Способ получения сверхтвердых компактов

Формула

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПАКТОВ при высоких давлениях и температурах по авт. св. N 716203, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств компактов, в смесь металлизированного порошка и тугоплавких окислов вводят карбиды или нитриды компонента связующего, имеющего большее сродство к кислороду.

Описание

Изобретение относится к области получения сверхтвердых материалов при высоких давлениях и температурах, используемых в машиностроении в качестве конструкционного материала и абразивно-режущего инструмента.
В основном авт.св. N 716203 описан способ получения сверхтвердых компактов, в котором сверхтвердый порошок, металлизированный одним из компонентов сплава, имеющим наименьшее средство к кислороду, смешивают с тугоплавкими окислами одного из компонентов сплава, имеющим большее сродство к кислороду, и затем пропитывают металлическим связующим в виде двойных и тройных металлических сплавов при высоких давлениях и температурах.
По этому способу упрочнение материала связующего достигается за счет введения тугоплавких окислов компонента связующего, обладающих высокой твердостью. Однако, для некоторых металлов твердость их окислов меньше по сравнению с твердостью карбидов или нитридов этих же металлов.
Целью изобретения является повышение прочностных свойств компактов.
Это достигается тем, что в смесь металлизированного порошка и тугоплавких окислов вводят карбиды или нитриды компонента связующего, имеющего большее сродство к кислороду. Введение карбидов или нитридов (одного из компонентов материала связующего, имеющего большее сродство к кислороду) с твердостью большей твердости окислов позволяет упрочнить материал связующего, что приводит к упрочнению компакта в целом. Тугоплавкие окислы полностью не заменяют карбидами или нитридами, а оставляют часть, так как они являются стоками для кислорода.
П р и м е р 1. Алмазный порошок АСМ 5/3 k покрывают никелем в количестве 3 мас.% в растворе следующего состава, г/л:
Никель сернокислый NiSO4 7H2O 25 Аммоний хлористый NH4Cl 35
Натрий лимоннокис- лый Na3C6H5O7 nH2O 50
Гипофосфит натрия NaH2PO2 H2O 30 Аммиак NH4ОH 25-процентный до рН 8-9 Температура раст- вора, оС 80-88
Количество нанесенного покрытия контролируется весовым способом.
Металлизированный алмазный порошок смешивают с 0,5 об.% порошка TiO2 и 1,5 об. % порошка TiN. Твердость по минералогической шкале TiO2составляет 5-5,5, TiN составляет 9. Дисперсность порошка TiO2 и TiN от 0,01 до 0,1 мкм. Графитовый нагреватель, имеющий форму стаканчика, изолируют от содержимого слой и гексагональным нитридом бора. Затем на дно нагревателя помещают металлическое связующее - сплав титана и никеля в соотношении 28 мас.% Ti - 72 мас. % Ni. Сверху засыпают 3 г приготовленной смеси металлизированного никелем алмазного порошка и порошка TiO2 и TiN. Заполненный графитовый нагреватель помещают в камеру высокого давления и температуры и подвергают действию давления 30 кбар и температуре 1050оС в течение 1,5 мин. После снятия давления и температуры получаем компакт.
П р и м е р 2. Алмазный порошок АСМ 10/7 k предварительно покрытый в количестве 2,5 мас. % смешивают с ZrO2 и ZrC. Суммарное содержание ZrO2 и ZrC составляет 0,5 об.% от содержания связки. Твердость по минералогической шкале Z O2 составляет 6,5-7, a ZrC составляет 8-9. Металлическое связующее представляет сплав Zr с Сu в соотношении 50 мас.% Zr - 50 мас.% Cu. Загрузка нагревателя как в примере 1. Давление 30 кбар, температура 1100оС, выдержка 1 мин. После снятия давления и температуры получаем компакт.
П р и м е р 3. порошок кубического нитрида бора ЛПМ 4 k, предварительно покрытый никелем, в количестве 2,0 мас.% смешивают с порошком Nb2O3 и NbN дисперсностью 0,01-0,1 мкм, причем Nb2O3 берут в количестве 0,5 об.%, а NbN в количестве 1,0 об.% от содержания связки. Твердость по минералогической шкале Nb2O3 составляет 6,5; а NbN - 8. Металлическое связующее представляет сплав Ni-Fe-W-Nb в соотношении 38 мас.% - Ni - 45 мас.% Fe 9 мас.% W - 8 мас.% Nb. Загрузка нагревателя, как в примере 1. Давление 30 кбар, температура 1050оС, выдержка 1 мин. После снятия давления и температуры получаем компакт.
Компакты полученные данным способом имеют сж = 560 кг/мм2, твердость 95-97 HRA и применяются в качестве конструкционного материала.

Заявка

2724261/26, 14.02.1979

Институт физики высоких давлений АН СССР

Семерчан А. А, Бальшин М. Ю, Нуждин А. А, Садков Ю. А, Нуждина С. Г, Барановский Г. К

МПК / Метки

МПК: B24D 3/06

Метки: компактов, сверхтвердых

Опубликовано: 30.07.1994

Код ссылки

<a href="https://patents.su/0-832881-sposob-polucheniya-sverkhtverdykh-kompaktov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения сверхтвердых компактов</a>

Похожие патенты