Спосіб одержання надтвердих композиційних матеріалів, що містять алмази

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЗ СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 Р Ь ' 02 » В ^4 D 3 / % ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР Г (21) 3924334/02 (22) 05.07.85 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) А.И.Воримскяй, Н.Б.Новиков, В.И.Гороховский, П.Л.Нагорный, І 3 .С.Симкин, В.Е.Сквнрский, 3 . И . Р у с а к о в , Б.А.Урюков и Е.М.Финкєльштеіїн (53) 621.762.3(088.8) ( 5 6 ) Патент Франции Р 2 0 9 3 8 6 5 , к л . Б 24 D 3 / 0 0 , 1 9 7 0 . А в т о р с к о е с в и д е т е л ь с т в о СССР № 1 1 4 2 9 7 9 , к л . В 24 D 3 / 0 0 , 1 9 8 4 , непу6л. ( 5 4 ) ( 5 7 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ н а о с н о в е т в е р д ы х с п л а в о в , включающий грануляцию а л м а з о в т в е р д о с п л а в н о й шихтой методом смешивания, формование и последующее г о р я ч е е п р е с с о в а н и е п р и высоком д а в л е н и и 9 о т л и ч а ю щ и й с я т е м , ч т о , с целью повышения р а б о т о с п о с о б н о с т и м а т е р и а л а за счет обеспечения физико-химической с о в м е с т и м о с т и к о м п о н е н т о в , грануляцию а л м а з о в т в е р д о с п л а в н о й шихте ой осуществляют в д в а э т а п а : на п е р в о м э т а п е п р о и з в о д я т п р е д в а р и т е л ь н у ю грануляцию а л м а з о в одновременно с и х м е т а л л и з а цией в п о т о к е плазмы, содержащей к о м поненты т в е р д о с п л а в н о й шихты, а на втором э т а п е осуществляют о к о н ч а т е л ь ную г р а н у л я ц и ю . Изобретение относится к области п р о и з в о д с т в а композиционных а л м а з о содержащих м а т е р и а л о в методами порошковой металлургии, в ч а с т н о с т и , к п р о и з в о д с т в у м а т е р и а л о в д л я оснащения бурового, правящего и других инструм е н т о в , работающих в у с л о в и я х и н т е н сивного абоазивного и з н о с а . Целью и з о б р е т е н и я я в л я е т с я повышение р а б о т о с п о с о б н о с т и м а т е р и а л а з а счет обеспечения физико-химической совместимости компонентов. На первом э т а п е с м е с ь порошков а л м а з о в , и т в е р д о с п л а в н о й шихты, н а х о дящихся в перемешивающемся у с т р о й с т в е , п о д в е р г а е т с я в о з д е й с т в и ю ионно—ппаз менного п о т о к а , содержащего ионы воль фрама, углерода и к о б а л ь т а . Указанные ионы бомбардируют поверхность алмазных порошков и частиц твердосплавной шихгы и осаждаются на них с высокой степенью а д г е з и и , т . к . происходит про никновение ионов в подпожку на глубину 3-5 моно-молекулярннх слоев с образованием химических соединений в переходном с л о е . Поток плазмы существенно активирует* поверхность алмазов и частиц шихты, создавая многочисленные нескомпенсированные связи и в р е з у л ь т а т е э т о г о образуется прочное сцепление между металлизированными алмазными зернами и частицами 10-92 1720210 шихты, которые и образуют на алмазах первичный слой грануляции. На втором этапе методом грануляции наносятся недостающее количество шихты. Обший вес шихты, наносимый при предварительной грануляции на первом этапе и окончательной грануляции на втором этапе, задается в зависимости от концентрации алмазов (объ- JQ ємного содержания) в композите. Обеспечение высокой физико-химической совместимости компонентов в сверхтвердом композиционном материале и > обеспечивает их высокую работоспособ- J5 ность. Заявляемый способ иллюстрируется слсдукпцими примерами его осуществления . та. 'Энергия ионов составляла 50 э в . Бремя обработки составило один ч . Затем металлизированные алмазные зерна подвергали окончательной грануляции твердосплавной шихтой марки ВКб весом 275 г . Потом развешивали шихту на отдельные навески и осуществляли Формование изделий в стальной пресаЪорме диаметром 1? мм и высотой 15 мм под давлением 500 кг/см 2 . После извлечения из прессйюрмы Лормовку термообрабатывали в среде водорода и подвергали горячему прессованию при высоком давлении. Испытание образцов осуществляли при правке абразивных кругов П П 600x63x305 24А 24СМ°5К6. Подсчитывался удельный расход алмазов. Результаты испытаний сведены в таблицу. Как видно из таблицы, композиты, изготов20 ленные по заявляемому техническому реСинтетические алмазы АС32 зернисшению, по стойкости практически равны тостью 400/315 весом 100 карат и тверкомпозитам из природных алмазов, в досплавную шихты ВКб весом 7 г метал1,5 раза превосходят вставки композилизировали с одновременной грануляцита, изготовленного по известному споей алмазов в потоке плазмы, содержа- ! собу при высоких давлениях. щем ионы вольфрама, углерода и кобальРаботоспособность композитов, изготовленных различными методами Способ изго- Марка сплава Марка ал- Концент- Испытание композита мазов и рация товления матричного алмазов в режиме зернисматериала правки абтость разивных кругов, уд. расход алмазов, мг /кг Прототип ВКб Заявляемый способ АС 32 АОО/315 ВКб АС 32 400/315 Редактор Е.Гиринская Составитель Л.Родина Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пшшпенко Заказ 971/ДСП Тираж Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Рауиская иаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101