×
29.06.2019
219.017.9a31

СВЯЗКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в качестве связок при изготовлении алмазного режущего инструмента для стройиндустрии и камнеобработки. Связка содержит никель и легирующую добавку в виде нанопорошка, содержание которой в связке составляет ЛД мас.%, где 1,6<ЛД≤15, при этом в качестве легирующей добавки используют карбид вольфрама, или вольфрам или оксид алюминия, или диоксид циркония, или карбид ниобия, или ультрадисперсные алмазы, покрытые серебром или никелем. Технический результат: повышение износостойкости без существенного увеличения температуры спекания, твердости, прочности и ударной вязкости. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения изделий из твердосплавных материалов. Изобретение может быть использовано в качестве связок на основе никеля при изготовлении алмазного режущего инструмента для стройиндустрии и камнеобработки, включая отрезные сегментные круги (АОСК) различной конструкции и канаты для резки железобетона и асфальта, применяемые при реконструкции шоссейных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов, реновации металлургических предприятий, АЭС, мостов и других сооружений; сверла для резки монолитного железобетона; диски и канаты для карьерной добычи натурального камня и крупносерийного производства облицовочных материалов.

Связка оказывает влияние на конструкцию инструмента. В зависимости от связки выбирается материал корпуса, метод соединения алмазоносного слоя с корпусом. Физико-механические свойства связок предопределяют возможную получаемую форму и размеры алмазно-абразивного инструмента.

Известна связка для изготовления алмазного инструмента (RU 2172238 С2, опублик. 2001.08.20, кл. B 24 D 3/06), содержащая основу в виде меди и добавки в виде олова, никеля, алюминия и ультрадисперсного алмаза.

Недостатком известного материала является недостаточная износостойкость, твердость, прочность и ударная вязкость.

Прототипом заявленного изобретения является связка для абразивного материала, включающая более 40%, вес никеля и легирующие добавки (JP 2972623 В2, опублик. 05.02.02).

Недостатком известной связки также является недостаточная твердость и прочность.

В изобретении достигается технический результат, заключающийся в повышении износостойкости без существенного увеличения температуры спекания, а также твердости, прочности и ударной вязкости.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Связка для изготовления алмазного инструмента содержит никель и легирующую добавку в виде нанопорошка. Содержание в связке легирующей добавки составляет 1-15 мас.%.

При этом в качестве легирующей добавки используют карбид вольфрама, или вольфрам, или оксид алюминия, или диоксид циркония, или карбид ниобия.

Также в качестве легирующей добавки используют ультрадисперсные алмазы, покрытые серебром или никелем.

За счет наличия никеля, как основного компонента состава, связка удовлетворяет следующим требованиям:

а) обладает хорошей смачиваемостью по отношению к алмазу;

б) прочно удерживает алмазные зерна;

в) обеспечивает самозатачивание, т.е. по мере затупления алмазных зерен изнашивается, способствуя выкрашиванию затупившихся зерен и вскрытию режущих граней новых зерен;

г) обладает достаточной термостойкостью и имеет хорошую теплопроводность;

д) в паре с обрабатываемым материалом имеет минимальный коэффициент трения;

е) имеет коэффициент линейного расширения, приближающийся к коэффициенту линейного расширения алмаза;

ж) не вступает в химическое взаимодействие с обрабатываемым материалом и охлаждающей жидкостью.

За счет наличия никеля, как основного компонента состава, связка удовлетворяет следующим требованиям

Легирующие добавки указанного состава обеспечивают высокую твердость, жаропрочность и термостойкость связок.

Содержания легирующих добавок в количестве ниже минимального значения указанного диапазона (1 мас.%) недостаточно для обеспечения равномерного распределения по всему объему материала и их влияние на структуру и свойства, полученного материала незначительно. При превышении максимального значения диапазона (15 мас.%) содержание легирующего материала - нанокомпонента слишком велико. Так как легирующий материал является более твердым материалом по сравнению с никелем, то он выступает в роли концентратора напряжений, что сильно охрупчивает материал и приводит к снижению прочностных характеристик и износостойкости связки.

Связки могут быть получены методом порошковой металлургии: спеканием с последующим прессованием при температуре спекания. Этот метод является высокопроизводительным, так как продолжительность процесса нагрева до температуры спекания, выдержка при температуре спекания, прессование и охлаждение до комнатной температуры не превышают 15 минут. Высокие скорости нагрева и равномерное распределение температур в рабочей камере обеспечиваются за счет пропускания электрического тока через спекальную форму, которая одновременно является и пресс-формой. По окончании выдержки при температуре отжига сразу же проводится прессование для обеспечения необходимых плотности и формы изделий. Конструкция пресс-формы позволяет проводить процесс в инертной или защитной атмосфере, что повышает качество инструмента.

В таблице приведены примеры, показывающие зависимость состава связок и получаемых свойств.

Таблица
Состав, мас.%Твердость по Роквеллу, 1.5/980Прочность на изгиб σизг, МПаУдарная вязкость, KCU, Дж/см2
100% Niсвязка (В13)889203,36
99,3% Niсвязка +07% легирующая добавка (Al2O3, или WC, или W, или ZrO2, или NbC, или Салмаз УДП + Ni, или Салмаз УДП + Ag)939193,37
99% Niсвязка + 1,0% легирующая добавка (Al2O3, или WC, или W, или9811983,80
ZrO2, или NbC, или Салмаз УДП + Ni или Салмаз УДП + Ag)
98% Niсвязка + 2,0% легирующая добавка (Al2О3, или WC, или W, или ZrO2, или NbC, или Салмаз УДП + Ni, или Салмаз УДП + Ag)10112003,90
90% Niсвязка + 10,0% легирующая добавка (Al2О3, или WC, или W, или ZrO2, или NbC, или Салмаз удп + Ni, или Салмаз УДП + Ag)10412504,04
85% Niсвязка + 15,0% легирующая добавка (Al2О3, или WC, или W, или ZrO2, или NbC, или Салмаз УДП + Ni, или Салмаз УДП + Ag)10212004,00
80% Niсвязка + 20,0% легирующая добавка (Al2О3, или WC, или W, или ZrO2, или NbC, или Салмаз УДП + Ni, или Салмаз УДП + Ag)10211903,87
78% Niсвязка + 22,0% легирующая добавка (Al2О3, или WC, или W, или ZrO2, или NbC, или Салмаз УДП + Ni, или Салмаз УДП + Ag)929533,01

Материалы связок по изобретению обеспечат лучшие экономические показатели по сравнению с аналогами ведущих мировых производителей по критериям цена/ресурс и цена/производительность. Так, например, алмазосодержащие сегменты для резки асфальта работают в сверхтвердой абразивной среде. Традиционное упрочнение матрицы за счет введения карбида вольфрама имеет ограничение по концентрации из-за необходимости повышения температуры спекания (это означает снижение прочности алмазов и дополнительный износ технологической оснастки).

Введение легирующих добавок - наночастиц в связку позволит увеличить ее износостойкость без существенного увеличения температуры спекания. Сегменты для резки гранита вовлечены в массовое производство строительных облицовочных материалов и поэтому сами являются массовым продуктом. Стоимость их изготовления и удельные расходы на эксплуатацию играют важную роль в экономике соответствующего производства. Замена традиционных высококобальтовых связок на связки на основе никеля уменьшит соответствующие затраты на сырье. При этом служебные характеристики (износостойкость, твердость, ударная вязкость) таких связок будут сохранены введением в них наночастиц WC, Al2О3 и др. Материалы, использующиеся в качестве связки для изготовления перлин, пригодные для горячего прессования, во многом подошли к пределу по служебным характеристикам.

Дальнейшее развитие идет по пути технологии горячего изостатического прессования (ГИП), что требует очень больших капитальных затрат на оборудование стоимостью в несколько миллионов долларов. С другой стороны, методом горячего прессования за счет введения в связку наночастиц можно изготовить перлины с характеристиками, близкими к перлинам, полученным по ГИП-технологии.

Введение легирующих добавок - нанопорошков карбида вольфрама, или вольфрама, или оксида алюминия, или диоксида циркония, или карбида ниобия - обеспечивает высокую прочность, теплопроводность и трещиностойкость. Контролируемые малые добавки легирующих элементов дают уникальное сочетание свойств: прочности, твердости, трещиностойкости, коэффициента трения в зоне резания, что позволяет повысить срок службы изделий в особо нагруженных условиях на 10-20% относительно базового варианта при сохранении режущей способности. Замена кобальтовых связок на более дешевые связки на основе никеля и железа позволит снизить затраты на производство изделий на 15-20%.

1.Связкадляизготовленияалмазногоинструмента,содержащаяникельилегирующуюдобавку(ЛД)ввиденанопорошка,приэтомсодержаниевсвязкелегирующейдобавкисоставляет1,6<ЛД≤15мас.%,12.Связкапоп.1,вкоторойвкачествелегирующейдобавкииспользуюткарбидвольфрама,иливольфрам,илиоксидалюминия,илидиоксидциркония,иликарбидниобия.23.Связкапоп.1,вкоторойвкачествелегирующейдобавкииспользуютультрадисперсныеалмазы,покрытыесеребромилиникелем.3
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
29.03.2019
№219.016.ef3a

Биосовместимые многокомпонентные наноструктурные покрытия для медицины

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к биосовместимым износостойким наноструктурным тонкопленочным материалам, используемым в качестве покрытий при изготовлении имплантатов, работающих под нагрузкой: ортопедические и стоматологические протезы, зубные коронки, имплантаты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002281122
Дата охранного документа: 10.08.2006
29.03.2019
№219.016.f380

Псевдоупругий биосовместимый функционально-градиентный материал для костных имплантов и способ его получения

Изобретение относится к области ортопедической импланталогии и может быть использовано для изготовления имплантатов (штифтов), внедряемых в костную ткань. Псевдоупругий биосовместимый функционально-градиентный материал для костных имплантов в объеме состоит из сплава титана, ниобия и тантала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002302261
Дата охранного документа: 10.07.2007
10.04.2019
№219.017.007a

Способ винтовой прокатки

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается технологии винтовой прокатки прутков преимущественно из легированных металлов и сплавов. Задача изобретения - повышение комплекса физико-механических и служебных свойств проката. В способе винтовой прокатки, включающем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002293619
Дата охранного документа: 20.02.2007
09.06.2019
№219.017.77c8

Способ получения проводящих нанокомпозитных покрытий, содержащих металл в кремний-углеродной матрице

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано для создания нанокомпозитных покрытий с заранее заданной удельной проводимостью. В вакуумной камере с помощью плазмотрона создают поток плазмы паров кремнийсодержащего жидкого углеводорода в присутствии аргона с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002297471
Дата охранного документа: 20.04.2007
29.06.2019
№219.017.9a2f

Связка для изготовления алмазного инструмента

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в качестве связок при изготовлении алмазного режущего инструмента для стройиндустрии и камнеобработки. Связка содержит железо и легирующую добавку в виде нанопорошка, содержание которой в связке составляет 1-15 мас.%, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286241
Дата охранного документа: 27.10.2006
29.06.2019
№219.017.9a33

Связка для изготовления алмазного инструмента

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в качестве связок на основе кобальта при изготовлении алмазного режущего инструмента для стройиндустрии и камнеобработки. Связка содержит кобальт и легирующую добавку в виде нанопорошка, содержание которой в связке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286242
Дата охранного документа: 27.10.2006
29.06.2019
№219.017.9e42

Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к мишени для получения функциональных покрытий и способу ее изготовления, и может быть использовано в химической, станкоинструментальной промышленности, машиностроении и металлургии. Формуют по крайней мере три таблетки, образующие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002305717
Дата охранного документа: 10.09.2007
Показаны записи 1-10 из 29.
27.05.2013
№216.012.4399

Биоимплантат с многофункциональным биоактивным наноструктурированным покрытием

Изобретение относится к медицине и ветеринарии, предназначено для применения в трансплантологии, травматологии, хирургии и онкологии и может быть использовано для замещения костных дефектов. Описан биоимплантат, который представляет собой донорскую кость, деиммунизированную с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482882
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.07.2013
№216.012.539a

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом для стройиндустрии и машиностроения. Связка содержит, мас.%: Cu 27,5-49,5, Со 13,75-24,75,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487005
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539b

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом. Связка содержит, мас.%: медь 27,5-49,5, кобальт 13,75-24,75, железо 13,75-24,75, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487006
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2014
№216.012.dfaf

Способ получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения отливок сплавов на основе гамма алюминида титана, и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 700°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523049
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e5f0

Многокомпонентное биоактивное нанокомпозиционное покрытие с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к биосовместимым износостойким нанокомпозиционным тонкопленочным материалам, используемым в качестве покрытий при изготовлении имплантатов, предназначенных для замены поврежденных участков костной ткани. Покрытие выполнено на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524654
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.01.2015
№216.013.1cc2

Способ прессования порошковых материалов в стальной пресс-форме

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к прессованию порошковых материалов в пресс-форме. Пресс-форма для прессования порошкового материала содержит нижний пуансон с лунками, шарики, большой и малый диски из пластичного материала одинакового состава, матрицу, верхний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538790
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.09.2015
№216.013.788f

Линейный ускоритель ионов с высокочастотной квадрупольной фокусировкой

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для ускорения пучков ионов в диапазоне энергий, где используются известные ускоряющие структуры с трубками дрейфа на виде колебаний π. Заявленный ускоритель может использоваться в качестве промежуточной секции линейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562452
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.11.2015
№216.013.9325

Способ получения спеченного пористого вольфрамового каркаса

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения спеченного пористого вольфрамового каркаса включает смешение порошка вольфрама с порошковой активирующей добавкой, состоящей из порошков никеля и железа, прессование и спекание. Используют порошок вольфрама с размером частиц 1-0,5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569287
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9326

Способ изготовления наноразмерного твердого сплава

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ изготовления наноразмерного твердого сплава включает приготовление смеси из наноразмерных порошков карбида вольфрама и кобальта, прессование ее в стальной пресс-форме и спекание в вакууме. Причем перед прессованием в смесь наноразмерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569288
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.932b

Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления

Изобретение относится к получению изделий из порошковых материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Мишень для получения покрытий ионно-плазменным напылением состоит из профилированной металлической пластины, с которой посредством слоя металлического припоя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569293
Дата охранного документа: 20.11.2015
+ добавить свой РИД