Pierwszenstwo: 22.IX.1965 dla zastrz. 1—6, 9, 10, 12 02.11.1966 dila zastrz. 7, 8, 11, 13, 14 Szwecja Opublikowano: 10.XII.1970 61020 KI. 80 b, 11/30 MKP C 04 b, 31/16 UKD Wlasciciel patentu: Scandiament Aktiebolag, Robertsfors i(Szwecja) Sciernica zawierajaca diamenty Przedmiotem wynalazku jeslt sciernica zawiera¬ jaca diamenty.Znane sciernice skladaja sie z tarczy metalowej, do której przytwierdzony jest wieniec, w postaci pierscienia z materialu sciernego. Material scierny stanowia diamenty zwiazane zywica organiczna.Wada tych sciernic jeislt to, ze diamenty sa slabo zwiazane z zywica. Wlasciwosci wiazace zywicy pogarszaja sie pod wplywem ciepla, powstajacego podczas szlifowania. W zwiazku z powyzszym ziarna materialu sciernego w sciernicy wykrusza¬ ja sie i nastepuje szybkie zuzycie sciernicy.Celem wynalazku jest unikniecie powyzej opi¬ sanych wad sciernic.Stwierdzono, ze aby otrzymac dobrej jakosci sciernice nalezy stosowac material scierny za¬ wierajacy diamenty naturalne lub syntetyczne po¬ kryte warstwa metalu lub warstwa mieszaniny metali o grubosci od 0,5jj, do 25|i najkorzystniej od 5\x do 20\i. Mozna stosowac warstwe metalu takiego jak nikiel, kobalt, srebro, miedz, molib¬ den, tytan, glin, mangan, kadm, cyna, cynk, chrom, wolfram, zelazo, cyrkon, stopy lub miesza¬ niny zawierajace co najmniej jeden z tych metali, na przyklad cyna—nikiel. Korzystnie nalezy sto¬ sowac ziarna diamentowe, na przyklad diamenty syntetyczne, przechodzace przez sito druciane o przeswicie co najwyzej 420 mikronów, pokryte warstwa metalu o grubosci od 10m- do 15^i. 10 15 25 Sciernice zawierajace takie ziarna diamentowe w porównaniu do sciernic znanych wykazuja lepsza sprawnosc szlifowania i wieksza trwalosc.Skutecznosc szlifowania sciernicy jest -czesto okre¬ slona terminem „wielkosc scierania", który jest stosunkiem miedzy obojetnoscia materialu startego a obojetnoscia zuzytego materialu sciernicy.Stwierdzono, ze sciernice wedlug wynalazku wy¬ kazuja znacznie wieksza wielkosc scierania niz sciernice, zawierajace nie pokryte metalem ziar¬ na diamentowe.Stwierdzono równiez, ze optymalna „wielkosc scierania" osiaga isie gdy ziarna diamentowe po¬ kryte sa warstwa metalu o grubosci miedzy 5li a 20^. Przy grubosci warstwy od lO^i do 15\x istnieja szczególnie korzystne warunki dla szli¬ fowania na mokro. Poza tym na skutek zwieksze¬ nia powierzchni ziaren sciernych, cieplo wywia¬ zujace sie podczas szlifowania jest przenoszone z ziarn na wieksza mase zywicy co zapobiega pogar¬ szaniu sie wlasnosci wiazacych zywicy.Ponizej podano przyklady przygotowania ziarn diamentowych.Przyklad I. Powleczono niklem ziarna dia¬ mentowe. Diamenty rozproszono w wodnym roz- . tworze soli niklowej, zawierajacej 230 g/l NiS04-6HzO, 300 g/l (NH4)2S04 i 130 ml/1 amonia¬ ku. Redukcje prowadzono w atmosferze wodoru, pod cisnieniem 20 atm, w autoklawie wyposazo¬ nym w mieszadlo. Dodano niewielkie ilosci antra- 6102061020 chinonu i utrzymywano temperature 160°C—170°C.Proces prowadzono tak dlugo dopóki grubosc warstwy metalu na diamentach nie osiagnela 10|li.Przyklad II. Naczynie reakcyjne napelniono roztworem zawierajacym w jednym litrze 300 g (NH4)2S04, 140 g CoS04-7H20, 90 m] amoniaku oraz NiS04 • 6H20, w takiej ilosci, ze stezenie wy¬ nosilo 9 g niklu w litrze. Do tego roztworu, w którym zostaly umieszczone ziarna diamentowe "wprowadzono wodór pod cisnieniem 13,5 atm, w temperaturze 200—210°C. Po uplywie 150 minut powstala na ziarnach diamentowych powloka ko- baltowo-niklowa. Warstwa miala grubosc okolo 5*i i zawierala 39,0% Co, oraz 4,3% Ni w stosunku do wagi diamentu.Przyklad III. 25 karatów ziarn diamento¬ wych oczyszczono dzialajac na nie mieszanina zlo¬ zona ze stezonego kwasu azotowego i kwasu chlo¬ rowodorowego, a nastepnie starannie wyplukano w wodzie destylowanej, po czym aktywowano je dwoma roztworami wodnymi 5 g SnCh + 10 ml HCl/1 i 0,2 g PdCl2 + 1 ml HCl/1. Tak przygoto¬ wane diamenty zostaly nastepnie w temperaturze 70°C zanurzone w wodnym roztworze zawieraja¬ cym 30 g/l NiS04-7H20, 10 g/l NaOCOCH3-3 H*0 i 10 g/l NaHzPOa-HfeO. Dodajac kwas CH3COOH ustalono pH 5.Przyklad IV. Ziarna diamentów syntetycz¬ nych zostaly oczyszczone przez wygotowanie w stezonym HN03 i wyplukane w wodzie destylo¬ wanej. Nastepnie ziarna diamentowe posrebrzono przez redukcje isirebra z roztworu amoniakalnego azotanu srebra i czynnika redukcyjnego. Grubosc otrzymanej warstwy byla mniejsza niz 0,25|i. Ce¬ lem srebrzenia bylo nadanie elektrycznej prze¬ wodnosci ziarnom diamentowym. 75 karatów po¬ srebrzonych ziarn diamentowych wrzucono do obrotowego bebna cylindrycznego, zawierajace¬ go wodny roztwór NiS04-6H20 (140 g/l), NH4C1 (30 g/l), H3BOs (30 g/l). Ponad ziarnami diamento¬ wymi umieszczono anode niklowa, natomiast ka¬ toda byla przylaczona do bebna zawierajacego ziarna diamentowe. Nastepnie wlaczono prad, a gestosc pradu zostala wyregulowana tak, aby uzyskac okolo 20 mA/cm2 w górnej warstwie ziarn diamentowych na wprost, anody. Beben byl obracany z predkoscia 1—2 obrotów na minute.Elektrolize przeprowadzono w przeciagu okolo 24 godzin, po czym ziarna diamentowe zostaly wy¬ jete, wyplukane i wysuszone. Grubosc warstwy wynosila okolo 25m.Ziarna diamentowe powleczone warstwa meta¬ lu wedlug powyzej opisanych przykladów zastoso¬ wano do wyrobu sciernic. Sciernica ta jest przed¬ stawiona schematycznie na fig. 1. Wieniec dia¬ mentowy 14, zawierajacy diamenty zwiazane zy¬ wica, ma szerokosc okolo 3 mm i grubosc okolo 6 mm i jest przytwierdzony do tarczy metalowej 15 z otworem 16. Wieniec diamentowy jest wy¬ konany w nastepujacy sposób.Zywice zawierajaca wypelniacz, zmieszano z powleczonymi metalem ziarnami diamentowymi i sprasowano na zimno, a nastepnie rozgrzano do temperatury Utwierdzania w formie dopóki zywica, nie stwardniala. 10 15 20 25 ao 35 40 45 50 55 60 65 Zastosowano zywice fenolowa typu nowolak (1,2 moli fenolu na 1 mod. formaldehydu) zawie¬ rajaca 16 czesci wagowych heksametylenotetra- miny i 100 czesci wagowych nowolaku. Calosc podgrzano do 110°C, po czym zmielono i zmie¬ szano z wypelniaczem, na przyklad weglikiem krzemu z odrobina tlenku wapnia (zywica — 38,8% wagowych, tlenek wapnia — 1,2% wagowych, weglik krzemu 60% wagowych). Nastepnie do zy¬ wicy dodano pokryte metalem diamenty w takiej ilosci, aby stezenie ziarn diamentowych obliczo¬ nych jako diamenty niemetalizowane wynosilo 72 karaty na cel szescienny wienca diamentowego.Mieszanine ogrzewano w formie w temperatu¬ rze okolo 160° w przeciagu pól godziny wystar¬ czajacej do utwardzenia zywicy. Otrzymana scier¬ nice nastepnie wyjeto z formy, poddano ostatecz¬ nemu utwardzeniu w temperaturze 150°C w prze¬ ciagu 24 godzin i obrobiono na wymagany ksztalt.Zamiast zywic wymienionego rodzaju stosowano równiez zywice fenolowe, typu nowolakowego i rezolowego, zmieszane z wypelniaczami, zywice epoksydowe, zywice poliimidowe, zywice alkidowe, nienasycone zywice poliestrowe, zywice silikono¬ we, polibenzynoimidazolowe, poliamidoimidowe.Optymalna ilosc wypelniacza wynosila 30—95%, w tym szczególnie 40—80% wagowych. Jako wypel¬ niacz stosowano oprócz weglika krzemu równiez korund i weglik boru.Na fig. 2 przedstawiono czesc wienca diamento¬ wego sciernicy obwodowej z ziarnami diamento¬ wymi 11 powleczonymi warstwa metalu 12 i osa¬ dzonymi w utwardzonej zywicy fenolowej 13, wspomnianego typu zywicy nowolak. PL PL PL