PL244507B1 - Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania osnowy - Google Patents
Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania osnowy Download PDFInfo
- Publication number
- PL244507B1 PL244507B1 PL435956A PL43595620A PL244507B1 PL 244507 B1 PL244507 B1 PL 244507B1 PL 435956 A PL435956 A PL 435956A PL 43595620 A PL43595620 A PL 43595620A PL 244507 B1 PL244507 B1 PL 244507B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- mixture
- mass
- powders
- carbon
- matrix
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims description 7
- 239000004575 stone Substances 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910020813 Sn-C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910018732 Sn—C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims abstract description 7
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007734 materials engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
W skład osnowy wchodzi mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości 50% mas. oraz mieszanina proszków stopowych i węgla w ilości 50% mas., przy czym mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C składa się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego, natomiast w mieszaninie proszków stopowych i węgla znajduje się 49,7% mas. Astaloy CrM, 49,7% mas. Distaloy DC1 oraz 0,6% mas. węgla. Do mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości 50% mas. wprowadza się mieszaninę proszków stopowych i węgla w ilości 50% mas., następnie całość poddaje się mieleniu do uzyskania uziarnienia od 75 do 85 µm i spieka się metodą prasowania na gorąco pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 900 – 950°C w czasie 3 - 10 min, po czym chłodzi z izotermicznym wytrzymaniem w temperaturze 250 - 400°C w czasie 1 godziny.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych na bazie żelaza do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania tej osnowy.
Znany jest z opisu WO/2010/105419 (A1) sposób wykonania narzędzi diamentowych do szlifowania posadzek betonowych, których materiał osnowy zawiera od 40 do 70% wagowych kobaltu, od 10 do 20% wagowych miedzi, od 1 do 20% wagowych w glika wolframu, od 5 do 10% wagowych cyny i od 0,5 do 3% wag. mikroelementów. Sposób otrzymywania tych narzędzi obejmuje prasowanie na zimno, spiekanie w próżni z wykorzystaniem prasopieca w temperaturze od 850 do 900°C i pod naciskiem od 10 do 15 ton.
W zgłoszeniu patentowym CN103038025 (A) ujawniono sposób wytwarzania materiałów kompozytowych na bazie miedzi do narzędzi diamentowych stosowanych w budownictwie i obróbce kamienia. Skład spoiwa stanowi (% mas.): miedź (30-60), żelazo (20-35), kobalt (10-15), cyna (0-10,5), węglik wolframu (0-20) i dodatek stopowy. Według pierwszego wariantu dodatek stopu jest nanoproszkiem o powierzchni właściwej od 6 do 25 m2/g, który jest obecny w ilości od 1 do 15% wag., według drugiego wariantu dodatek stopu jest nanoproszkiem o powierzchni właściwej od 75 do 150 m2/g, który jest obecny w ilości od 0,01 do 5% wag. Spoiwo charakteryzuje się dużą odpornością na ścieranie bez istotnego wzrostu wymaganej temperatury spiekania, a także dużą twardością, wytrzymałością i udarnością.
Ze zgłoszenia patentowego DE2524307 (A1) znany jest materiał na osnowę do wierteł lub narzędzi szlifierskich z regularnego azotku boru lub diamentu zawierający węglik chromu jako dodatek zwiększający odporność cieplną tych narzędzi. Spoiwo zawiera miedź, dodatek metali o niskiej temperaturze topnienia, metali grupy VIII układu okresowego, >=1% Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, W oraz węglik chromu.
W publikacji autorstwa: Elżbieta Bączek, Janusz Konstanty, Andrzej Romański, Marcin Podsiadło i Jolanta Cyboroń, pt.: Processing and Characterization of Fe-Mn-Cu-Sn-C Alloys Prepared by Ball Milling and Spark Plasma Sintering opublikowanej w Journal of Materials Engineering and Performance nr 27, str. 1475-1483 w 2018 roku, opisano sposób otrzymywania kompozytów na bazie żelaza z dodatkiem proszków żelazomanganu wysokowęglowego i niskowęglowego w ilości 15 % mas. oraz brązu cynowego w ilości 8% mas do spiekanych narzędzi metaliczno-diamentowych na bazie żelaza do cięcia i szlifowania kamieni naturalnych, betonów i asfaltów. Mieszanki mielono w młynku kulowym przez 8, 30 i 120 godzin, a następnie spiekano metodą prasowania na gorąco i SPS w temperaturze 900°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 3 min. Otrzymane spieki charakteryzowały się wyższymi właściwościami mechanicznymi i tribologicznymi w porównaniu do materiałów komercyjnych Co-20%WC.
Istota rozwiązania według pierwszego wynalazku polega na tym, że w skład osnowy wchodzi mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości 50% mas. oraz mieszanina proszków stopowych i węgla w ilości 50% mas., przy czym mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C składa się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego, natomiast w mieszaninie proszków stopowych i węgla znajduje się 49,7% mas. Astaloy CrM, 49,7% mas. Distaloy DC1 oraz 0,6% mas. węgla.
Astaloy CrM jest stopowym proszkiem żelaza zawierającym 0,006% C, 3% Cr i 0,5% Mo i Fe reszta o gęstości pozornej 2,81 g/cm3. Distaloy DC1 jest stopowym proszkiem żelaza zawierającym 2% Ni, 1,5% Mo, 0,004% C, 0,04 Cu i Fe reszta o gęstości pozornej 3,05 g/cm3.
Istota rozwiązania według drugiego wynalazku polega na tym, że do mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości 50% mas. wprowadza się mieszaninę proszków stopowych i węgla w ilości 50% mas., przy czym mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C składa się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego, natomiast w mieszaninie proszków stopowych i węgla znajduje się 49,7% mas. Astaloy CrM, 49,7% mas. Distaloy DC1 oraz 0,6% mas. węgla. Następnie całość poddaje się mieleniu do uzyskania uziarnienia od 75 do 85 μm i spieka się metodą prasowania na gorąco pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze od 900 do 950°C w czasie od 3 do 10 min, po czym chłodzi z izotermicznym wytrzymaniem w temperaturze od 250 do 400°C w czasie 1 godziny.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie materiału o wyższych właściwościach fizyko-chemicznych i większej wydajności szlifowania w porównaniu ze znanymi, używanymi do podobnych celów materiałami. Dzięki temu materiał na bazie proszków stopowych i proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C może stanowić osnowę dla spiekanych narzędzi metaliczno-diamentowych do obróbki powierzchni betonowych i kamiennych.
Rozwiązania według wynalazku zilustrowano poniższym przykładem wykonania.
Przygotowano mieszaninę BDCM50M (50% mas. proszku Fe-Mn-Cu-Sn-C o średniej wielkości cząstek 86,05 μm i 50% mas. mieszaniny proszku DCM50M to jest 49,7% mas. Astaloy CrM o średniej wielkości cząstek 90,88 μm + 49,7% mas. Distaloy DC1 o średniej wielkości cząstek 100,51 μm oraz 0,6% mas. grafitu o średniej wielkości cząstek 6,1 μm. Po wstępnym wymieszaniu proszków w mieszalniku typu Turbula mieszanki poddano procesowi mielenia w młynku kulowym przez 8 godzin, w wyniku czego uzyskano proszek o średnim uziarnieniu wynoszącym 79,48 μm, którą następnie spiekano w grafitowej matrycy pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 950°C, w czasie 10 min. oraz wytrzymano izotermicznie podczas chłodzenia w temperaturze 250°C przez 1 godzinę. Otrzymano kompozyt o twardości FIRB 107±2, HV10 356±29 i gęstości pozornej 7,82±0,01 g/cm3. Na podstawie laboratoryjnych testów eksploatacyjnych z wykorzystaniem metody MWT obliczono odporność na zużycie ścierne w obecności 2 i 3 ciał: Ai3 = 18,1 ± 3,94 μm/20 m, Ai2 = 95,9 ± 11,78 μm/20 m.
Dla porównania przygotowano i zbadano osnowę bez mieszaniny proszków stopowych i węgla.
Przygotowano mieszaninę proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C składającą się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego o średniej wielkości cząstek 86,05 μm. Po wstępnym wymieszaniu proszków w mieszalniku typu Turbula mieszanki poddano procesowi mielenia w młynku kulowym przez 8 godzin, w wyniku czego uzyskano proszek o uziarnieniu 53,43 μm. Następnie spiekano w grafitowej matrycy w temperaturze 900°C, w czasie 10 min. i pod ciśnieniem 35 MPa. Otrzymano kompozyt o twardości HRB 103 ± 1, HV10 299 ± 7 i gęstości pozornej 7,75 ± 0,01 g/cm3. Na podstawie laboratoryjnych testów eksploatacyjnych z wykorzystaniem metody MWT obliczono odporność na zużycie ścierne w obecności 2 i 3 ciał: Ai3 = 24,6 ± 2,72 μm/20 m, Ai2 = 138,7 ± 1,18 μm/20 m.
Claims (2)
1. Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych znamienna tym, że w skład osnowy wchodzi mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości 50% mas. oraz mieszanina proszków stopowych i węgla w ilości 50% mas., przy czym mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C składa się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego, natomiast w mieszaninie proszków stopowych i węgla znajduje się 49,7% mas. Astaloy CrM, 49,7% mas. Distaloy DC1 oraz 0,6% mas. węgla.
2. Sposób wytwarzania osnowy do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych znamienny tym, że do mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości 50% mas. wprowadza się mieszaninę proszków stopowych i węgla w ilości 50% mas., przy czym mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C składa się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego, natomiast w mieszaninie proszków stopowych i węgla znajduje się 49,7% mas. Astaloy CrM, 49,7% mas. Distaloy DC1 oraz 0,6% mas. węgla; następnie całość poddaje się mieleniu do uzyskania uziarnienia od 75 do 85 μm i spieka się metodą prasowania na gorąco pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 900-950°C w czasie 3-10 min, po czym chłodzi z izotermicznym wytrzymaniem w temperaturze 250-400°C w czasie 1 godziny.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435956A PL244507B1 (pl) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania osnowy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435956A PL244507B1 (pl) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania osnowy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL435956A1 PL435956A1 (pl) | 2022-05-16 |
| PL244507B1 true PL244507B1 (pl) | 2024-02-05 |
Family
ID=81579384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL435956A PL244507B1 (pl) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania osnowy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL244507B1 (pl) |
-
2020
- 2020-11-10 PL PL435956A patent/PL244507B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL435956A1 (pl) | 2022-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fang et al. | High-temperature oxidation resistance, mechanical and wear resistance properties of Ti (C, N)-based cermets with Al0. 3CoCrFeNi high-entropy alloy as a metal binder | |
| JP3309897B2 (ja) | 超硬質複合部材およびその製造方法 | |
| Hsieh et al. | Diamond tool bits with iron alloys as the binding matrices | |
| Li et al. | Characterizations and mechanical properties of impregnated diamond segment using Cu-Fe-Co metal matrix | |
| KR101426184B1 (ko) | 다이아몬드 공구의 제조를 위한 구리계 바인더 | |
| CN1312078C (zh) | 亚微米晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷及其制备方法 | |
| KR20080066057A (ko) | 입방정계 질화붕소 콤팩트 | |
| Chen et al. | Preparation and properties of Al2O3-reinforced Cu-Ni-Sn metallic matrix for applications in diamond-cutting tools | |
| Dong | Application of pre-alloyed powders for diamond tools by ultrahigh pressure water atomization | |
| JP2019006662A (ja) | ホウ素系結合材を用いたダイヤモンド基複合材及びその製造方法、並びにこれを用いた工具要素 | |
| Loginov et al. | Performance of diamond drill bits with hybrid nanoreinforced Fe-Ni-Mo binder | |
| Hsieh et al. | Pressureless sintering of metal-bonded diamond particle composite blocks | |
| CN107116490A (zh) | 节块式金刚石刀头的shs制备方法 | |
| Lin et al. | Performances of metal-bond diamond tools in grinding alumina | |
| Dwan | Production of diamond impregnated cutting tools | |
| Borowiecka-Jamrożek et al. | The application of a ball-milled Fe-Cu-Ni powder mixture to fabricate sintered diamond tools | |
| KR102587409B1 (ko) | 소결체 및 절삭 공구 | |
| Konstanty et al. | New wear resistant iron-base matrix materials for the fabrication of sintered diamond tools | |
| Romanski et al. | Ball-milled Fe-Ni and Fe-Mn matrix powders for sintered diamond tools | |
| PL244507B1 (pl) | Osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych przeznaczonych do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania osnowy | |
| WO2020027688A1 (en) | A method of production of a superhard material and superhard material based on tungsten pentaboride | |
| Bulut et al. | The comparison of the sintering methods for diamond cutting tools | |
| Jaworska | Diamond composites with TiC, SiC and Ti 3 SiC 2 bonding phase | |
| Romański et al. | Sintered Fe-Ni-Cu-Sn-C alloys made of ball-milled powders | |
| Kahraman et al. | Conventional sintering behavior of matrix materials used for diamond beads |