163809. lajstromszámú szabadalom • Csiszolóanyag

3 163809 4 felületére. Ilyen körülmények között kémiai kötés nem alakul ki, és a film mechanikai erőkkel tapad a gyémántszemcsék felületére. A tapadást a gyémántszemcsék felületének mikro-egyenetlenségei, illetve a fizikai kölcsönhatások számitásba jövő kis energiája biztosítja. A fenti tipusu bevonattal ellátott gyémántszemcséket gyantás (szerves) kötőanyagot tartalmazó csiszolókorongok előállításához használják fel. Annak ellenére, hogy a bevont szemcsék a bevonatlan gyémántszemcsékkel összehasonlítva viszonylag nagyobb kölcsönhatással tapadnak a kötőanyaghoz, a felületen kialakított bevonat rossz tapadási viszonyai miatt a gyémántszemcsék tapadási szilárdsága a matricában még mindig viszonylag kis érték. Ismeretes egy eljárás csiszolőszemcsék fémes kezelésére, amelynek során a szemcsékre fémek vákuum párologtatásával vagy katődporlasztásával, vagy a megfelelő fémek karbonilvegyületeinek bontásával szilíciumból ill. egyéb fémekből, igy vasból, nikkelből, berilliumból, borból, kobaltból, nióbiumból, krómból, molibdénből, vagy fémötvözetekből, pl. vas-nióbium-, vas-króm-, vas-szilícium- vagy vas-vanádium-ötvözetekből álló bevonatot visznek fel. A fémek vákuumos elpárologtatása nagyüzemi méretekben azonban csak viszonylag csekély számú könnyen illő fém esetén hajtható végre. A katódporlasztásos fémfelvitel végrehajtása nehézkes, a folyamat nem tartható kézben, és bonyolult berendezések alkalmazását teszi szükségessé. Ezért ez a művelet nagyüzemi méretekben gazdaságtalan. A fémkarbonilok alkalmazása szigorú biztonságtechnikai intézkedések bevezetését teszi szükségessé, amelyek nagymértékben növelik a műveleti költségeket. Olyan csiszolőszereket is ismertettek, amelyek szemcséi legalább két komponensből álló szilíciumtartalmú bevonattal vannak ellátva (1 577 639 sz. francia szabadalmi leirás). A fenti bevonatok másik komponense szén. Ha az ilyentipusu bevonatokat gyémántszemcsékre viszik fel, a szemcséket illékony szilícium-vegyületeket, pl. klőrszilánokat és szénvegyületeket, pl. metánt tartalmazó gáztérbe helyezik. E vegyületek reakciója utján sziliciumkarbid jön létre, amely kiválik a gyémánt felületére. A bevonat és a gyémánt közötti szilárd kémiai kötés kialakulását ebben az esetben az akadályozza, hogy a kivált vegyületekben a szilicium-szén kötések már kialakultak, azaz a szilícium valamennyi vagy csaknem valamennyi kötése telitett, és csekély a lehetőség arra, hogy a szilícium a gyémánt szenével is reakcióba lépjen. Karbid-bevonat kialakítása gyémántszemcséken hővezetési szempontból sem előnyös. Ismeretes, hogy a gyémántra felvitt bevonatnak hővezető szerepet kell betöltenie, azaz a vágási művelet során a reakciózónában fejlődött hőt a szerszám kötőanyagába kell vezetnie. Minél vastagabb a bevonatréteg a szemcsén, és minél nagyobb a bevonat hővezetőképessége, annál gyorsabban távozik el a hő a reakciőzónából. Általánosan ismert, hogy a vágószerszámok -csiszolószemcséinek bomlása elsősorban a helyi tulmelegedéseknek tulajdonitható. Ha a csiszolószemcsékben keletkezett hőt a kötőanyagba vezetjük be, és igy a vágási zónában csökkentjük a hőmérsékletet, egyrészt fokozhatjuk a vágószerszámok kapacitását, másrészt javíthatjuk a munkadarabok minőségét. Ezért a bevonatoknak a gyémántéval összehasonlítható, nagy hővezetőképességgel kell rendelkezniük. Ebből a szempontból a sziliciumkarbid hővezető anyagként kevéssé alkalmas, ugyanis a sziliciumkarbid hővezetési tényezője 0,1 cal/cm.s.C°, mig a gyémánt hővezetési tényezője 1,5 cal/cm.s. C°. A legtöbb fém hővezetési tényezője 0,22 és 0,98 cal/cm.s.C° közötti érték. Ha gyémánt bevonására sziliciumkarbidot használnak, az a további hátrány is felmerül, hogy a sziliciumkarbid a fémes kötőanyag alapját képező folyékony fémekkel, pl. rézzel és cinkkel rosszul nedvesíthető. A sziliciumkarbid nedvesedesi szöge folyékony rézzel szemben 45° fölötti, mig folyékony cinkkel szemben 90° fölötti érték. Ezek a nedvesedesi szög-értékek azt jelzik, hogy a bevonat és a fémes kötőanyag között csak igen kis mértékű kölcsönhatás lép fel, és a bevonat és a kötőanyag rosszul tapad egymáshoz. A találmány szerint a fenti hátrányokat kívánjuk kiküszöbölni. A találmány szerint a szemcsés csiszolóanyagokon olyan bevonatot alakítunk ki, amely a szemcsével stabil kémiai kötést képez, erősen tapad a szerszám kötőanyagához, és nagy hőállősággal rendelkezik. A találmány szerinti csiszolóanyagok hosszabb ideig tartó tárolás esetén is megtartják kitűnő technológiai sajátságaikat. Azt találtuk, hogy a fenti követelményeknek olyan csiszolőanyagok tesznek eleget, amelyek szemcséire legalább két komponensü, szilíciumot tartalmazó, 0,01-1000// vastagságú bevonatot viszünk fel. A bevonat második komponensként legalább egy fémet tartalmaz, ahol a fém ezüst, arany, aluminium, kobalt, nikkel, ruténium, ozmium, iridium, platina, valamint a periódusos rendszer IV., V., VI. vagy VII. csoportjába tartozó átmeneti fém lehet. Azt tapasztaltuk, hogy a szilicium a gyémánttal aktiv kölcsönhatásba lép (a nedvesedesi szög 0°hoz közel eső érték), és ha a gyémántot rosszul nedvesítő fémekhez, pl. rézhez, ezüsthöz, nikkelhez, alumíniumhoz, ónhoz stb. csekély mennyiségű (legfeljebb 5 suly%) sziliciumot adunk, a gyémántfelület nedvesedése igen nagy mértékben fokozódik (a nedvesedesi szög 120°-ről 5°-ra csökken). Ezért a szilicium igen előnyösen alkalmazható szilárdan tapadó bevonat kialakítására gyémánton. A bevonatban alkalmazható második komponenst elősorban a szerszám kötőanyagának komponenseitől függően választjuk meg. Valamenynyi fent felsorolt fém kémiai kölcsönhatásba lép a sziliciummal. A szilicium-fém állapotdiagramok (Si-Me diagramok) jól ismertek. Az állapotdiagramokismeretében mindig találhatunk olyan második bevonőszer-komponenst, amely aktív kölcsönhatásba lép a szerszám kötőanyagával, és a megkövetelt fizikai-mechanikai sajátságokkal ren-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2