Спосіб отримання надтвердого матеріалу на основі щільних модифікацій нітриду бору

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов на основе плотных модификаций нитрида бора и позволяет повысить износостойкость материала при ударных нагрузках. Готовят шихту из 40 мас о % порошка вюрцитоподобного нитрида бо j>a (ВНЕ) И 60 мас.% поликристаллического материала, измельченного до дисперсности 0,5-40 мкм, который предварительно получают спеканием ВНЕ при 8 ГПа и 1700 К в течение 30 с . Приготовленную шихту подвергают горячему прессованию при 6 ГПа и 2100 К в течение 180 с , при этом получают сверхтвердый материал в виде поликристалла, содержащего ВНБ и кубический нитрид бора 0 Из поликристалла был изготовлен р е з е ц , который показал время работы 25 мин при обработке прерывистой детали из стали ХВГ (HRC 60-62) с продольным пазом 5 мм, износ резца по задней грани составил 0,2 мм при скорости резания 75-80 м/мин, подаче 0,2 мм/об и глубине резания 3,5 ммо Полученный поликристалл имеет следующие характеристики: плотность 3,36-3,4 г/см ; микротвердость 45-60 ГПа; трещиностойкость 17-18 МПз'М ; напряжение разрушения при изгибе 1,0-1,3 Ш а ; напряжение разрушения при сжатии 4 , 3 4,5 ГПа. 1 з „ п о ф-лы, 1 табл. ел 00 0*5*3 1 l 1352874 до 0,4 мм показывает стойкость поИзобретение относится к области лученного материала до 60-70 мин создания сверхтвердых компактных ( t = 3,5 мм; S = 0,2 мм/об). поликристаллических материалов и моПолучаемый сверхтвердый материал жет быть использовано при изготовлеимеет следующие характеристики: нии режущего инструмента на основе Плотность, плотных модификаций нитрида бора о Целью изобретения является повыше3,36-3,4 ние износостойкости материала при Микротвердость ударных нагрузках. по Кнуппу, ГПа 45-60 • 10 П р и м е р , Готовят шихту из ТрещиностойД мас.% порошка вюрцитоподобного . О кость, МПа-м 17-18 нитрида бора (ВНЕ) и 60 мас,% измельНапряжение разрученного поликристаллического материшения при и з ала (ИПМ) до дисперсности 0,5-40 мкм, 15 гибе, ГПа 1,0-1,3 содержащего плотные модификации нитриНапряжение да бора и 4 мас.% графитоподобного разрушения при * нитрида бора (ГНБ). Поликристалличессжатии, ГПа 4,3-4,5 кий материал предварительно получают Таким образом* использование поспеканием В Е при 8 ГПа и 1700 К в Н лученного материала в качестве р е з 20 течение 30 с . Приготовленную шихту ца для обработки закаленных сталей, подвергают горячему прессованию в чугунов и других высокотвердых мааппарате высокого давления при 6 ГПа териалов позволяет производить длии 2100 К в течение 180 с, при этом тельную обработку с форсированными получают сверхтвердый материал в пи- 25 режимами (предельная подача до де поликристаллической заготовки, 0,2 мм/об, глубина резания до 5 мм)і содержащей плотные модификации нитрии получать детали, соответствующие да бора: вюрцитоподобный и кубичес1-2 классу точности. кий нитрид бора (КНБ)0 и з о б р е т е н и я В таблице представлены другие при- Зо Ф о р м у л а меры осуществления способа с указанием режимов получения сверхтвер1 0 Способ получения сверхтвердого дого материала, состава шихты и его материала на основе плотных модифиизносостойкости. каций нитрида бора, включающий прессование и спекание исходного порошВлияние состава спекаемой шихты 35 ка вюрцитоподобного нитрида бора в и режимов горячего прессования на условиях термодинамической стабильстойкость резцов исследовали при ности плотных фаз нитрида бора, о тточении закаленной стали ХВГ (HRC 60-62) при следующих режимах: скол и ч а ю щ и и с я тем, что, с рость резания 75-80 м/мин; подача целью повышения износостойкости мате(S) 0,2 мм/об; глубина ( t ) 3,5 мм. риала при ударных нагрузках, к исходИспытанию подвергали образцы диаметному порошку вюрцитоподобного нитриром 8-10 мм и высотой 3-4 мм, котода бора добавляют 1 0-60 мае, % измельрые затачивались до получения режученного до дисперсности 0,5-40 мкм щих элементов и плоскостей для меполикристаллического материала, ханического крепления. Обрабатываеобразованного спеканием порошка мая деталь представляла собой вал с вюрцитоподобного нитрида бора при продольным пазом шириной 5 мм для 6-8 ГПа и 1500-1700 К в течение 30создания ударных нагрузок. За крите180 с . рий износостойкости принимался износ 2, Способ по п а 1 , о т л и ч а ю50 по задней грани ( h 5 ) , равный 0,2 мм, щ и й с я тем, что поликристаллипри этом стойкость резцов достигала ческий материал содержит 3-5% графи25 мин. Увеличение критерия износа топодобного нитрида бора. 1352874 Параметры получения и износостойкость сверхтвердого материала . на основе плотных модификаций нитрида бора Принер Время, Размер с ИПМ, мкм Давле- Темпение, ратура, ГПа К Соотношение в шихте ВНЕ:ИПМ, мае Л Содержание ГНБ в ИПМ, M2C.Z Параметры давление, ГПа спекания сверхтвердого материала температура, К Время, с Износостойкость при износе • 0,2 мм, мин 1 8 1700 30 0,5-40 40:60 4 6 2100 180 20-25 2 8 1700 60 0,5-40 90:10 3 7 2100 240 18-20 3 8 1500 ISO 0,5-40 50:50 3 6,5 2000 300 19-22 4 6 1700 120 0,5-40 70:30 4 8 2300 120 20-25 5 6 1500 180 0,5-40 40:60 5 7 2100 240 17-22 б 7 1600 120 0,5-40 60:40 3 8 2200 240 18-20 7 8 >22ОО 180 0,5-40 60:40 7 2100 240 4-7 8 8 1600 180. 40-120 40:60 5 7 2100 240 Менее 5 10 8 1700 30 0,5-40 20:80 4 6 2100 180 7-^10 11 *5 9 >220О 210 0,5-40 50:50 7 2100 240 13 - . 2100 240 ' . Менее 5 \ Прототип, Редактор Г.Мозжечкова Заказ 1420/ДСП Составитель Е.Наумова Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар Тираж 330 _ Подписное В И Г Государственного комитета СССР Н ИШ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4