Металлическая связка

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 231179 (21) 2840651/25-08с присоединением заявки йо -(51) М. Кл. В 24 0 3/06 Государстлеиинй комитет СССР ио дедам изобретеиий и открытий(5 Э) УДК 621.922, .079(0888) Дата опубликования описания 300581 М. С. Друй, В, А. Блинков, В. И, Фарафонтов, С. С. Орданьян,Б. П. Грохольский, С. В. Парсегов, Э. В и Э Я Довгаль(54) ВЯЗ ЧЕ 15-32 О, 1-2 мет ал Изобретение относится к производГству инструмента, в частности касается металлической связки для режущего инструмента из кубического нитрида бора для точения инструментальных ста-. лей и .сплавов.Известна металлическая связка для изготовления алмазного инструмента и инструмента из кубического нитрида бора, включающая переходный металл У группы Периодической системы (хром и молибден), металл подгруппы железа (никель и бор) (1Использование этой связки для создания режущего инструмента .на ос нове кубического нитрида бора нецелесообразно, так как резцы на этой связке не обладают достаточной техно". логичностью (низкий выход годных резцов из-за образования трещин и сколов 20 при их изготовлении) и- стойкостью.Цель изобретения - повышение технологичности изготовления режущего инструмента из микропорошков кубического нитрида бора и стойкости путем повышения адгезнонной активности и угаропрочности связки.Поставленная цель достигается тем, что в связку, содержащую переходныйл У-У гругпы (титан, цирконий, 30 молибден), в частности хром, металл подгруппы железа, бор (имеющий эвтектическое или близкое к нему соотношение переходного металла и металла подгруппы железа), дополнительно зведены бориды и/илн нитриды переходных металлов У - Ч групп при следующем соотношении компонентов, масс.Ъ:Титан (цирконий,хром, молибден) 10-75Металл подгруппыжелезаБор (углерод)Бориды и/или нитриды переходных металлов Ч - Ч групп 2-70Эвтектическое или близкое соотношение в связке переходного металла и металла подгруппы железа обеспечивает относительную легкоплавкость связки (в пределах 950-2400 С) и тем самым дает возможность изготавливать инструмент при низких параметрах. В процессе спекания происходит взаимодействие переходного металла с кубическим нитридом бора, в результате чего на поверхности зерна кубического нитрида бора образуются новые вещества - бориды и нитриды указанных металлов. Как показывают экспе-рименты, на образование новых соединений затрачивается (в зависимостиот условий спекания) до 30-50 титана или других укаэанных металлов,первоначально присутствующих в связке.Поэтому состав металлической частисвязки становьтся близким к составутвердых и жаропрочных интерметаллидовв системах титан (цирконий, молибденхром) - металл подгруппы железа, чтообеспечивает высокую жаропрочностьполучаемого кермета. Пределы содержания титана (циркония, молибдена, хрома) и зависящие от них пределы содержания металла подгруппы железа определяются звтектическими сОставамисплавов со стороны титана или циркония в бинарных системах титан (цирконий) - металл подгруппы железа илиэвтектическими составами сплавов всистемах молибден (хром) - металлподгруппы железа, а также количеством других компонентов, связки. Поэтому содержание титана (хрома, молибдена, циркония) лежит в пределах 1075, а железа (никеля, кобальта)15-"2. 25Ввецение таких элементов как борили углерод полезно для некоторогоснижения точки плавления металловподгруппы железа, а также повышениятвердости связки; при содержанииих менее 0,1 зти элементы не влияютна свойства связки, более 2 - связка чрезмерно охрупчивается,Введение боридов и/или нитридовтитана, циркония, молибдена, хромастабилизирует свойства связки и темсаьым устраняет образование трещин визделиях (особенно целесообразнопри больших размерах иэделия); ПосвОей природе они идентичны веществам,образующимся на поверхности зерен КНБ 40при спекании и поэтому обладают полной химической и структурной совместимостью с КНБ. Наличие в связке этихвеществ повышает температуру спеканияпоэтому их введение более 70 нежела тельно. Нри содержании их менее 2практически не происходит стабилизации свойств связки. П р и м е р . . Шихта содержит70 об зерна КЯБ крупностью 3-7 мкми 30 об. связки, имеющей состав,масс.: титан 66,2; железо 31,5,углерод 0,3, диборид титана 2,Шихту спекают в камере высокогодавления при температуре порядка 551300 С и давлении 40 кбар в течение6 сек.Получают изделие высотой 5,6 идиаметром б ьж.60П р и м е р 2. Шихта содержит75 об.Ъ зерна КНБ крупностью 3-10 мкми 25 обсвязки, состав, масс.: титан 34,9, никель 15, бор 0,1, нитрид титана 50. Шихту спекают в камере высокогодавления при температуре около 1250 Со,и давлении и 30 кбар, в течение 8 сек.Получают иэделие высотой б и диаметром 8 мм.П р и м е р 3. Шихта содержит65 об. зерна КНБ крупностью 3-10 мкми 35 об. связки, состав, масс.; молибден 11, железо 28,9, бор 0,1, диборид титана 70.Спекание Э.едут в камере высокогодавления при температуре около 1450 Си давлении 40 кбар. в течение 12 сек,Получают иэделие высотой б и диаметром 8 мм.П р и м е р .4. Шихта содержит60 об. зерна КНБ крупностью 40 мкми 40 об. связки, состав масс.;цирконий 75, углерод 0,2, железо 15,диборид циркония 9,8,Спекание ведут в камере высокогодавления при 1000 С и давлении10 кбар. в течение 30 сек.Получают изделие высотой 10 и диаметром 16 мм.П р и м е р 5. Шихта содержит70 об. зерна КНБ крупностью 40 мкми 30 об. связки, состав масс,%; хром20,6, кобальт 17,4, бор 2,0, диборидхрома 60.оСпекание веду- при 1500 С и давлении 45 кбар в камере высокого давленияпри выдержке 15 сек,Получают иэделие высотой 5 и диаметром б мм,П р и м е р 6, Шихта содержит70 об, зерна КНБ крупностью 3-10 мкми 30 обсвязки, состав масс.: титан 14,9, цирконий 10, железо 10,никель 5, углерод 0,1, диборид циркония 30, нитрид титана 30.Спекание ведут в камере высокогодавления при 1200 С и давления 35 кбарв течение 12 сек.Получают изделие диаметром 10 ивысотой 8 мм.ФП р и м е р 7. Изготовление образцов на известной связке), Шихта содержит 70 об. зерна КНБ крупностью,7-3 мкм и 30 об. связки, составмасс.: титан 9,5, медь 5, олово 2никель 14,5, карбид хрома 70.Спекание ведут в камере высокогоодавления при 1300 С и давлении 40 кбар.Получают иэделие высотой б и диаметром 8 мм,Образцы, спеченного материала по примерам 1, 3 и 7 испытывают на операциях точения закаленной стали твердостью 55 ВС по режимам, установленным в ТУ на композиционные материалы на основе КНБ. Одновременно испытывают образцы композита 05, спекаемые без использования металлического связующего, Результаты испытаний представлены в таблице.833432 нитрида бора, содержащая переходныйметалл Ч-Ч групп Периодическойсистемы, металл подгруппы желеэа,бор, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения стойкостиинструмента иулучшения технологич ности его изготовления, в связку дополнительно введены бориды и/или нитриды переходных металлов Ч - Ч групппри следукцем соотношении компонентов; масс.%:О Переходный металлЧ-Ч групп (титан,цирконий, молибден,хром) 10-75Металл подгруппыжелеза 15 По примеру 1 0,12 3 0,090,5 0,1 омпоэит 32 -2 Таким обранологичн остисвязке превосные на известкомпозиционныКНБ (компоэитформу о стойкости и техна предлагаемойрезцы, изготовленяэке и стандартныериалы на основе ом,резцыодятой смат Вориды и/или нитриды переходных металлов Ч-Ч групп 7 05). ла и информацииание при эк В 3496682 ик. 1970. обретенияязка, преимущестта из кубического Источники принятые во вним 1. Патент США кл, 51-309, опублиэ Металлическая сенно для инструме оставитель В. Каражасехред Н. Граб Корректор В. Синицкая Едактор Н. Ковальч 915арственно изобретен Ж, Ра аз 3868/1 Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5 Р ВНИИПИ ГосУ по делам 13035, Москв