РОЗРОБКА ЛЕГКОПЛАВКИХ СКЛОКЕРАМІЧНИХ ЗВ’ЯЗОК ДЛЯ ВИСОКОРЕСУРСНОГО АЛМАЗНО-АБРАЗИВНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Анотація

Дослідження спрямовано на створення високоресурсних алмазно-абразивних інструментів з крупнопористою структурою робочого шару, використання яких зменшує виникнення дефектів шліфування при обробці чутливих до перегріву матеріалів. За наявності відкритої структури робочого шару забезпечується ефективне видалення стружки, що виключає зниження різальної здатності інструменту внаслідок забруднення шліфувальним шламом та створює сприятливі умови для інтенсивного різання матеріалів при використанні за швидкісних режимів шліфування. Для реалізації цієї задачі розроблено легкоплавкі склокерамічні зв’язки для алмазно-абразивних інструментів, які дозволяють збільшити ресурс експлуатації інструменту завдяки попередженню передчасного руйнування алмазних зерен та створенню умов для раціонального самозвточування алмазних зерен під час шліфування. З використанням комплексу розрахункових даних щодо основних характеристик склокомпозицій шляхом факторного планування визначено залежності «склад – властивості» та встановлено область оптимальних складів склокерамічних зв’язок, які забезпечують спікання алмазовмісного композиту за температури 550–650 °С. Показана ефективність використання алюмосилікатних мікросфер техногенного походження як структуроутворюючого наповнювача, що забезпечує формування крупнопористої структури. Визначено особливості хімічного і фазового склад техногенних золосфер, вилучених із золи виносу Криворізької ТЕС. Встановлено, що при спіканні алмазоносного шару інструменту в оболонці золосфер  відбувається формування кристалічних новоутворень з високою твердістю (герциніт, муліт, маггеміт, шпінель). З використанням золосфер та розроблених легкоплавких зв’язок, до складу яких входять до 30 мас. % відходів скловиробництва, виготовлено лабораторні зразки алмазовмісних композитів з відкритою пористістю 45–50 %. Дослідження їх мікроструктури та морфологічних особливостей дозволили визначити розміри пор (130–200 мкм) та встановити, що при шліфуванні відбувається часткове руйнування золосфер з утворенням додаткових різальних елементів, що підвищує різальну здатність інструменту в цілому. Результати досліджень вказують на доцільність використання обраного підходу до вибору складових алмазно-керамічного композиту, а також режимів термообробки алмазоносного шару при створенні інструменту. Такий підхід суттєво розширить можливості виготовлення алмазно-абразивного інструменту на легкоплавких склокерамічних зв’язках та сприятиме покращенню обробки деталей з важкооброблюваних матеріалів.