Спосіб виготовлення композиційного матеріалу

1. Спосіб виготовлення композиційного матеріалу, згідно з яким здійснюють просочування твердосплавної шихти легкоплавким металом при температурі плавлення цього металу, який відрізняється тим, що перед просочуванням в твердосплавну шихту додають нанопорошки алмазу детонаційного синтезу у кількості 1-2% від об'єму шихти. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після додавання нанопорошків алмазу детонаційного синтезу у твердосплавну шихту, отриманий матеріал перемішують впродовж 5-7 хвилин. (19) (21) u200913963 (22) 30.12.2009 (24) 25.08.2010 (46) 25.08.2010, Бюл.№ 16, 2010 р. (72) БОГАТИРЬОВА ГАЛИНА ПАВЛІВНА, ІЛЬНИЦЬКА ГАЛИНА ДМИТРІВНА, МАРІНІЧ МАРГАРИТА АНАТОЛІЇВНА, БОГДАНОВ РОБЕРТ КОСТЯНТИНОВИЧ, ІСОНКІН ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, ЗАКОРА АНАТОЛІЙ ПЕТРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ НАДТВЕРДИХ МАТЕРІАЛІВ ІМ. В.М. БАКУЛЯ НАН УКРАЇНИ, БОГАТИРЬОВА ГАЛИНА ПАВЛІВНА, ІЛЬНИЦЬКА ГАЛИНА ДМИТРІВНА, МАРІНІЧ МАРГАРИТА АНАТОЛІЇВНА, БОГДАНОВ РОБЕРТ КОСТЯНТИНОВИЧ, ІСОНКІН 3 52260 окислення наноалмазних порошків детонаційного синтезу киснем здійснюється до утворення монооксида вуглецю, при цьому присутні оксиди міді які є каталізаторами подальшого окислення монооксида вуглецю до двооксиду вуглецю. Гази, які утворюються у процесі окислення монооксида вуглецю та двооксиду вуглецю, сприяють більш інтенсивному перемішуванню шихти, що дозволяє зменшити пористість матеріалу і забезпечити підвищення його фізико-механічних характеристик. Перемішування вольфрамо-кобальтової твердосплавної шихті з нанопорошками алмазу детонаційного синтезу впродовж 5-7 хвилин у планетарному млині дозволяє посилити гомогенізацію матеріалу завдяки більш рівномірному розподілу частинок наноалмазів на поверхні часток твердого сплаву та їх адгезійному закріпленню на поверхні часток твердого сплаву. Контроль за повнотою проведення процесу виготовлення композиційного матеріалу здійснюється по визначенню фізико-механічної характеристики - твердості, яку вимірювали по стандартній методиці за методом Вікерса у ГПа. Приклади конкретної реалізації пропонованого способу. Приклад 1 Брали твердосплавну вольфрам-кобальтову шихту марки ВК6, до якої додавали нанопорошки алмазу детонаційного синтезу марки АСУД-99 у кількості 1,5% від об'єму шихти. Суміш шихти і нанопорошков алмазу перемішували у планетарному млині впродовж 6 хвилин. Отриманий матеріал розташовували у металевій прес-формі, зверху додавали матеріал для пропитки - мідь з температурою плавлення 1050 С. Пресування зразків композиційного матеріалу здійснювали при тиску 200МПа впродовж 20 хвилин. Після спікання отримали зразки металевого композиційного матеріалу з різним вмістом нанопорошків алмазу. У цих же умовах був реалізований спосіб при граничних значеннях кількості нанопорошків, що додаються (приклади 2-3), за їх межами (приклади 4-5) та за прототипом (приклад 6). Комп’ютерна верстка О. Рябко 4 Вимірювалась твердість усіх отриманих зразків. Дані зведені в табл. Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 Кількість нанопорошки алмазу у складі шихти, % від об'єму шихті Пропонований спосіб 1,5 1,0 2,0 0,5 3,0 Спосіб за прототипом 0 Твердість, ГПа 4,177 4,087 4,141 2,854 2,737 2,843 Як видно з таблиці, запропонований спосіб дозволяє збільшити твердість зразків металевих композиційних матеріалів. Зменшення вмісту нанопорошків алмазу в твердосплавній шихті за межі пропонованого інтервалу призводить до зниження ефективності виділення газової фазі у вигляді монооксида вуглецю та двооксиду вуглецю, що веде до зниження твердості. При збільшенні вмісту нанопорошків алмазу утворюється сажа. При відсутності перемішування шихти після додавання нанопорошків алмазу детонаційного синтезу у твердосплавну шихту знижується ефективність гомогенізації матеріалу, що призведе до незначного зниження твердості отриманих зразків отриманого композиційного матеріалу. Контроль за повнотою проведення процесу виготовлення композиційного матеріалу здійснювався по визначенню фізико-механічної характеристики - твердості, яку вимірювали по стандартній методиці за методом Вікерса у ГПа. Як випливає з наведених результатів, запропонований спосіб дозволяє збільшити твердість зразків металевого композиційного матеріалу на 25-30%. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601