RU2070600C1 - Сверхтвердый композиционный материал - Google Patents
Сверхтвердый композиционный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2070600C1 RU2070600C1 RU93036920A RU93036920A RU2070600C1 RU 2070600 C1 RU2070600 C1 RU 2070600C1 RU 93036920 A RU93036920 A RU 93036920A RU 93036920 A RU93036920 A RU 93036920A RU 2070600 C1 RU2070600 C1 RU 2070600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- copper
- superhard
- vol
- boron nitride
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
Сверхтвердый композиционный материал относится к порошковой металлургии, в частности, к получению сверхтвердых материалов при высоких давлениях и температурах. Сверхтвердый композиционный материал имеет более высокие режущие свойства при обработке сплавов на основе никеля. Материал содержит 18 - 40 об.% кубического нитрида бора, 45 - 80 об.% тугоплавких соединений титана: TiN и/или TiB2 и/или TiBN, 2 - 15 об.% интерметаллидов меди и титана и/или медь. Материал может быть использован в машиностроении при производстве режущего инструмента. 1 табл.
Description
Предполагаемое изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению сверхтвердых материалов в аппаратах высокого давления и температуры, и может найти применение в машиностроении при производстве лезвийного режущего инструмента.
Известен компактный абразивно-режущий материал "Бормет" по авторскому свидетельству N 633724, кл. C 01 B 21/06 от 1978 г. Этот материал состоит из кубического нитрида бора и меднотитановых или медноциркониевых интерметаллических соединений из группы: Ti2Cu, TiCu, Ti2Cu3, TiCu3, Zr2Cu, ZrCu, Zr2Cu3, ZrCu3 при следующем соотношении компонентов, об. кубический нитрид бора 65 90, интерметаллические соединения 10 35. Резцы, изготовленные из этого материала, обрабатывают закаленную сталь HRC 62, давая чистоту обработки по 5 6 классу. Однако этот материал имеет недостаточно высокие режущие свойства, а именно стойкость, из-за отсутствия прочных химических связей на границе раздела сверхтвердого порошка со связующим.
Прототипом предлагаемого изобретения является сверхтвердый композиционный материал по авторскому свидетельству N 1542071, кл. С 22 С 29/16, B 24 D 3/06 от 1988 г. Этот материал содержит кубический нитрид бора, нитрид титана, диборид титана, интерметаллид меди и титана и медь при следующем соотношении компонентов, об. нитрид титана 18 36, диборид титана 10 18, медь 1,5 4,5, интерметаллид меди и титана 0,5 1,5, кубический нитрид бора - остальное. Резцы, полученные из сверхтвердого композиционного материала, показали высокую стойкость при точении термически обработанных сталей с твердостью большей 50 HRC. При обработке деталей из стали марки ХВГ твердостью HRC 60 при следующих режимах резания: скорость точения V 80 100 м/мин, продольная подача S 0,1 мм/об, глубина точения t 0,5 мм, стойкость режущей кромки составляет ≈30 мин. Однако, при обработке сплавов на основе никеля этот материал имеет низкие режущие свойства (возникновение проточек, сколы режущего клина).
Целью предполагаемого изобретения является повышение режущих свойств сверхтвердых материалов при обработке сплавов на основе никеля.
Поставленная цель достигается тем, что материал содержит в качестве тугоплавких соединений титана: TiN и/или TiB2 и/или TiBN, в качестве интерметаллидов меди и титана: CuTi3 и/или CuTi2 и/или CuTi и/или Cu3Ti2 и/или Cu2Ti и/или Cu3Ti при следующем соотношении компонентов, об.
Кубический нитрид бора 40 18
Тугоплавкие соединения титана 45 80
Интерметаллиды меди и титана и/или медь 15 2
Материал по предполагаемому изобретению содержит большое количество (45
80 об.) тугоплавких соединений титана TiN и/или TiB2 и/или TiBN. Каждое зерно кубического нитрида бора связано прочной химической связью со связующим и покрыто оболочкой из тугоплавких соединений титана. Интерметаллиды меди и титана CuTi3, CuTi2, CuTi, Cu3Ti2, Cu2Ti, Cu3Ti и чистая медь расположены в межзеренных пустотах и структурных каналах. Такой фазовый состав и структура материала обеспечивают как прочный спай кубического нитрида бора со связкой, так и высокую вязкость композиционного материала. Это предотвращает возникновение проточек, приводящих к сколам режущего клина. Как показали исследования режущих свойств сверхтвердого композиционного материала при обработке сплавов на основе никеля, на стойкость режущих пластин заметно влияет как общее содержание тугоплавких компонентов титана в связующем, так и компонент содержащих медь. Экспериментально установлено, что повышение содержания кубического нитрида бора выше 40 об. приводит к сколам режущего клина. Поэтому при увеличении содержания кубического нитрида бора до 40 об. следует в составе связующего иметь большее количество компонент связующего, содержащих медь (до 15 об.). При уменьшении содержания кубического нитрида бора до 18 об. содержание тугоплавких соединений титана можно увеличить до 80 об. а содержание компонентов связующего с медью можно уменьшить до 2 об. Использование большого количества и тугоплавких и медных компонент связующего позволяет повышать скорости резания. Уменьшение содержания кубического нитрида бора менее 18 об. снижает режущие свойства композитов, по-видимому, за счет значительного уменьшения в единице объема кубического нитрида бора, который является режущим элементом.
Тугоплавкие соединения титана 45 80
Интерметаллиды меди и титана и/или медь 15 2
Материал по предполагаемому изобретению содержит большое количество (45
80 об.) тугоплавких соединений титана TiN и/или TiB2 и/или TiBN. Каждое зерно кубического нитрида бора связано прочной химической связью со связующим и покрыто оболочкой из тугоплавких соединений титана. Интерметаллиды меди и титана CuTi3, CuTi2, CuTi, Cu3Ti2, Cu2Ti, Cu3Ti и чистая медь расположены в межзеренных пустотах и структурных каналах. Такой фазовый состав и структура материала обеспечивают как прочный спай кубического нитрида бора со связкой, так и высокую вязкость композиционного материала. Это предотвращает возникновение проточек, приводящих к сколам режущего клина. Как показали исследования режущих свойств сверхтвердого композиционного материала при обработке сплавов на основе никеля, на стойкость режущих пластин заметно влияет как общее содержание тугоплавких компонентов титана в связующем, так и компонент содержащих медь. Экспериментально установлено, что повышение содержания кубического нитрида бора выше 40 об. приводит к сколам режущего клина. Поэтому при увеличении содержания кубического нитрида бора до 40 об. следует в составе связующего иметь большее количество компонент связующего, содержащих медь (до 15 об.). При уменьшении содержания кубического нитрида бора до 18 об. содержание тугоплавких соединений титана можно увеличить до 80 об. а содержание компонентов связующего с медью можно уменьшить до 2 об. Использование большого количества и тугоплавких и медных компонент связующего позволяет повышать скорости резания. Уменьшение содержания кубического нитрида бора менее 18 об. снижает режущие свойства композитов, по-видимому, за счет значительного уменьшения в единице объема кубического нитрида бора, который является режущим элементом.
Предложенный материал позволил увеличить стойкость режущих пластин из композитов при обработке сплавов на основе никеля. Свой вклад в увеличение стойкости внесли и фазовый состав, и подбор количественных соотношений компонентов, и структура материала.
Пример 1.
В аппарат высокого давления и температуры помещают графитовый нагреватель, имеющий форму стаканчика. На дно графитового нагревателя помещают связующее материал пропитки, спрессованный в виде таблетки. На металлическое связующее помещают порошок кубического нитрида бора, а сверху слой изоляции. Заполненный графитовый нагреватель подвергают действию давления ≈30 кбар и температуры 1000-1300oС. После изотермической выдержки в течение 10 40 с, понижения давления до атмосферного, а температуры до комнатной, получают композит. Изменяя количество кубического нитрида бора и связующего получают составы сверхтвердого композиционного материала, представленные в таблице. В таблице приведены составы сверхтвердого композиционного материала и режущие свойства композитов при обработке сплавов на основе никеля.
Пример 2.
В аппарат высокого давления и температуры помещают графитовый нагреватель. В нагреватель помещают смесь порошков связующего и кубического нитрида бора и подвергают воздействию высокого давления 20 40 кбар и температуры 1000-1300oC. После изотермической выдержки и понижения давления и температуры получают композит.
Режущие свойства сверхтвердого композиционного материала определяли при обработке сплава на основе никеля на токарно-винторезном станке 16К20 при следующем режиме резания: скорость точения V ≃ 30 м/мин, продольная подача S 0,2 мм/об, глубина точения t 1 мм. Резцы, полученные из сверхтвердого композиционного материала, показали высокую стойкость при обработке сплавов на основе никеля. Они превосходят по стойкости в несколько раз резцы из сверхтвердого материала прототипа. По сравнению с базовым объектом, за который приняты резцы из твердого сплава ВК60М, резцы, изготовленные из сверхтвердого композиционного материала предполагаемого изобретения, обладают более высокой стойкостью при механической обработке сплавов на основе никеля. Кроме того, резцы из нового материала позволяют производить обработку сплавов на основе никеля при скоростях, на ≈20% превышающих скорости при обработке резцами из твердого сплава.
Claims (1)
- Сверхтвердый композиционный материал, содержащий кубический нитрид бора, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тугоплавкие соединения титана, интерметаллиды меди и титана и/или медь, причем в качестве интерметаллидов меди и титана он содержит CuTi3, и/или CuTi2, и/или CuTi, и/или Cu3Ti2, и/или Cu2Ti, и/или Cu3Ti, в качестве тугоплавких соединений титана TiN, и/или TiB2, и/или TiBN при следующем соотношении компонентов, об.Кубический нитрид бора 40 18
Тугоплавкие соединения титана 45 80
Интерметаллиды меди и титана и/или медь 2 15
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036920A RU2070600C1 (ru) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Сверхтвердый композиционный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036920A RU2070600C1 (ru) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Сверхтвердый композиционный материал |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2070600C1 true RU2070600C1 (ru) | 1996-12-20 |
RU93036920A RU93036920A (ru) | 1996-12-27 |
Family
ID=20145259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93036920A RU2070600C1 (ru) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Сверхтвердый композиционный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2070600C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109607559A (zh) * | 2018-02-08 | 2019-04-12 | 河南理工大学 | 一种采用金属粉助熔剂合成三元层状化合物的方法 |
RU2763269C1 (ru) * | 2020-03-26 | 2021-12-28 | Ниварокс-Фар С.А. | Немагнитный часовой компонент с повышенной износостойкостью |
-
1993
- 1993-07-19 RU RU93036920A patent/RU2070600C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 633724, кл. B 24 D 3/06, 1978. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109607559A (zh) * | 2018-02-08 | 2019-04-12 | 河南理工大学 | 一种采用金属粉助熔剂合成三元层状化合物的方法 |
CN109607559B (zh) * | 2018-02-08 | 2020-01-21 | 河南理工大学 | 一种采用金属粉助熔剂合成三元层状化合物的方法 |
RU2763269C1 (ru) * | 2020-03-26 | 2021-12-28 | Ниварокс-Фар С.А. | Немагнитный часовой компонент с повышенной износостойкостью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4647546A (en) | Polycrystalline cubic boron nitride compact | |
CA1090062A (en) | Sintered compact for a machining tool and a method of producing the compact | |
JPH0621314B2 (ja) | 高硬度工具用焼結体およびその製造方法 | |
EP0386338B1 (en) | Hard sintered body for tools | |
JPS62253746A (ja) | cBN焼結体およびその製造方法 | |
RU2070600C1 (ru) | Сверхтвердый композиционный материал | |
JPS644988B2 (ru) | ||
JPS6020457B2 (ja) | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 | |
RU2083714C1 (ru) | Сверхтвердый композиционный материал | |
RU2070599C1 (ru) | Шихта для изготовления сверхтвердого композиционного материала | |
JPH0483807A (ja) | 複合硬質合金材 | |
JPS6225630B2 (ru) | ||
JPH10193206A (ja) | 切刃片がすぐれたろう付け接合強度を有する切削工具 | |
RU1542071C (ru) | Сверхтвердый композиционный материал | |
JPS644989B2 (ru) | ||
JPS6033893B2 (ja) | 切削および耐摩耗工具用高靭性窒化硼素基超高圧焼結材料 | |
JPS607022B2 (ja) | 切削工具用立方晶窒化硼素基超高圧焼結材料 | |
RU2098389C1 (ru) | Шихта для изготовления сверхтвердого композиционного материала | |
JPS6154857B2 (ru) | ||
RU2108404C1 (ru) | Сверхтвердый композиционный материал | |
JPS61179848A (ja) | 切削用高硬度焼結体 | |
RU2284247C2 (ru) | Способ изготовления заготовки ударопрочной пластины режущей на основе кубического нитрида бора и ударопрочная пластина режущая, изготовленная этим способом | |
JP3358477B2 (ja) | 切刃片がすぐれたろう付け接合強度を有する切削工具 | |
JPS6141873B2 (ru) | ||
RU2114803C1 (ru) | Способ получения изделий из сверхтвердого композиционного материала |