the ratio, wt.
Боросиликатное стекло 32,0
Медь 30,0
Алюминий 20,0
Титан 5,0
Нитрид кремния 5,0
Цинк 8,0
Боросиликатное стекло использовалось следующего состава, мас.Borosilicate glass 32.0
Copper 30.0
Aluminum 20.0
Titanium 5.0
Silicon Nitride 5.0
Zinc 8.0
Borosilicate glass was used in the following composition, wt.
SiO2 50,0
Al2O3 9,30
Li2O 5,37
Na2O 7,75
K2O 3,90
B2O3 14,50
BaO 7,78
Fe2O3 0,65
Примеси из группы оксидов: CaO, MgO, TiO остальное. Возможно использование боросиликатных стекол других составов. Выбор конкретного стекла зависит от использования того или иного вида абразива в инструменте. При тех же условиях были изготовлены составы связок абразивного инструмента при граничных /п. 2-4/ и при выходе за граничные /п.5-16/ значения заявляемых компонентов, а также состав по прототипу /п.17/.SiO 2 50.0
Al 2 O 3 9.30
Li 2 O 5.37
Na 2 O 7.75
K 2 O 3.90
B 2 O 3 14.50
BaO 7.78
Fe 2 O 3 0.65
Impurities from the group of oxides: CaO, MgO, TiO the rest. It is possible to use borosilicate glasses of other compositions. The choice of a specific glass depends on the use of one or another type of abrasive in the tool. Under the same conditions, the compositions of the bundles of the abrasive tool were made at the boundary / p. 2-4 / and when going beyond the boundary / p.5-16/ values of the claimed components, as well as the composition of the prototype / p.17/.
Данные приведены в таблице. The data are given in the table.
Из данных таблицы видно, что удельный расход снизился ориентировочно на 45% при производительности шлифования 560 мм3/мин и шероховатости обработанной поверхности Ra не более 0,25 0,32 мкм.The table shows that the specific consumption decreased by approximately 45% with a grinding productivity of 560 mm 3 / min and a surface roughness R a of not more than 0.25 0.32 μm.
Claims (1)
Алюминий 12 35
Медь 17 40
Титан 0,5 8,0
Нитрид кремния 0,5 10,0
Цинк 0,5 10,0
2. Связка по п.1, отличающаяся тем, что боросиликатное стекло имеет следующий состав, мас.Borosilicate glass 17 50
Aluminum 12 35
Copper 17 40
Titanium 0.5 8.0
Silicon Nitride 0.5 10.0
Zinc 0.5 10.0
2. The bundle according to claim 1, characterized in that the borosilicate glass has the following composition, wt.
Al2O3 5 12
Li2O 4,5 10,0
Fe2O3 0,5 2,0
Na2O 4 12
K2O 2 6
B2O3 10 18
BaO 5 10
Примеси из группы оксидов CaO, MgO, TiO2 ОстальноеаSiO 2 40 55
Al 2 O 3 5 12
Li 2 O 4.5 10.0
Fe 2 O 3 0.5 2.0
Na 2 O 4 12
K 2 O 2 6
B 2 O 3 10 18
BaO 5 10
Impurities from the group of oxides CaO, MgO, TiO 2 The rest
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA95114961 | 1995-11-22 | ||
| UA95114961 | 1995-11-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2101164C1 true RU2101164C1 (en) | 1998-01-10 |
| RU96100155A RU96100155A (en) | 1998-02-27 |
Family
ID=21689089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96100155A RU2101164C1 (en) | 1995-11-22 | 1996-01-03 | Abrasive tool binder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2101164C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2211756C2 (en) * | 2001-04-23 | 2003-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Шлиф" | Method for making small-size abrasive tool with ceramic binder |
| US20110079412A1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-07 | Asahi Glass Company, Limited | Ceramic material composition |
| RU2594923C2 (en) * | 2011-07-22 | 2016-08-20 | Слипнаксос Актиеболаг | Grinding tool for processing fragile materials and method of its manufacturing |
-
1996
- 1996-01-03 RU RU96100155A patent/RU2101164C1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2211756C2 (en) * | 2001-04-23 | 2003-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Шлиф" | Method for making small-size abrasive tool with ceramic binder |
| US20110079412A1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-07 | Asahi Glass Company, Limited | Ceramic material composition |
| US8304357B2 (en) * | 2009-10-07 | 2012-11-06 | Asahi Glass Company, Limited | Ceramic material composition |
| RU2594923C2 (en) * | 2011-07-22 | 2016-08-20 | Слипнаксос Актиеболаг | Grinding tool for processing fragile materials and method of its manufacturing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101269498B1 (en) | Abrasive slicing tool for electronics industry | |
| EP0417729B1 (en) | Bonded abrasive bodies, process of making and use of same | |
| US5607489A (en) | Vitreous grinding tool containing metal coated abrasive | |
| JPH02106273A (en) | Grindstone coupled by frit | |
| KR100362797B1 (en) | Glass Grinding Tool with Metal-coated Abrasives | |
| RU2101164C1 (en) | Abrasive tool binder | |
| JP2643401B2 (en) | Combination type polishing tool | |
| JP2000044348A (en) | High hardness sintered body for cutting cast iron | |
| JP2006130635A (en) | Composite abrasive vitrified superfinishing wheel | |
| JPH03294101A (en) | Ceramic cutting tool | |
| JPH03264263A (en) | Porous metal bond grinding wheel and manufacture thereof | |
| JP2987485B2 (en) | Superabrasive grindstone and method of manufacturing the same | |
| RU1838084C (en) | Metal-cutting insert | |
| JPH08229825A (en) | Super-abrasive grain grinding wheel, and manufacture thereof | |
| JPH10138148A (en) | Vitrified extra-abrasive grain grinding wheel | |
| JPS62251077A (en) | Vitrifide grinding element | |
| SU1168397A1 (en) | Abrasive compound for finishing tool | |
| JPH0723263B2 (en) | Cutting tool made of aluminum oxide based ceramics | |
| JPS6257874A (en) | Super abrasive grain grindstone | |
| SU563281A1 (en) | Bonding of abrasive tool | |
| JP2003094341A (en) | Metal bond super abrasive whetstone | |
| JPH079344A (en) | Vitrified cubic crystal boron nitride abrasive grain grinding wheel and its manufacture | |
| JPH01122971A (en) | Cubic boron nitride sintered product | |
| JP2004188567A (en) | High performance vitrified grinding wheel and method of manufacturing the same | |
| JPH07108462A (en) | Vitrified bond grinding wheel with high grinding ratio |