PL184980B1 - Warstwowy element tnący i sposób wytwarzania warstwowego elementu tnącego - Google Patents

Abstract

1. Warstwowy element tnacy do obróbki zdzie- raniem twardych podlozy, przykladowo betonu, za- wierajacy czasteczki diamentu, których wielkosc ziarna jest mniejsza od wielkosci ziarna elementu tnacego, które sa umieszczone w skorupie z przewaznie meta- licznego materialu wiazacego, znamienny tym, ze sklada sie ze spieku mieszaniny czasteczek diamen- towych (3) o wielkosci ziarna wiekszej od 50 mm i mniejszej od 300 mm i materialu wiazacego (2), a wielkosc ziarna warstwowego elementu tnacego (1) wynosi od okolo 400 mm do okolo 1200 mm. 7. Sposób wytwarzania warstwowych elementów tnacych do obróbki zdzieraniem twardych podlozy, przykladowo betonu, w którym mieszanine czasteczek diamentowych, których wielkosc ziarna jest mniejsza do wielkosci ziarna warstwowego elementu tnacego i metalicznego materialu wiazacego, spieka sie w stru- kture, znamienny tym, ze mieszanine czasteczek dia- mentowych (3) o wielkosci ziarna wiekszej od 50 mm i mniejszej od 300 mm i materialu wiazacego (2) ksztaltuje sie i spieka w pojedynczym procesie ksztal- towania w warstwowy element tnacy (1) o wielkosci ziarna od okolo 400 mm do okolo 1200 mm F i g . 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest warstwowy element tnący do obróbki zdzieraniem twardych podłoży, zawierający cząsteczki diamentu oraz sposób wytwarzania warstwowego elementu tnącego.

W wielu zastosowaniach techniki urabiania materiałów używa się narzędzi, które w celu polepszenia zdzieralnych właściwości są wyposażone w ziarna diamentowe. Do wytwarzania otworów lub przelotów o dużych średnicach, przykładowo stosuje się rurowe wiertła koronowe, które na swoim przednim końcu są wyposażone w segmenty tnące. Także piły ścienne i tarcze do przecinania, do cięcia betonu, kamienia lub ceramiki na swoim obwodzie są wyposażone w segmenty tnące. Segmenty tnące w zasadzie skła<^^j^się z kryształów diamentowych, które są umieszczone w metalowej skorupie. Wielkości ziaren tych kryształów, stosowanych w tego rodzaju segmentach tnących, wynosi od około 300 mm do około 600 mm. Kryształy diamentowe są umieszczone nie tylko na powierzchni segmentu tnącego, ale także względnie jednakowo są rozłożone na części wysokości segmentu tnącego. Przy obróbce podłoża chodzi zawsze o krawędzie kryształów diamentowych, wystające z powierzchni materiału skorupy przy zetknięciu z obrobionym materiałem. Po utraceniu kryształów diamentowych, znajdujących się na powierzchni, materiał skorupy jest zeszlifowany, aż nowe krawędzie leżących niżej kryształów diamentowych zostaną odsłonięte.

Przy użytkowaniu krawędzie są powoli zaokrąglane lub kryształy diamentowe są łamane lub całkowicie wypadają z materiału skorupy. Z uwagi na względnie dużą wielkość ziarna kryształów diamentowych ilość, skutecznych dla obróbki zdzieraniem podłoża, krawędzi jest względnie mała. Z powodu zaokrąglonych krawędzi kryształów diamentowych, ich złamania lub wypadnięcia z materiału skorupy, efektywność cięcia segmentu tnącego jest zmniejszana, az ponownie zostaną uwolnione nowe kryształy diamentowe, co umożliwia osiągnięcie skutecznej prędkości cięcia segmentu tnącego.

Z opisu US-A-4,591,364 jest znane stosowanie na powłokę tarcz ciernych diamentowych elementów tnących, które są spiekane z ziarn diamentowych o małej wielkości ziaren, od około 70 mm do około 125 mm i przeważnie metalicznego materiału wiążącego. Mieszanina ziaren diamentowych i materiału wiążącego jest spiekana w płaski kęs. Płaskie kęsy są kruszone na małe cząsteczki i przesiewane. Frakcja sitowa ze spiekanych ziaren o wielkości od około 149 mm do około 250 mm jest przeznaczona na powłokę tarcz ciernych. Rozkruszenie placka spiekanego prowadzi do względnie dużego rozdzielenia wielkości ziaren w spiekanym elemencie tnącym tak, że znaczna ilość składników aglomeratu jest albo za duża lub za mała na powłokę tarcz ściernych. Wytrącone frakcje mają nie tylko różne wielkości ziaren, dlatego też przez proces kruszenia placka spiekanego ich geometryczny kształt jest także nadzwyczaj nieregularny. Istnieje także niebezpieczeństwo, ze one podczas procesu kruszenia zostaną mechanicznie uszkodzone. Dlatego wytrącone frakcje wielkości ziaren sąponownie mielone, aby je stosować jako środek szlifujący i polerujący.

Zadaniem wynalazku jest stworzenie warstwowego elementu tnącego, który ma nieznaczny rozdział wielkości ziarna, a jego geometryczne kształty w zasadzie nie odbiegają od siebie. Przy dalszej przeróbce wytwarzany element tnący powinien w dalekim stopniu uniemożliwiać powstawanie odpadków. Element tnący powinien pozwalać na wytwarzanie z niego w zwykły sposób korpusów tnących i segmentów tnących, które mają wysoką wydajność cięcia. Straty w efektywności cięcia wskutek zaokrąglenia wystających krawędzi ziaren diamentowych, przez złamanie lub stracenie ziaren diamentowych, powinny być w dalekim stopniu uniemożliwione, względnie w przypadku ich wystąpienia mogły być możliwie szybko skompensowane. Proces wytwarzania warstwowego elementu tnącego powinien być możliwie prosty i przeprowadzany w sposób powtarzalny. Mechaniczne uszkodzenia przez dodatkowe procesy kruszenia i proces przesiewania powinny być w dalekim stopniu uniemożliwione.

Zadanie to w odniesieniu do elementu tnącego zostało rozwiązane dzięki temu, że składa się on ze spieku mieszaniny cząsteczek diamentowych o wielkości ziarna większej od 50 mm i mniejszej od 300 mm i materiału wiążącego, a wielkość ziarna warstwowego elementu tnącego wynosi od około 400 mm do około 1200 mm.

184 980

Zgodnie z wynalazkiem materiał wiążący stanowi stop na bazie niklu lub kobaltu, z dodatkiem krzemu i/lub boru i składników powierzchniowo czynnych, przykładowo chromu.

Korzystnie stop wiążący ma 1%-25% Cr, 2%-6% Si, 0,5%-4% B i 50%-95%Ni, przy czym procenty odnoszą się do wagi całkowitej stopu, a ewentualne brakujące procenty wagowe uzupełnia się innymi składnikami stopowymi, korzystnie Fe lub Ca.

Według wynalazku stężenie objętościowe cząsteczek diamentowych wynosi od około 20% do około 80%, korzystnie od około 30% do około 70% objętości spieczonego elementu tnącego.

W korzystnym wykonaniu wiele warstwowych elementów tnących tworzy segment diamentowy, w którym sąumieszczone w materiale skorupowym, który jest bardziej miękki od metalicznego materiału wiążącego.

Zadanie w odniesieniu do sposobu wytwarzania warstwowych elementów tnących zostało rozwiązane dzięki temu, że mieszaninę cząsteczek diamentowych o wielkości ziarna większej od 50 mm i mniejszej od 300 mm i materiału wiążącego kształtuje się i spieka w pojedynczym procesie kształtowania w warstwowy element tnący o wielkości ziarna od około 400 mm do około 1200 mm.

Korzystnie mieszaninę cząsteczek diamentowych i materiału wiążącego umieszcza się za pomocą pastowatego nośnika w pojedynczych pustkach skorupy z elastycznego tworzywa sztucznego, korzystnie kauczuku silikonowego, z ceramiki, korzystnie tlenku glinu, tlenku cyrkonu lub heksagonalnego azotku borowego i poprzez obróbkę temperaturową odpędza się organiczne składniki materiału wiążącego, a obrobioną wstępnie mieszaninę spieka się próżniowo w temperaturze od około 900°C do około 1300°C, po czym skorupy z ceramiki lub z metalu umieszcza się na podłożu, korzystnie talerzu ceramicznym lub w złożu węglików.

Zgodnie z wynalazkiem jako metaliczny materiał wiążący dobiera się stop na bazie niklu lub kobaltu, z dodatkiem chromu, krzemu i/lub boru, który zawiera l%-25% Cr, 2%-6% Si, 0,5%-4% B i 50%-95% Ni, przy czym procenty odnoszą się do wagi całkowitej stopu, a ewentualnie brakujące procenty uzupełnia się innymi składnikami stopowymi, korzystnie Fe lub Ca i, że stężenie objętościowe cząsteczek diamentu dobiera się na około 20% do około 80%, korzystnie około 30% do około 70% objętości spieczonego elementu tnącego.

Dzięki wynalazkowi został stworzony warstwowy element tnący do obróbki zdzieraniem twardych podłoży, przykładowo betonu, który zawiera cząsteczki diamentowe, które sąumieszczone w skorupie, wykonanej z metalicznego materiału wiążącego. Wielkość ziaren osadzonych cząsteczek diamentujest mniejsza od wielkości ziaren warstwowego elementu tnącego i jest większa od 50 mm i mniejsza od 300 mm. Każdy warstwowy element tnący jest spiekany w jednym procesie kształtowania z mieszaniny cząsteczek diamentu i materiału wiążącego i ma wielkość ziarna wynoszącą od około 400 mm do około 1200 mm.

Ponieważ każdy warstwowy element tnący jest wytwarzany w procesie kształtowania z mieszaniny cząsteczek diamentowych i materiału wiążącego, to wielkość ziaren i kształt elementu może być w pewnym zakresie kontrolowany, a proces wytwarzaniajest w dalekim stopniu powtarzalny. Tak wytwarzane warstwowe elementy tnące mają bardzo wąski rozdział wielkości ziarna i wzajemnie podobny geometryczny kształt. Dlatego z reguły wszystkie wytwarzane warstwowe elementy tnące mogą być przerabiane dalej. Wielkość ziarna warstwowego elementu tnącego wynosząca od około 400 mm do około 1200 mm odpowiada w dalekim stopniu wielkości ziarna zwykłych kryształów diamentowych, stosowanych do dalszej przeróbki na segmenty tnące. Dlatego warstwowe elementy tnące mogą być umieszczone w zwykły sposób w materiale skorupy. Warstwowy element tnący, składający się z wielu, połączonych między sobącząsteczek diamentu posiada wiele krawędzi do obróbki zdzieraniem podłoży. Dzięki temu zaokrąglenie pojedynczych krawędzi, złamanie lub strata cząsteczki diamentu jest nieistotna dla zdzierających własności wartościowego elementu tnącego. Wielkość ziarna cząsteczek diamentu jest większa od 50 mm i mniejsza od 300 mm. Przy tym na warstwowe elementy tnące o małej wielkości ziarna używa się drobnoziarnistych cząsteczek diamentowych a dla dużych wielkości ziarna dużych cząsteczek diamentowych. Cząsteczki diamentowe o małej wielkości ziarna nie tylko są tańsze od zwykle używanych dużych kryształów diamentowych, ale także z reguły nie są obciążone

184 980 wadami. Dzięki temu pojedyncze cząsteczki diamentowe mają lepsze własności mechaniczne od kryształów diamentowych, o dużej wielkości ziarna. Ta zaleta przenosi się także na mechaniczne własności warstwowego elementu tnącego.

Warstwowy element tnący, z materiału wiążącego i małych cząsteczek diamentu, posiada wystarczająco dużą wytrzymałość i dobre własności wiążące, gdy materiał wiążący stanowi stop na bazie niklu lub kobaltu, z dodatkiem krzemu i/lub boru i składników powierzchniowo czynnych, przykładowo chromu. Krzem i bor sądodawane ze względu na obniżenie punktu topnienia. Chrom jest składnikiem powierzchniowo czynnym, który zapewnia stałe chemiczne związanie cząsteczek diamentowych poprzez utworzenie węglików.

Szczególnie dobre własności twardości, przy jednoczesnych bardzo dobrych własnościach wiążących osiąga się, gdy przeważnie metaliczny stop wiążący ma l%-25% Cr, 2%-6% Si, 0,5%-4% B i 50%-95% Ni. Procenty odnoszą się do wagi całkowitej stopu. Ewentualnie brakujące procenty wagowe uzupełnia się innymi składnikami stopowymi, przykładowo Fe lub Ca.

Jeżeli stężenie objętościowe cząsteczek diamentu wynosi od około 20% do około 80%, korzystnie od około 30% do około 70% objętości spieczonego elementu tnącego, to do dyspozycji istnieje duża ilość krawędzi tnących.

Jeżeli nawet podczas używania pojedyncze krawędzie zostaną zaokrąglone lub wypadnie cała cząsteczka diamentowa, to zawsze jeszcze istnieje wystarczająca ilość cząsteczek diamentowych tak, że wydajność cięcia warstwowego elementu tnącego jest tylko nieznacznie uszczuplona.

Warstwowe elementy tnące mogą być w zwykły sposób umieszczane bezpośrednio w tarczach szlifierskich lub podobnych, przykładowo mogą być umieszczone w powłoce z tworzywa sztucznego na powierzchni tarczy szlifierskiej.

Szczególna zaleta warstwowego elementu tnącego z ziaren diamentowych o małej wielkości i materiału wiążącego polega na tym, że on w zwykły sposób może być przerabiany w segmenty diamentowe. Przy dalszej przeróbce warstwowe elementy tnące nie odróżniają się od dotychczas stosowanych kryształów diamentowych o dużej wielkości ziarna. Warstwowe elementy tnące są przeważnie umieszczone w metalowym materiale skorupy, który jest bardziej miękki od metalicznego materiału wiążącego. Tak ukształtowane segmenty diamentowe mają zaletę, że są samoostrzące. Po pierwsze podczas używania segmentów diamentowych miękki materiał skorupyjest zeszlifowany i odkrywany na powierzchni, zawsze ponownie nowy, świeży warstwowy element tnący. Po drugie w warstwowych elementach tnących zachodzi samoostrzenie, a także twardszy materiał wiążący jest w pewnym zakresie zeszlifowywany i zawsze nowe małe cząsteczki diamentu docierają do powierzchni warstwowego elementu tnącego i swoimi krawędziami oddziały wjątnąco.

Wytwarzanie warstwowego elementu tnącego prowadzi się na prostej drodze, bez procesu kruszenia placka spiekanego i następującego procesu przesiewania. Odpadają dodatkowe kroki robocze, co upraszcza i potania proces wytwarzania. Poza tym unika się niebezpieczeństwa mechanicznego uszkodzenia warstwowego elementu tnącego.

Warstwowe elementy tnące nie muszą być kruszone i przesiewane, lecz już posiadają po pojedynczym procesie kształtowania wystarczającą wielkość ziarna. Praktycznie 100% wytworzonych warstwowych elementów tnących pozostaje do dyspozycji, dla dalszej przeróbki. Nie ma żadnych odpadków, które miałyby niepożądaną wielkość ziarna. W pojedynczym procesie kształtowania w dalekim stopniu jest także kontrolowany kształt wytwarzanych warstwowych elementów tnących, co ułatwia ich dalszą przeróbkę.

Proces pojedynczego kształtowania polega na tym, że mieszaninę z ziaren diamentowych i materiału wiążącego umieszcza się za pomocą pastowatego nośnika w pojedynczych pustkach skorupy z elastycznego tworzywa sztucznego, korzystnie kauczuku silikonowego, z ceramiki, korzystnie tlenku glinu, tlenku cyrkonu lub heksagolnego azotku borowego, poprzez obróbkę temperaturową odpędza się organiczne składniki materiału wiążącego i obrobioną wstępnie mieszaninę spieka się próżniowo w temperaturze od około 900°C do około 1300°C, po czym

184 980 przy skorupach z ceramiki lub z metalu pozostawia się w pustkach, względnie umieszcza się na talerzu ceramicznym lub w złożu węglików.

Przy spiekaniu w złożu węglików przez odsiewanie zachodzi oddzielenie warstwowych elementów tnących od cząsteczek korundu. Przy skorupie ceramicznej warstwowe elementy tnące mogąbyć wytrząsane, przy metalicznej skorupie zostająone częścią składową warstwowego ziarna tnącego i wzmacniają jego strukturę.

Dzięki dobraniu składu i wysokiego udziału cząsteczek diamentu są wytwarzane warstwowe elementy tnące, które przy wystarczająco wysokiej mechanicznej wytrzymałości mają korzystnie dobre własności tnące.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok warstwowego elementu tnącego, fig. 2 - widok powierzchni czołowej segmentu diamentowego, fig. 3 - proces cięcia za pomocąkonwencjonalnego segmentu diamentowego, a fig. 4 - proces cięcia za pomocą segmentu diamentowego z warstwowymi elementami tnącymi według wynalazku.

Warstwowy element tnący 1 przedstawiony na fig. 1, zawiera wiele cząsteczek diamentowych 3, które są umieszczone w przeważnie metalicznym materiale wiążącym 2. Cząsteczki diamentowe 3 mająwielkość ziarna, którajest większa od 50 mm i mniejsza od 300 mm i w pojedynczym procesie kształtowania są spiekane w warstwowy element tnący 1 o wielkości ziarna od około 400 mm do około 1200 mm. Cząsteczki diamentowe 3 wystają swoimi krawędziami 4 z powierzchni warstwowego elementu tnącego 1.

Metaliczny materiał wiążący 2 stanowi stop na bazie niklu lub kobaltu z dodatkiem krzemu i/lub boru i powierzchniowo czynnych składników, przykładowo chromu. Krzem i bor są dodawane z uwagi na obniżenie temperatury punktu topienia przy procesie spiekania. Chrom jest składnikiem powierzchniowo czynnym, który zapewnia stałe chemiczne związanie cząsteczek diamentu poprzez utworzenie węglików. Metaliczny materiał wiążący 2 składa się korzystnie ze stopu o zawartości 1%-25% Cr, 2%-6% Si, 0,5-4% B i 50%-95% Ni. Podane procenty odnoszą się do wagi całkowitego stopu. Ewentualnie braki procentów wagowych mogąbyć wyrównywane przez dalsze składniki, przykładowo Fe lub Ca. Średnia wielkość ziarna materiału wiążącego wynosi od około 5 mm do około 100 mm, korzystnie jest mniejsza od 20 mm.

Materiał wiążący, przed zmieszaniem z cząsteczkami diamentu w procesie granulacji przez otoczkowanie, ma wielkość ziarna, którajest porównywalna z wielkością cząsteczek diamentu. Polepsza to równomierne przemieszczanie pojedynczych składników warstwowego elementu tnącego 1. W celu wytworzenia warstwowego elementu tnącego 1 mieszanina cząsteczek diamentowych 3 i materiału wiążącego 2 jest umieszczana za pomocą pastowatego nośnika, przykładowo wosku, alkoholu z realogicznymi składnikami, które powinny uniemożliwiać odmierzanie, jest umieszczana w pustkach skorupy. Skorupą 5 może być twarda struktura, przykładowo z ceramiki lub metalu. Może być także utworzona z rozciągliwego korpusu kształtowego z tworzywa sztucznego, przykładowo kauczuku silikonowego. Po suszeniu, w którym przy umiarkowanych temperaturach od około 50°C do około 70°C organiczny udział środka wiążącego ulatnia się, następuje proces spiekania próżniowego, w którym jest osiągana co najmniej temperatura solidusu metalicznego środka wiążącego 2. Stosowane temperatury spiekania wynoszą od około 900°C do około 1300°C. Po tym odbywa się krok suszenia w ceramicznej lub metalowej skorupie 5, a wysuszona mieszanina może pozostać w skorupie aż do procesu spiekania próżniowego. Przy odpowiednim doborze materiału na metaliczną skorupę 5 spieczony warstwowy element tnący nie musi być usuwany przez odkształcenie lecz skorupa 5 może pozostać jego składnikiem.

Ponieważ brak jest odkształcania, metaliczna skorupa 5 stanowi dodatkowe wzmocnienie struktury warstwowego elementu tnącego.

Jeżeli mieszanie i suszenie odbywa się w elastycznej skorupie 5 z tworzywa sztucznego, przykładowo kauczuku silikonowego, wysuszona mieszanina przed procesem spiekania próżniowego jest usuwana z formy. Ze względu na wysoką rozciągliwość formy z tworzywa sztucznego jest zapewniona łatwa odkształcalność. Stabilność wysuszonej mieszaniny jest

184 980 wystarczająco wysoka, aby zapewnić dalsze manipulacje. Dla procesu spiekania mieszanina jest umieszczana na talerzu z ceramiki, przykładowo tlenku glinu lub w złożu węglików. Po spiekaniu próżniowym warstwowe elementy tnące 1 można przez przesiewanie oddzielić od ziaren węglików. Proces pojedynczego wytwarzania ma zaletę, że wielkość i kształt warstwowych elementów tnących 1 jest regulowana i w dalekim stopniu kontrolowana. Tak wytworzone warstwowe elementy tnące 1 mają w swojej całości żądaną wielkość ziarna i kształt. One mogą być bezpośrednio używane jako korpusy tnące, przykładowo umieszczone w warstwie żywicy sztucznej tarczy szlifierskiej.

Elementy tnące 1 mogą być także łączone między sobą w większe segmenty tnące, przykładowo w procesie prasowania na gorąco, pod ciśnieniem od około 5 MPa do około 50 MPa i temperaturze od około 700°C do około 1000°C. Przy tym metaliczny środek wiążący pojedynczych elementów tnących 1 jest wzajemnie stapiany i jest wytwarzany bezpostaciowy segment tnący o żądanym kształcie, z którego powierzchni wystają krawędzie 4 cząsteczek diamentowych 3.

W szczególnie korzystnym zastosowaniu warstwowego elementu tnącego 1 jest przetwarzany w segmenty diamentowe na wiertła koronowe, tarcze do przecinania, piły ścianowe i tym podobne.

Wykrój takiego segmentu diamentowego 10 jest pokazany na fig. 2. Segment diamentowy 10 zawiera wiele warstwowych elementów tnących 1, które są umieszczone w metalicznym materiale skorupowym 5, który jest bardziej miękki od metalicznego materiału wiążącego 2 elementu tnącego 1. Koncentracja warstwowych elementów tnących 1 odpowiada w dalekim stopniu koncentracji kryształów diamentowych o dużej wielkości ziarna przy tradycyjnych diamentowych segmentach tnących.

Koncentracja wynosi od około 5% do około 40% w odniesieniu do objętości segmentu tnącego 10.

Bliskopowierzchniowe cząsteczki diamentowe 3 elementów tnących 1 wystająz powierzchni 0 segmentu tnącego 10 i tworzą wiele ostrych krawędzi, których ślady cięcia są zaznaczone na fig. 2 przez linie L. Kierunek obróbki jest zaznaczony strzałką S.

Figury 3 i 4 uwidaczniająproces cięcia za pomocą konwencjonalnego segmentu tnącego (fig. 3) i segmentu tnącego 10 z warstwowymi elementami tnącymi 1 (fig. 4). Strzałka S pokazuje kierunek obróbki.

Figura 3 pokazuje krawędź E kryształu diamentowego D, który przy obróbce zdzierającej dochodzi do podłoża B i wyrzuca materiał A.

Natomiast jednakowej wielkości warstwowy element tnący 1 ma wiele krawędzi 4, które wystaaąz powierzchni materiału wiążącego 2 i przynależą do bliskopowierzchniowych małych cząsteczek diamentowych 3 (fig. 4). Pracuje wiele krawędzi 4, które wynoszą materiał A. O ile przy segmencie diamentowym według fig. 3 pracująca krawędź E topi się lub cały kryształ diamentu D wypada z segmentu diamentowego, to całe ostrze nie bierze udziału w obróbce, aż do chwili gdy materiał skorupy zostanie odprowadzony i nowy kryształ diamentowy D zacznie wystawać z powierzchni segmentu diamentowego.

W segmencie diamentowym według fig. 4 szereg krawędzi 4 elementu tnącego 1 usuwa podłoże B. Nawet gdy krawędzie 4 stępiąsię lub gdy cząsteczka diamentowa 3 zostanie złamana lub stracona, to działanie takie jest nieistotne, ponieważ nadal pozostaje do dyspozycji wystarczająca ilość krawędzi 4. Nie potrzeba odprowadzać wiele materiału skorupy w celu osiągnięcia skutecznego działania krawędzi 4. Musi być usunięta tylko nieznaczna ilość materiału wiążącego 2 elementu tnącego 1, aby uwolnić nową cząsteczkę diamentową 3 - efekt samoostrzenia jest zwykłym efektem ostrzenia, przy którym jest uwalniany nowy wielowarstwowy element tnący 1. Segment diamentowy według wynalazku jest zatem podwójnie samoostrzący.

184 980

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz

Cena 2,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Warstwowy element tnący do obróbki zdzieraniem twardych podłoży, przykładowo betonu, zawierający cząsteczki diamentu, których wielkość ziarnajest mniejsza od wielkości ziarna elementu tnącego, które są umieszczone w skorupie z przeważnie metalicznego materiału wiążącego, znamienny tym, że składa się ze spieku mieszaniny cząsteczek diamentowych (3) o wielkości ziarna większej od 50 mm i mniejszej od 300 mm i materiału wiążącego (2), a wielkość ziarna warstwowego elementu tnącego (1) wynosi od około 400 mm do około 1200 mm.
2. 2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał wiążący (2) stanowi stop na bazie niklu lub kobaltu, z dodatkiem krzemu i/lub boru i składników powierzchniowo czynnych, przykładowo chromu.
3. 3. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że stop wiążący ma 1%-25% Cr, 2%-6% Si, 0,5%-4% B i 50%-95% Ni, przy czym procenty odnoszą się do wagi całkowitej stopu, a ewentualne brakujące procenty wagowe uzupełnia się innymi składnikami stopowymi, korzystnie Fe lub Ca.
4. 4. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie objętościowe cząsteczek diamentowych (3) wynosi od około 20% do około 80%, korzystnie od około 30% do około 70% objętości spieczonego elementu tnącego (1).
5. 5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że wiele warstwowych elementów tnących (1), tworzy segment diamentowy (10).
6. 6. Element według zastrz. 5, znamienny tym, że elementy tnące (1), w segmencie diamentowym (10) są umieszczone w materiale skorupowym (5), który jest bardziej miękki od metalicznego materiału wiążącego (2).
7. 7. Sposób wytwarzania warstwowych elementów tnących do obróbki zdzieraniem twardych podłoży, przykładowo betonu, w którym mieszaninę cząsteczek diamentowych, których wielkość ziarna jest mniejsza do wielkości ziarna warstwowego elementu tnącego i metalicznego materiału wiążącego, spieka się w strukturę, znamienny tym, że mieszaninę cząsteczek diamentowych (3) o wielkości ziarna większej od 50 mm i mniejszej od 300 mm i materiału wiążącego (2) kształtuje się i spieka w pojedynczym procesie kształtowania w warstwowy element tnący (1) o wielkości ziarna od około 400 mm do około 1200 mm.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że mieszaninę cząsteczek diamentowych (3) i materiału wiążącego (2) umieszcza się za pomocą pastowatego nośnika w pojedynczych pustkach skorupy z elastycznego tworzywa sztucznego, korzystnie kauczuku silikonowego, z ceramiki, korzystnie tlenku glinu, tlenku cyrkonu lub heksagonalnego azotku borowego i poprzez obróbkę temperaturową oddziela się organiczne składniki materiału wiążącego, a obrobioną wstępnie mieszaninę spieka się próżniowo w temperaturze od około 900°C do około 1300°C, po czym skorupy z ceramiki lub z metalu umieszcza się na podłożu, korzystnie talerzu ceramicznym lub w złożu węglików.
9. 9. Sposób według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że jako metaliczny materiał wiążący (2) dobiera się stop na bazie niklu lub kobaltu, z dodatkiem chromu, krzemu i/lub boru, który zawiera 1%-25% Cr, 2%-6% Si, 0,5%-4% B i 50%-95% Ni, przy czym procenty odnoszą się do wagi całkowitej stopu, a ewentualnie brakujące procenty uzupełnia się innymi składnikami stopowymi, korzystnie Fe lub Ca i, że stężenie objętościowe cząsteczek diamentu (3) dobiera się na około 20% do około 80%, korzystnie około 30% do około 70% objętości spieczonego elementu tnącego (1).

   * * *

   184 980