Спосіб виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу

1 Спосіб виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу, який передбачає брикетування алмазовмісного затравочного порошку і наступну обробку вуглецевмісним газом, який відрізняється тим, що при брикетуванні алмазовмісного затравочного порошку в нього додають Винахід належить до області отримання надтвердих матеріалів, які можуть використовуватись як шліфпорошки для абразивного інструменту, а також як конструкційні матеріали, які мають високу твердість, ЗНОСОСТІЙКІСТЬ, теплопровідність і СТІЙ КІСТЬ у повітрі при високих температурах Відомий найбільш близький за технічною суттю до винаходу спосіб виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу [див авт св СРСР №875760 , МПКЗ С01В 31/06, пріор 01 1276р], який передбачає брикетування алмазовмісного затравочного порошку і наступну обробку вуглецевмісним газом, при цьому обробку вуглецевмісним газом здійснюють у дві стадії в присутності карбіду тугоплавкого металу кубічної структури при нагріванні до 1000 - 1400°С у вакуумі цри 75 100мм рт ст, роздрібнюють брикети перед повторною обробкою вуглецевмісним газом і охолоджують зі швидкістю 100 - 120град/хв Основним недоліком описаного способу виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу є наступне оскільки вихідний алмазовмісний затравочний порошок, який не є високоміцним і брикетується окремо від порошків тугоплавких карбідів, неможливо отримати керамічну матрицю, структура отриманого матеріалу має неміцний каркас із звичайних алмазів з неміцною вуглеце тугоплавкі карбіди і кремній, а як алмаз використовують некласифіковані алмазні порошки розміром в діапазоні 1 - 80мкм 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як згадані некласифіковані алмазні порошки використовують залишки від виготовлення високоміцних стандартних шліфпорошків 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як тугоплавкі карбіди використовують карбід кремнію 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що одночасно використовують дві групи некласифікованого алмазного порошку з розміром 80 - 40мкм у КІЛЬКОСТІ 35 - 80% і з розміром 40 - 1,0мкм у КІЛЬКО СТІ 20 - 75%, при цьому насипна густина цих порошків складає 1,2-1,6г/см3 вою матрицею Це в свою чергу призводить до того, що шліф-порошки, виготовлені з такого матеріалу, мають недостатню статичну і динамічну МІЦНІСТЬ, тому їх неможливо використовувати для виготовлення абразивного інструменту і конструкційних матеріалів, які працюють у важких умовах В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення способу виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу, при якому за рахунок зміни складу збрикетованого алмазовмісного затравочного порошку забезпечується можливість отримання матеріалу, структура якого має міцний алмазний каркас з міцною керамічною матрицею і термоміцною вуглецевою зв'язкою, що призведе до підвищення статичної і динамічної МІЦНОСТІ матеріалу Поставлене завдання вирішується тим, що у спосібі виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу, який передбачає брикетування алмазовмісного затравочного порошку і наступну обробку вуглецевмісним газом, згідно винаходу при брикетуванні алмазовмісного затравочного порошку в нього додають тугоплавкі карбіди і кремній, а як алмаз використовують некласифіковані алмазні порошки розміром в діапазоні 1 - 80мкм, оптимальним є, коли як згадані некласифіковані алмазні порошки використовують залишки від ви (О ю 51246 готовлення високоміцних стандартних шліфпороПриклад 1 шків, як тугоплавкі карбіди використовують карбід Готують вихідний некласифікований алмазний кремнію, одночасно використовують дві групи непорошок розміром 80 - 40мкм - 67,5% і 40 - 0,1 мкм 3 класифікованого алмазного порошку з розміром 80 - 32,5%, з насипною густиною ВІДПОВІДНО 1,45Г/СМ І 3 - 40мкм у КІЛЬКОСТІ 35 - 80% і з розміром 40 1,35г/см , який є залишком виготовлення високо1,0мкм у КІЛЬКОСТІ 20 - 75%, при цьому насипна міцних шліфпорошків При брикетуванні в нього 3 густина цих порошків складає 1,2-1,6г/см ще додають порошки карбіду кремнію 30% і кремнію 5%, після чого обробляють вуглецевмісним Причинно-наслідковий зв'язок між сукупнігазом - метаном 3 отриманого композиційного стю ознак, що заявляється і технічними результаматеріалу виготовляли шліфпорошки з такими тами, які досягаються при м реалізації, полягає у властивостями, наприклад для зернистості наступному 400/315 Виготовлення композиційного алмазовмісного матеріалу з великою статичною, динамічною і статична МІЦНІСТЬ - 51,0Н, термоміцністю можливо при використанні як вихіддинамічна МІЦНІСТЬ- 20,0, ного некласифікованого алмазного порошку розмікоефіцієнт термоміцності, Кт-0,99 ром 0,1 - 80мкм, який є залишком виготовлення Як тугоплавкі карбіди можна використовувати високоміцних стандартних шліфпорошків Ці поІНШІ з цієї групи, наприклад карбід бору Як покарошки складають міцний каркас, між якими розмізали наші дослідження, показники процесу при шуються порошки тугоплавких карбідів і кремнію, цьому суттєво не змінюються КІЛЬКІСТЬ яких залежить від насипної густини, алСпосіб виготовлення композиційного алмазомазного порошку(тугоплавких карбідів - 20 - 40%, вмісного матеріалу було здійснено при граничкремнію - 5 - 10%), потім збрикетований порошок них(приклади 2 - 3 ) і при виході за граниоброблюється вуглецевмісним газом для зрощуці(приклади 4 - 7 ) співідношеннях розмірів зерен, вання порошків Отриманий таким чином композинасипної густини, різних тугоплавких карбіційний алмазовмісний матеріал має властивості дів(приклади 7), що заявляются, а також за протокарбідокремніевой кераміки з алмазним каркасом типом(приклада 8 - 9 ) Таким чином оскільки змінюється структура матеДані зведено в таблицю ріалу вцілому за рахунок сполучення цих компонеЯк видно з таблиці, статична МІЦНІСТЬ отримантів він має високі фізико-механічні показники ного матеріалу збільшилась на 45%, динамічна на 22,5%, термоміцність на 20% Це вказує на те, що Приклади конкретної реалізації способу вигоотримано композиційний алмазовмісний матеріал товлення композиційного алмазовмісного матеріаз високою статичною, динамічною і термоміцністю лу Таблиця Об'єкт випробувань Розмір алмазно- КІЛЬКІСТЬ поро- Насипна гус№ п/п го порошку, мкм шку, % тина, г/см 1 80-40 40-1,0 2 4 5 6 7 Спосіб за прототипом 8 9 1,45 1,35 1,60 48,0 100-40 40-1,0 80-40 40-0,05 80-40 40-1,0 80-40 40-1,0 630 - 60 60-1,0 630 - 60 60-1,0 35,0 75,0 67,5 32,5 67,5 32,5 30,0 60,0 67,5 32,5 85 15 85 15 1,45 1,20 1,62 1,35 1,45 1,15 1,45 1,35 1,45 1,35 1,81 1,14 1,81 1,14 17,0 0,95 16,0 0,94 35,0 15,0 0,93 33,0 Карбід титану 0,97 37,0 Карбід бору і кремній Карбід вольфраму 18,0 45,0 0,0 3 Пропонований спосіб 67,5 32,5 100,0 Склад добавок Показники ес іективності для порошка 400/315 карбіди і тугопСтатична Динамічна коефіцієнт термолавкі МІЦНІСТЬ,Н МІЦНІСТЬ міцності, Кт Карбід кремнію і 51,0 20,0 0,99 кремній 14,0 0,91 49,0 19,0 0,98 38,2 15,5 0,75 37,5 15,0 0,79 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71