Вплив розміру та механічної міцності природних алмазних зерен у зв’язці алмазних трубчастих свердл на їх експлуатаційні характеристики при свердлінні деяких неметалічних матеріалів

Анотація

Методом вакуумного просочення виготовлено шість алмазних трубчастих свердл, в яких використані ріжучі зерна природних алмазів марки А1 розміром 250/200, 315/250, 500/400, 800/600, 1000/800 і 1200/1000 мкм. Для порівняльних досліджень виготовлено три алмазних свердла, оснащених синтетичними алмазами марок АС32 500/400, АС400 315/250 та АС400 500/400 (ДСТУ 3292–95). Для якісного закріплення в інструменті алмазні зерна з нанесеним на них покриттям молібдену  та  міді  розміщували у зв’язці складу Cu–15% ( мас.) Sn з добавками наповнювача (5% (мас.) ультрадисперсного порошку алмазу марки АСМ 1/0 і молібдену). Вивчено міцність при стисканні алмазних зерен. Наведено результати порівняльних лабораторних випробувань алмазних свердл при свердлінні мармуру, граніту та абразивного каменю на основі SiC. Вивчено експлуатаційні характеристики: швидкість свердління та знос свердл залежно від вибору марки порошків природних алмазів. Встановлено, що швидкість свердління матеріалів залежить від розміру алмазних зерен. Найменшу швидкість свердління (3,52; 6,83; 23,1 мм/хв відповідно для граніту, мармуру та абразивного каменю) мали свердла з дрібними (А1 250/200 мкм) і неміцними (50 Н) алмазними зернами. Швидкість свердління суттєво зростала (приблизно в 4; 3,2; 3,8 рази) при використанні більших (А1 1200/1000 мкм) і міцніших (350 Н) алмазних зерен: 14,07; 22,1; 87,99 мм/хв відповідно для граніту, мармуру та абразивного каменю. Найменша швидкість свердління граніту усіма дослідженими свердлами обумовлена високою його твердістю, що вдвічі перевищує цей показник для мармуру. З іншого боку, незважаючи на ще більшу твердість карбіду кремнію SiC, який складає основу абразивного каменю, швидкість свердління цього матеріалу була дуже високою. Знос свердл, в яких використані найменші (А1 250/200 мкм) зерна алмазу, при свердлінні мармуру становив 0,0139 г. При свердлінні більш твердих матеріалів (граніту та абразивного каменю) знос інструментів значно збільшувався (відповідно в 41 і 48 разів) і становив  0,5701 та 0,6665 г. З підвищенням розміру і міцності при стисканні природних алмазних зерен, якими були оснащені свердла, знос зменшувався — приблизно в 8, 317 і 14 разів при свердлінні мармуру, граніту та абразивного каменю. Найбільший ефект зменшення зносу відзначено при свердлінні граніту. Отже, знос свердл, в яких використані великі і міцні при стисканні зерна алмазу (А1 1000/800 і 1200/1000),  при свердлінні мармуру і граніту був приблизно однаково мінімальним — відповідно 0,0036 і 0,0018 г для граніту і 0,0035 і 0,0017 г для мармуру.