Способ получения блоков высокопрочного материала

(22) Заявлено 17,07.73 (21) 1948949/23-2 51) М. Кл.- "С 01 В 21/06 с присоединением заявкиосударственныи комите овета Министров СССР(45) Дата опубликования описания 03.03.78 153) 1 ДК 546.23.11.0) Заявитель нститут физики твердого тела и полупроводников АН Белорусской ССР 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЛОКОВ ВЪСОКОПРОЧНОГО МАТЕРИАЛА борасока.Целью изобретения является разработка такого способа получения блоков сверхтвердо го материала на основе нцтрцда бора, которыц позволял бы получецце высококачественного продукта бсз использования дефицитных ц дорогостоящих тугоплавкцх металлов, а именно в виде нх борцдов.10 Это достигается за счет введения в гексагональный цли вюрццтоподобцый нцтрид бора, служащий исходным сырьем для получения кубического нцтрнда бора, борцдов алюминия, а также боридов других элементов третьей 1 з группы, в количестве до 20/ от общего весашихты. Возможно одновременное введение нескольких борцдов, но так, чтобы цх общий вес не превышал 20% от веса всей шпхты.В качестве Основного компонента шцхты 2 О для получения высокопрочного материала служит гексагональный илц вюрццтоподобный цитрпд бора, содержание которого в шихте находится в предела. от 90 до 99 вес. ,0. Борцды алюминия либо борцды других элементов третьей группы состаьляют от 1 до 20 вес. 0/0 шцхты. В качестве других боридов третьей группы. помимо борцдов алюминия, могут быть использованы бориды скацдия, иттрия, лантана и др, Правда, в отдельных слуИзобретение относится к области получения сверхтвердых материалов на основе нитрида бора из гексагонального или вюрцитоподобного нитрида бора в присутствии добавки и может найти применение в промышленности по производству сверхтвердых материалов и в обрабатывающей промышленности.Известны способы получения сверхтвердых материалов из кубического нитрида бора при высоких температурах и давлениях в присутствии добавок, например, %, %, Сг, Ве, А 1,0 з, Мп,1) .Недостатком данного способа является недостаточно высокая твердость полученных материалов.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сверхтвердых материалов из кубического нитрида бора при высоких температурах и давлениях в присутствии добавок боридов тугоплавких металлов и их смесей 21.Известный способ позволяет получать высококачественные блоки сверхтвердого материала, однако при этом расходуется значительное количество дорогих и дефицитных тугоплавких металлов, таких, как титан, вольфрам, тантал, гафний и другие, бориды которых вводят в исходный гексагональный нитрид износостойкость цх недостаточна выРедактор Л. Чепайкина Техред Л, Гладкова Подписное Изд.246 Тираж 655 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4 у 5Заказ ЗЗ/11 Типография, пр. Сапунова, 2 чаях использование боридов скандия, иттрия и лантана не приводит к удешевлению, однако это компенсируется высокими физико-механическими свойствами блоков сверхтвердого материала.Из приготовленной и тщательно перемешанной шихты прессуют заготовку, которую помещают в камсру высокого давления и подвергают ее воздействию высоких давлений (свыше 50 кбар) и температур (свыше 1500 С). Время воздействия давления и температуры на заготовку колеблется от 10 сек до 3 мин. После синтеза получают высокопрочный материал в виде плотного поликристаллического блока, состоящего из взаимных твердых растворов кубического нитрида бора и борида, упрочняющего связи между отдельными кристаллами, снижающего хрупкость блока и повышающего его прочность, и соответственно его эксплуатационные качества. Поликристаллические блоки из полученного материала могут быть использованы в качестве режущей части лезвнйного инструмента: резцов, буровых инструментов, фрез,П р и м с р 1. Приготавливали шихту, состоящую из 95 вес. о/о гексагонального нитрида бора и 5 вес. 9 борида алюминия, После тщательного перемешивания из шихты прессовали заготовку, которую подвергали воздействию давления в 60 кбар и температуры в 1900 С в течение 2 мин. После синтеза был получен высококачественный поликристаллический блок кубического нитрида бора.П р и м е р 2. Шихта составлена из 15 вес. % борида лантана и 85 вес. 9 гексагонального нитрида бора. Заготовка подвергалась воздействию давления в 60 кбар при температуре 1800 С в течение 1 мин. Был полученвысокотвердый и прочный поликристаллическийблок, имевший высокие режущие свойства.5 Пример 3. Шихта составлена из 20 вес.%борида алюминия и 80 вес. /о гексагонального нитрида бора, Заготовка из шихты былаподвергнута воздействию давления в 70 кбарпри температуре 2100 С в течение 30 сек. По 10 лучен плотный, высококачественный блок.Настоящий способ получения высокопрочного материала позволяет получать высококачественные блоки сверхтвердого материала,имеющие высокую твердость, химически15 инертные к черным металлам, обладающиевысокой термостойкостью и хорошими режущими характеристиками,Формула изобретения20 1. Способ получения блоков высокопрочногоматериала путем обработки шихты на основенитрида бора с добавкой борида при температуре свыше 1500 С и давлении более 60 кбар,отличающийся тем, что, с целью увели 25 чения износостойкости, в качестве добавкииспользуют борид элемента П 1 группы Периодической системы или смесь боридов.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве добавки используют боридыЗО алюминия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3233988, кл. 51 - 307,1966.З 5 2, Авторское свидетельство СССР Юо 324823,кл. С 01 В 21/06, 1970.