Шихта для изготовления сверхтвердого композиционного материала

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, к составам шихты для получения сверхтвердых материалов при высоких давлениях и температурах. Цель изобретения - повышение режущих свойств и увеличение выхода годного. Шихта для изготовления сверхтвердого композиционного материала содержит 55 - 70 мас. % кубического нитрида бора и 45 - 30 мас. % интерметаллида Ti₃Cu с добавкой 5 - 20% Al от массы интерметаллида. Выход годного составляет 60 - 80% , стойкость резания 30 - 35 мин при обработке стали ХВГ твердостью HRC 60 на режиме резания t = 0,5 мм, S = 0,1 мм/об, v = 80 - 100 м/мин. Шихта используется при изготовлении лезвийного режущего инструмента. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения сверхтвердых материалов в аппаратах высокого давления и температуры и может найти применение в машиностроении при производстве лезвийного режущего инструмента. Цель изобретения - повышение режущих свойств и увеличение выхода годного. Меднотитановое соединение Ti₃Cu обусловливает вязкость и теплопроводность композиционного материала, обеспечивает отвод теплоты в процессе резания, что позволяет увеличить производительность резания, повышает стойкость резцов при жестких режимах резания закаленных сталей. Алюминий способствует улучшению режущих свойств, увеличению процента выхода годных композитов, снижает хрупкость композиционного материала. Наличие в связующем менее 5 мас. % Al не оказывает положительного влияния, более 20 мас. % Al ослабляет режущие свойства композитов (быстрый износ режущей кромки "истиранием"). Сверхтвердый композиционный материал из шихты технологически проще и экономически выгоднее получать методом пропитки при высоких давлениях и температурах сверхтвердого порошка расплавленным металлическим связующим, хотя материал можно получать и при воздействии высокого давления и температуры на смесь исходной шихты с кубическим нитридом бора. П р и м е р. В аппарат высокого давления и температуры помещают графитовый нагреватель, имеющий форму стаканчика. Внутреннюю поверхность графитового нагревателя изолируют от содержимого слоем слюды или гексагонального нитрида бора. На дно графитового нагревателя помещают связующее, спрессованное в форме таблетки из смеси и алюминия. На металлическое связующее помещают кубический нитрид бора с размером зерна 10-40 мкм. На кубический нитрид бора помещают слой изоляции из порошка карбида бора. Заполненный графитовый нагреватель подвергают действию давления ≈ 30 кбар и температуры, достаточной для расплавления металлического связующего, 1000-1200^оС. После изотермической выдержки в течение 25-35 с, понижения давления до атмосферного, а температуpы до комнатной получают композит. Изменяя количество кубического нитрида бора от 55 до 70 мас. % и соответственно связующего на основе Ti₃Cu с Al от 45 до 30 мас. % , а также количество алюминия в связующем (от 5 до 20 мас. % ), получают составы шихты, представленные в таблице. В таблице приведены составы предложенной шихты для изготовления сверхтвердого композиционного материала в сопоставлении с режущими свойствами сверхтвердого композиционного материала, полученного из шихты известного состава (прототип). Режущие свойства сверхтвердого композиционного материала определяли при обработке стали ХВГ HRC 60 на токарно-винторезном станке 16К20 при следующем режиме резания: скорость точения v= 80-100 м/мин, продольная подача S= 0,1 мм/об, глубина точения t= 0,5 мм. Продольное точение осуществлялось без применения СОЖ. Износ пластин по задней поверхности измеряли на микроскопе МИМ-2. Выход годных композитов, полученных из предложенной и известной шихты, также представлен в таблице. Как следует из приведенных в таблице данных, предложенная шихта для изготовления сверхтвердого композиционного материала обеспечивает в сравнении с шихтой известного состава повышение выхода годного и режущих свойств сверхтвердого композиционного материала. (56) Авторское свидетельство СССР N 633724, кл. C 01 B 21/06, 1978.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХТВЕРДОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, содержащая кубический нитрид бора и медь-титановый интерметаллид, отличающаяся тем, что, с целью повышения режущих свойств и увеличения выхода годного, она содержит в качестве интерметаллида Ti₃Cu с добавкой 5 - 20% А1 от массы интерметаллида при следующем соотношении компонентов шихты, мас. % : Кубический нитрид бора 55 - 70 Ti₃Cu + 5 - 20% А1 45 - 30

РИСУНКИ

Рисунок 1