Способ получения сверхтвердых композиционных материалов

 

Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к способам получения сверхтвердых композиционных материалов. Цель изобретения - повышение режущих свойств сверхтвердого материала при обработке сплавов на никелевой основе. Предлагаемый способ заключается в том, что смесь порошка кубического нитрида бора с порошком металлического связующего с размером зерна менее 1 мкм, порошком твердого сплава зернистостью 1 - 10 мкм и нитевидными кристаллами окиси алюминия подвергают прессованию под давлением 5 - 10 кбар. Затем прессованную заготовку подвергают дегазации в вакууме 10^-3-10^-4 мм рт.ст. с последующим повторным прессованием при давлении 15 - 20 кбар и температуре плавления металлического связующего с изотермической выдержкой в течении 0,5 - 1,5 ч, после чего заготовку охлаждают до комнатной температуры и облучают гамма-квантами с дозой 10⁴-10⁷ р. 1 табл.

Изобретение относится к композиционным материалам, в частности к способам получения сверхтвердых композиционных материалов. Цель изобретения - повышение режущих свойств сверхтвердых материалов при обработке сплавов на никелевой основе. Предлагаемый способ заключается в том, что смесь порошка кубического нитрида бора с порошком металлического связующего размером зерна менее 1 мкм, порошком твердого сплава зернистостью 1-10 мкм и с нитевидными кристаллами окиси алюминия подвергают прессованию под давлением 5-10 кбар. Затем прессованную заготовку подвергают дегазации в вакууме 10^-3-10^-4 мм рт.ст. с последующим повторным прессованием при давлении 15-20 кбар и температуре плавления металлического связующего с изотермической выдержкой в течение 0,5-1,5 ч, после чего заготовку охлаждают до комнатной температуры и облучают гамма-квантами с дозой 10⁴-10⁷ р. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. Приготавливают смесь в количестве 4 г из размола твердого сплава ВК8В зернистостью 5-10 мкм (2 г), порошка кубического нитрида бора (1,8 г), связующего металла (0,11 г), представляющего порошок сплава Fe-TI с размером зерна менее 1 мкм, остальное нитевидные кристаллы окиси аммония. Полученную смесь прессуют при давлении 5 кбар и подвергают дегазированию в вакууме 10^-3 мм рт.ст. Полученную заготовку помещают в графитовый нагреватель камеры высокого давления и температуры и воздействуют давлением 15 кбар, нагревают до 1100^оС и после изотермической выдержки в течение 30 мин охлаждают до комнатной температуры при давлении 15 кбар. Затем давление понижают до атмосферного и подвергают материал слабому ионизирующему излучению γ -квантами дозой 10⁴ р. Резцы из данного материала показывают относительный износ при точении сплавов на никелевой основе h₃/h = 0,0024 при режиме резания V = 30 м/мин, S = 0,2 мм/об, t = 0,5 мм. П р и м е р 2. Твердый сплав ВК6М измельчают до зернистости 1,5-2,5 мкм. Приготавливают 4 г смеси из 1,8 г размола твердого сплава ВК6М, 2 г порошка кубического нитрида бора, 0,16 г порошка (1 мкм) связующего металла, представляющего собой сплав Co-Zr, остальное нитевидные кристаллы окиси алюминия. Полученную смесь прессуют при давлении 10 кбар и подвергают дегазированию в вакууме 10^-4 мм рт.ст. Полученную заготовку помещают в графитовый нагреватель камеры высокого давления, воздействуют давлением 20 кбар, нагревают до 990^оС и после изотермической выдержки в течение 1 ч охлаждают до комнатной температуры при давлении 20 кбар. Затем давление понижают до атмосферного и подвергают материал слабому ионизирующему излучению γ -квантами дозой 10⁵ р. Резцы из данного материала показывают относительный износ при точении сплавов на никелевой основе h₃/h = 0,0017 при режиме резания: V = 30 м/мин, S = 0,2 мм/об, t = 0,5 мм. П р и м е р 3. Твердый сплав ВК60М измельчают до зернистости 1 мкм. Приготавливают 4 г смеси из 1,6 размола твердого сплава ВК60М, 2,2 г порошка кубического нитрида бора, 0,18 г порошка связующего металла, представляющего собой сплав Сu-Ti, остальное нитевидные кристаллы окиси алюминия. Полученную смесь прессуют при давлении 10 кбар и подвергают дегазированию в вакууме 10^-4 мм рт.ст. Полученную заготовку помещают в графитовый нагреватель камеры высокого давления, воздействуют давлением 20 кбар и нагревают до 890^оС. Результаты испытаний материала, полученного по предлагаемому способу, на относительный износ, а также полученного по прототипу приведены в таблице. Таким образом, на основании данных, приведенных в таблице, можно сделать заключение об уменьшении относительного износа резцов из материала, полученного по предлагаемому способу.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий обработку смеси порошков кубического нитрида бора и металлического связующего воздействием высоких температур и давления, отличающийся тем, что, с целью повышения режущих свойств сверхтвердого материала при обработке сплавов на никелевой основе порошок металлического связующего берут с размером зерна менее 1 мкм, в смесь вводят порошок твердого сплава зернистостью 1 - 10 мкм и нитевидные кристаллы окиси алюминия, полученную смесь подвергают прессованию под давлением 5 - 10 кбар, затем прессованную заготовку подвергают дегазации в вакууме 10^-3 - 10^-4 мм рт.ст. с последующим повторным прессованием при давлении 15 - 20 кбар и температуре плавления металлического связующего с изотермической выдержкой в течение 0,5 - 1,5 ч, а затем заготовку охлаждают до комнатной температуры и облучают гамма-квантами с дозой 10⁴ - 10⁷ P.

РИСУНКИ

Рисунок 1