Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Зависимость физико-механических свойств композитов от их химического состава. На основании анализа литературных данных можно заключить, что в настоящее время одной из наиболее перспективных для изготовления сверхтвердых материалов можно считать следующую композицию: кубический нитрид бора (КНБ) + синтетический алмаз + связка, состоящая из следующих элементов: кобальт (Co), никель (Ni), вольфрам (W), медь (Cu). Данная связка в виде порошка сплава Cu — W— Co характеризуется высокой-твердостью и используется при обработке абразивных материалов. Однако подобные связки имеют низкую ударную вязкость, что ограничивает их применение в инструментах, работающих при больших скоростях (около 80 м/с), таких как, например, ОСК (отрезные сегментные круги). Поэтому для разработки инструмента для резки сталей, чугунов и т. д. эту связку легируют никелем с целью повышения пластических характеристик. Однако влияние данных добавок на механические свойства многокомпонентных связок Cu — W — Co — Ni, а также на характеристики изготовленных на их основе режущих инструментов, содержащих как алмазы, так и cBN, рассмотрено ранее не было. Кобальт и его сплавы широко используют как материалы для связки режущего инструмента на основе СТМ. Кобальтовые сплавы производятся в виде порошков с широким ассортиментом гранулометрического состава, формы частиц, химической-частоты и т. д. Методом горячего прессования данные материалы могут быть скомпактированы до почти беспористого состояния при относительно низкой- температуре и давлении. Кобальтовые сплавы лучше всего удерживают алмазы благодаря высоким значениям предела текучести и ударной- вязкости, имеют достаточно высокую стойкость к абразивному износу. В алмазных инструментах с кобальтовой- матрицей- отмечается высокая адгезия алмазов. В результате при разрушении сегментов образующиеся трещины проходят внутри самой-матрицы, а не по границе связка — алмаз [4]. При нагреве алмазоносного сегмента до температуры горячего прессования возможно образование на поверхности кристаллов СТМ карбидов кобальта, графита и фазы твердого раствора углерода в кобальте. В результате взаимодействия с кислородом и приложения высоких температур поверхность алмаза графитизируется, часть образовавшегося углерода образует с кобальтом твёрдый-раствор. Размер частиц порошка, из которого изготовляется связка, влияет на температуру, необходимую для компактирования, и в итоге определяет степень деградации зерен СТМ в процессе горячего прессования. Вольфрам — один из самых твердых материалов, используемых в качестве добавок к связкам. Вольфрам обладает высоким сродством к углероду, поэтому в процессе производства инструмента вокруг алмазных зерен образуется тонкий- слой карбида вольфрама. Карбид вольфрама не распадается при охлаждении и наносит меньше ущерба алмазам [5]. За счет этих свойств повышается прочность удержания (механического и химического) зерен СТМ в связке. Литература 1. Логинов П. А. Разработка методов получения наномодифицированных металломатричных композиций для нового компонента для режущего инструмента из сверхтвердых материалов // Порошковая металлургия и композиционные материалы . 2014. № 2. С. 4. 2. Новый гибридный ультратвердый материал / А. А. Шульженко др. // Сверхтвердые материалы. 2010. № 5. С. 3-14. 3. Внуков Ю. Н. Инструментальные материалы для студентов специальностей: 7.090202 “Технология машиностроения”, 7.090203 “Металлорежущие станки и системы. Запорожье: ЗНТУ, 2004. 31 с. 4. Study of the diamond-matrix interface in hot-pressed cobalt-based tools / A. Molinari et al. // Materials Science and Engineering A. 1990. Vol. 130. P. 257-262. 5. Fukunaga O., Endo T., Iwta M. Growth pressure-temperature region of cBN in the system BN-Mg // J. Mater. Sci. 1979. Vol. 14. P. 1375-1380. Сведения об авторах Царевская Ольга Олеговна Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, г. Москва, Россия Вартанян Мария Александровна кандидат технических наук, доцент, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, г. Москва, Россия Анохин Александр Сергеевич кандидат технических наук, ЗАО «Микробор Нанотех», г. Москва, Россия Tsarevskaya Olga Olegovna D. I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia Vartanyan Maria Aleksandrovna PhD (Engineering), Associate Professor, D. I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia Anokhin Alexandr Sergeevich PhD (Engineering), Microbor Nanotech JSC, Moscow, Russia 782