Способ получения сверхтвердых компактов

 

(19)SU(11)832881(13)A2(51)  МПК ⁵    _B24D3/06(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов при высоких давлениях и температурах, используемых в машиностроении в качестве конструкционного материала и абразивно-режущего инструмента. В основном авт.св. N 716203 описан способ получения сверхтвердых компактов, в котором сверхтвердый порошок, металлизированный одним из компонентов сплава, имеющим наименьшее средство к кислороду, смешивают с тугоплавкими окислами одного из компонентов сплава, имеющим большее сродство к кислороду, и затем пропитывают металлическим связующим в виде двойных и тройных металлических сплавов при высоких давлениях и температурах. По этому способу упрочнение материала связующего достигается за счет введения тугоплавких окислов компонента связующего, обладающих высокой твердостью. Однако, для некоторых металлов твердость их окислов меньше по сравнению с твердостью карбидов или нитридов этих же металлов. Целью изобретения является повышение прочностных свойств компактов. Это достигается тем, что в смесь металлизированного порошка и тугоплавких окислов вводят карбиды или нитриды компонента связующего, имеющего большее сродство к кислороду. Введение карбидов или нитридов (одного из компонентов материала связующего, имеющего большее сродство к кислороду) с твердостью большей твердости окислов позволяет упрочнить материал связующего, что приводит к упрочнению компакта в целом. Тугоплавкие окислы полностью не заменяют карбидами или нитридами, а оставляют часть, так как они являются стоками для кислорода. П р и м е р 1. Алмазный порошок АСМ 5/3 μk покрывают никелем в количестве 3 мас.% в растворе следующего состава, г/л:
Никель сернокислый NiSO₄ ˙7H₂O 25 Аммоний хлористый NH₄Cl 35
Натрий лимоннокис- лый Na₃C₆H₅O₇ ˙nH₂O 50
Гипофосфит натрия NaH₂PO₂ ˙H₂O 30 Аммиак NH₄ОH 25-процентный до рН 8-9 Температура раст- вора, ^оС 80-88
Количество нанесенного покрытия контролируется весовым способом. Металлизированный алмазный порошок смешивают с 0,5 об.% порошка TiO₂ и 1,5 об. % порошка TiN. Твердость по минералогической шкале TiO₂составляет 5-5,5, TiN составляет ≈ 9. Дисперсность порошка TiO₂ и TiN от 0,01 до 0,1 мкм. Графитовый нагреватель, имеющий форму стаканчика, изолируют от содержимого слой и гексагональным нитридом бора. Затем на дно нагревателя помещают металлическое связующее - сплав титана и никеля в соотношении 28 мас.% Ti - 72 мас. % Ni. Сверху засыпают 3 г приготовленной смеси металлизированного никелем алмазного порошка и порошка TiO₂ и TiN. Заполненный графитовый нагреватель помещают в камеру высокого давления и температуры и подвергают действию давления 30 кбар и температуре 1050^оС в течение 1,5 мин. После снятия давления и температуры получаем компакт. П р и м е р 2. Алмазный порошок АСМ 10/7 μk предварительно покрытый в количестве 2,5 мас. % смешивают с ZrO₂ и ZrC. Суммарное содержание ZrO₂ и ZrC составляет 0,5 об.% от содержания связки. Твердость по минералогической шкале ZγO₂ составляет 6,5-7, a ZrC составляет 8-9. Металлическое связующее представляет сплав Zr с Сu в соотношении 50 мас.% Zr - 50 мас.% Cu. Загрузка нагревателя как в примере 1. Давление 30 кбар, температура 1100^оС, выдержка 1 мин. После снятия давления и температуры получаем компакт. П р и м е р 3. порошок кубического нитрида бора ЛПМ 4 μk, предварительно покрытый никелем, в количестве 2,0 мас.% смешивают с порошком Nb₂O₃ и NbN дисперсностью 0,01-0,1 мкм, причем Nb₂O₃ берут в количестве 0,5 об.%, а NbN в количестве 1,0 об.% от содержания связки. Твердость по минералогической шкале Nb₂O₃ составляет 6,5; а NbN - 8. Металлическое связующее представляет сплав Ni-Fe-W-Nb в соотношении 38 мас.% - Ni - 45 мас.% Fe 9 мас.% W - 8 мас.% Nb. Загрузка нагревателя, как в примере 1. Давление 30 кбар, температура 1050^оС, выдержка 1 мин. После снятия давления и температуры получаем компакт. Компакты полученные данным способом имеют σ_сж = 560 кг/мм², твердость 95-97 HRA и применяются в качестве конструкционного материала.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ при высоких давлениях и температурах по авт. св. N 716203, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств компактов, в смесь металлизированного порошка и тугоплавких окислов вводят карбиды или нитриды компонента связующего, имеющего большее сродство к кислороду.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---