Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние состава и параметров спекания на физико-механические свойства алмазо-содержащих элементов для свёрл по керамограниту

ФИО: Хасиков Д. В.

Направление: Современные материалы и технологии их создания (У.М.Н.И.К.)

Научный руководитель: к.т.н., доц. Полушин Н.И.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Функциональных наносистем и высокотемпературных материалов

Академическая группа: ФХ-10-2

В данной работе были исследованы физико-механические свойства связок для алмазных свёрл по керамограниту. Для данных исследований были выбраны два состава связок на основе кобальта и твердого сплава ВК-10. Связка на основе ВК-10 была пропитана медью во время спекания под давлением. По результатам испытаниям на твердость было установлено, что твердость образцов полученных на основе ВК-10 оказалась выше твердости образцов на основе кобальта на 15 единиц. Средняя твердость образцов на основе кобальта равна 60 единиц по шкале HRB и на основе ВК-10 – 75 единиц. Полученные данные позволили принять решение упрочнить связку на основе порошка кобальта ультрадисперсным порошком.

Дальнейшей задачей была установка параметров спекания для новых составов. В качестве основы для связки был выбран измельченный порошок кобальта и ультрадисперсный оксид циркония. Измельчение и смешивание образцов проводилось на планетарной мельнице, так как данный способ позволяет наиболее равномерно перемешать крупный и ультрадисперсный порошки. Была получена удельная поверхность данного порошка, равная 9,097 м2/г.

Наночастицы d, нм Sуд, м2/г ρнас, г/см3 Примеси, % масс. Фазовый состав Метод получения
ZrO2 10–40 10–14 0,5 0,1–0,05 Тетрагональная и моноклинная фазы Плазмохимический (ФГУП СКХ)

Использовано 5 составов порошков для проведения спекания под давлением, такие как чистый кобальт, кобальт, измельченный в планетарной мельнице в течение 6 минут, порошок кобальта с 1, 3 и 5 объемными долями нанодобавок.

Спекание проводилось под давлением 35 бар и при трех температурах: 900, 1000 и 1100°C. Во время спекания оценена усадка (по высоте пресс-формы). Наиболее интенсивная усадка протекает в образцах из порошка чистого кобальта, что обуславливает наибольшую плотность данных образцов.

Полученные результаты измерения твердости безалмазных образцов показали, что образцы, спеченные, при температуре 900°С имеют наибольшую твердость, при дальнейшем увеличении температуры спекания твердость падает, что связано с процессами собирательной рекристаллизации основы металлической связки.

Показано, что с ростом температуры спекания добавление нанодисперсных добавок оксида циркония не происходит падение значений твердости образцов, что связано с замедлением процессов собирательной рекристаллизации металлической основы.

Разработка нового поколения наномодифицированных связок для сверл по керамограниту позволит повысить ресурс сверл без существенного увеличения их износотойкости.