Способ получения сверхтвердых компактов
(19)SU(11)572001(13)A1(51) МПК 5 B24D3/06, C01B21/06, C01B31/06(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 07.12.2012 - прекратил действиеПошлина:
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ
Изобретение относится к способам получения в аппарате высокого давления сверхтвердых материалов, которые применяются в качестве конструкционного материала в машиностроении и абразивно-режущего инструмента. Известен способ получения сверхтвердых компактов [1] , по которому порошок алмаза и металлическое связующее, находящееся вне алмазного порошка, подвергают действию давления с последующей пропиткой под этим давлением металлическим связующим при температуре, достаточной для его расплавления. Создание под давлением плотного алмазного каркаса и удаление газов путем направленной пропитки позволяют получать компакты с повышенными механическими свойствами. Недостатком известного способа является незначительная высота получаемых компактов, определяемая пропитывающей способностью металлического связующего и размером зерна исходного алмазного порошка, что затрудняет использование компактов в качестве конструкционного материала. Кроме того, механические свойства компактов неоднородны по высоте. Наибольшую твердость компакты имеют со стороны контакта исходного порошка с металлическим связующим. Целью изобретения является получение сверхтвердых компактов с постоянными по объему прочностными свойствами и высотой, ограничиваемой лишь размерами камеры сверхвысокого давления. Поставленная цель достигается тем, что металлическое связующее и сверхтвердый порошок располагают чередующимися слоями, причем металлическое связующее берут в количестве 10-50% от объема сверхтвердого порошка. При этом слои сверхтвердого порошка и металлического связующего выполняют плоскими горизонтальными или концентрическими цилиндрическими. С целью наиболее полного удаления газов и шлаков целесообразно использовать металлическое связующее с температурой плавления, повышающейся от нижнего слоя к верхнему или от центра к периферии. Кроме того, с целью получения сложных компактов исходный сверхтвердый порошок для отдельных слоев берут разного химического состава, например алмаз и боразон. П р и м е р 1. В контейнере аппарата высокого давления расположен нагреватель сопротивления, в который укладывают слоями алмазный порошок с размером зерен 5 мк и металлическое связующее из сплава Cu-Ti (45 вес. % Cu и 55 вес. % Ti). Укладывают 7 слоев алмазного порошка по 0,5 г в каждом и 7 слоев металлического связующего по 0,3 г. Последнее заранее прессуют в шайбочки. Слоеную шихту электрически изолируют от стенок нагревателя тонким слоем слюды. Под действием давления 
35 кбар происходит уплотнение слоистой шихты. Пропуская электрический ток через нагреватель, нагревают обжатую слоистую шихту, в результате чего металлическое связующее плавится и пропитывает слом алмазного порошка. Высота полученных компактов 12 мм, т. е. в 2 раза превышает высоту таких же компактов, полученных однослойной пропиткой. Высота сверхтвердых компактов, приготовленных по предлагаемому способу, не ограничивается пропитывающей способностью металлического связующего и размером зерна исходного сверхтвердого порошка. Размеры получаемых компактов из порошков любой зернистости ограничиваются только размерами реакционной зоны аппаратов высокого давления. Механические свойства полученных компактов были постоянны по всему объему. В зависимости от заданной закономерности изменения механических свойств компактов по объему исходный сверхтвердый порошок берут в слоях как одной зернистости, так и разной для отдельных слоев или в виде смеси порошков разной зернистости. По предлагаемому способу получены компакты диаметром 13 мм, высотой 12 мм из исходного алмазного порошка с размером зерна 3 мк, что позволяет изготавливать из него ответственные детали, например аппараты высокого давления. Таким образом, этот способ позволяет получать сверхтвердые компакты с постоянными по объему прочностными свойствами и высотой, что обеспечивает его преимущество перед известным. (56) Авторское свидетельство СССР N 411724, кл. C 01 B 31/06, 10.07.69.
Формула изобретения
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ, включающий воздействие высоких температур и давлений на порошок сверхтвердого материала и металлического связующего, отличающийся тем, что, с целью получения сверхтвердых компактов с постоянными по объему прочностными свойствами и высотой, ограничиваемой лишь размерами камеры сверхвысокого давления, металлическое связующее и сверхтвердый порошок располагают чередующимися слоями, причем металлическое связующее берут в количестве 10 - 50% от объема сверхтвердого порошка. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соли сверхтвердого порошка и металлического связующего выполняют плоскими горизонтальными или концентрическими цилиндрическими. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью наиболее полного удаления газов и шлаков, используют металлическое связующее с температурой плавления, повышающейся от нижнего слоя к верхнему или от центра к периферии. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения сложных компактов, исходный сверхтвердый порошок для отдельных слоев берут разного химического состава, например алмаз и боразон.
