Сверхтвердый композиционный материал на основе кубического нитрида бора

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сверхтвердым композиционным материалам на основе кубического нитрида бора. Целью изобретения является увеличение износостойкости материала. Предложен сверхтвердый композиционный материал, в котором связка выполнена в виде сплава на основе никеля, содержащего, мас. %: титан 39,5-46,0; алюминий 0,1-5,0; никель - остальное, при следующем соотношении компонентов композиционного материала, мас. %: кубический нитрид бора 55-90; cплав на основе никеля 10-45. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к сверхтвердым композиционным материалам на основе кубического нитрида бора, используемым для изготовления инструмента. Цель изобретения - увеличение износостойкости материала. Предложен сверхтвердый композиционный материал, в котором связка выполнена в виде сплава на основе никеля, содержащего, мас. %: титан 39,5-46,0; алюминий 0,1-5,0; никель - остальное, при следующем соотношении компонентов в композиционном материале, мас. %: Кубический нитрид бора - 55-90 Сплав на основе никеля - 10-45 Пример. В объем реакционной ячейки камеры высокого давления и температуры (далее по тексту КВД) помещают слой порошка связки весом 0,8 г из сплава Ni-Ti-Al. Состав сплава приведен в таблице. На этот слой помещают и уплотняют слой порошка кубического нитрида бора весом 1,7 г с размером зерен 14-20 мкм и слой смеси этого порошка с частицами сплава Ni-Ti (55% Ni) зернистостью 63-200 мкм, вес смеси 2,3 г, а содержание частиц сплава в смеси 33 мас. %. Снаряженный контейнер помещают в КВД и дают давление 25 кбар. Затем нагревают посредством электрического тока до плавления связки и выдерживают при этой температуре 12 с. Расплав металлической связки пропитывает последовательно два слоя - слой порошка кубического нитрида бора и слой смеси его с частицами сплава Ni-Ti. После охлаждения получают спек, где первый слой представляет собой целевой продукт - сверхтвердый композиционный материал, а второй слой - вспомогательный, т.е. опорный слой. Величина рабочего давления и размер зерен кубического нитрида бора подобраны такими, что в полученном сверхтвердом композиционном материале содержание кубического нитрида бора равно 55-90 мас. %, а связки 10-45 мас. %. В результате получают двухслойную режущую пластину с режущими и опорными слоями. Испытания проводили на токарном станке мод. 16К20 при точении стали ШХ15, НРС 56-62 ед., инструмент - резец проходной, оснащенный режущими пластинами из известного и предлагаемого сверхтвердого композиционного материала, а также твердого сплава марки ВК8. Геометрия режущей части инструмента из СКМ: γ = -5⁰, α = 5⁰, ϕ = 45⁰, ϕʹ¹ = 45⁰, r = 0,4 мм. Режим резания: Скорость резания V, м/мин - 100 Подача S, мм/об - 0,1 Глубина резания t, мм - 1,0 За критерий износостойкости принята стойкость инструмента (Т, мин). Результаты испытаний приведены в таблице. Из результатов испытаний следует, что предлагаемый материал превосходит по износостойкости известный материал.

Формула изобретения

Сверхтвердый композиционный материал на основе кубического нитрида бора, содержащий титансодержащую связку, отличающийся тем, что, с целью увеличения износостойкости материала, связка дополнительно содержит никель и алюминий и выполнена в виде сплава на основе никеля, содержащего, мас.%: титан 39,5 - 46,0; алюминий 0,1 - 5,0; никель - остальное при следующем соотношении компонентов композиционного материала, мас.%: Кубический нитрит бора - 55 - 90
Сплав на основе никеля - 10 - 45и

РИСУНКИ

Рисунок 1