Способ получения алмазных сверхтвердых компактов

 

(19)SU(11)707073(13)A1(51)  МПК ⁵    _{C01B31/06, B24D3/06}(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗНЫХ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов в аппаратах высокого давления и температуры и может найти применение в машиностроении в качестве конструкционного материала и абразивно-режущего инструмента. Известен способ получения компактов из алмазного порошка и металлического связующего при высоком давлении и высокой температуре, согласно которому воздействию давления и температуры подвергается смесь порошка сверхтвердого материала и порошкообразного металлического связующего. Наиболее близким к данному способу является способ получения алмазных композиционных материалов, согласно которому порошок алмаза подвергают действию давления 60 кбар и выше с последующей пропиткой под этим давлением металлами или сплавами, например титаном, титан-хромом, путем плавления последних. Это обеспечивает повышенное содержание алмаза в полученных компактах, а следовательно, и повышенные физико-механические свойства компактов по сравнению с традиционными абразивными материалами. Однако компакты, полученные известным способом, имеют незначительную высоту (2-3 мм), за счет большой кинематической вязкости переходных металлов. Кроме того, использование в качестве связующего переходных металлов, имеющих высокие температуры плавления, обуславливает применение высоких температур при получении компактов, что приводит к графитизации алмаза, значительно снижающей прочность получаемых компактов. Целью изобретения является улучшение механических свойств компакта и увеличение их размеров. Цель изобретения достигается тем, что для пропитки порошков алмаза при высоких давлениях и температуре применяются сплавы переходных и непереходных металлов эвтектического состава. В качестве металлического связующего используют преимущественно сплавы титан-медь, титан-олово-медь, титан-медь-серебро. Применение эвтектики сплавов переходных и непереходных металлов позволяет избежать графитизации алмаза за счет снижения температуры процесса получение компакта, что приводит к повышению механических свойств получаемых компактов и, кроме того, облегчая пропитку алмазного порошка, позволяет увеличить высоту получаемых компактов. П р и м е р 1. В аппарат высокого давления и температуры помещают графитовый нагреватель, выполненный в виде стаканчика. Дно и стенки нагревателя изолированы от содержимого слюдой или гексагональным нитридом бора. На дно нагревателя помещают металлическое связующее из Cu-Ti сплава, полученное плавкой в вакууме меди и титана в соотношении 28 мас.% Ti и 72 мас.% Cu. Сверху на металлическое связующее насыпают алмазный порошок АСМ 5/3 мк. При давлении 35 кбар и температуре ≈ 950^о С происходит плавление связующего и пропитка им алмазного порошка. После минутной выдержки температуру понижают до комнатной, давление - до атмосферного. Из аппарата высокого давления извлекают готовый компакт высотой 6 мм. П р и м е р 2. Загрузка нагревателя, как в примере 1, только металлическое связующее имеет состав: 27 мас.% Ti; 69 мас.% Cu; 4 мас.% Ag. Алмазный порошок имеет ту же зернистость, как в примере 1 (5/3 мк). При давлении ≈ 40 кбар и температуре ≈ 1000^о С порошок и металлическое связующее выдерживают 1 мин. После охлаждения и снятия давления извлекают компакт. Компакты, полученные данным способом, показывают σ_сж (прочность на осевое сжатие) ≈ 500 кг/мм², твердость 95-97 HRA при высоте 6 мм. (56) Патент США N 3141746, кл. 51-307, 1964. Авторское свидетельство СССР N 411724, кл. С 01 В 31/06, 1969.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗНЫХ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ, включающий воздействие высокого давления и температуры на алмазный порошок, находящийся в контакте со слоем металлического связующего, в качестве которого используют сплавы переходных и непереходных металлов, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических свойств компактов и увеличения их размеров, в качестве сплавов переходных и непереходных металлов используют сплавы эвтектического состава. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве металлического связующего используют преимущественно сплавы титан - медь, титан - олово - медь, титан - медь - серебро.