Способ получения компактного материала из нитрида бора Советский патент 1975 года по МПК C01B21/06 

Для получения поликристаллического материала в основном со структурой Бюрцита спекание ведут ниже линии равновесия вюрцитоподобный - кубический нитрид бора.

Исходный материал, полученный обработкой графитоподобного нитрида бора, содержит компоненты высокий дисперсности и дефектности: вюрцитоподобный нитрид бора с удельной поверхностью не менее 20 и пИКнометрической плотностью 3,10-3,3 г/см и графитоподобный нитрид бора с удельной поверхностью 10-20 и пикнометрической плотностью 1,92-2,35 г/см.

После спекания нолучают поликристаллический компактный материал в основном со структурой вюрцита с ио)истостью 2-5%, плотностью 3,25-3,3 г/см и микротвердостью 2000-7000 кг/мм. При использовании такого материала в качестве резцов для обработки 3aKavaeHHbix сталей и чугунов получают детали, удовлетворяющие 1-2 классу точности и чистоте обработанной поверхности 8-9 класса. При этом скорости резания варьируют от 60 до 200 об/мин для сталей и от 50 до 300-400 м/мин для чугунов. Подачу меняют от 0,02 до 0,11 мм/об, а глубину резания от 0,1 до 1,5 мм.

Пример 1. Исходную смесь, содержащую 10 вес. % графитоподобного и 90 вес. % вюрцитоподобного нитридов бора, полученную после обработки исходного графитоподобного нитрида бора взрывом с давлением во фронте ударной волны около 120 кбар, помещают внутрь графитового нагревателя, прессуют под давлением 80 кбар и при температуре 1600-1800 С в течение 1-2 мин, в результате чего получают прочные компактные спеки черного цвета с пористостью 2-3%, имеющие одновременно структуру как вюрцита, так и кубического нитрида бора, с микротвердостью 5000-6000 кг/мм.

Резцы, изготовленные из полученного компактного нитрида бора, при точении закаленных сталей (ИКС 60-65) имеют стойкость 60-80 мин до износа по задней грани 0,4 мм при скорости резания 80-100 м/мин, продольной подаче 0,07 мм/об, и глубине резания 0,2 мм. Чистота обработанной поверхности 8-9 отвечает классу. Резцы из твердых сплавов практически не работают на таком режиме (стойкость 0,5-1мин).

Пример 2. Исходную смесь, состоящую из 95% вюрцитоподобного и 5% графитоподобного нитридов бора, полученную после обработки исходного графитоподобного нитрида бора ударной волной с давлением во фронте ударной волны 120 кбар, помещают внутрь графитового нагревателя, изолированного от нее с помощью никелевого экрана, сжимают до давления 80 кбар и нагревают до 1500°С в течение 2-3 мин, в результате чего получают прочные компактные спеки со структурой вюрцита, имеющие пористость 2- 3% и. микротвердость 4000-5000 кг/мм.

Резцы, изготовленные из полученного, компактного нитрида бора при точении закаленной стали (HRC 56-58) при скорости резания 100 м/мин с продольной подачей

0,11 мм/об и при глубине резания 0,3мм имеют стойкость около 80 мин до износа по задней грани 0,4 мм при чистоте обработанной поверхности, соответствующей 8-9 классу. Стойкость резцов из твердых сплавов составляла 5-7 мин.

Пример 3. Материал, изготовленный по технологии, описаиной в примерах 1, 2, используют для изготовления резцов, способных обрабатывать закаленные (HRC 55-65) стальные поверхности в условиях ударных нагрузок.

Стойкость этих резцов при точении цилиндрической заготовки из стали (ИКС 62) с

тремя рядами отверстий (по четыре на окружность) диаметром 10 мм, расположенными радиально при скорости резания (V) 225 м/мин; с продольной подачей (S) 0,07 мм/об и при глубине резания (t) 0,15 мм

составляет 15 мин. Стойкость резцов при режиме работы У :100м/.мин, 5 0,07 мм/об, 1 02 мм составляет 25 мин.

Резцы из твердых сплавов, как правило, на первых же отверстиях скалываются.

Пример 4. Контейнер, снаряженный исходным, обработанным взрывной волной нитридом бора (5 вес. % графитоподобного и 95 вес. % вюрцитоподобного нитридов бора)

в смеси с естественными или искусственными алмазами (карбидами или нитридами) в соотнощении 1:1 (2:1,3:1) по объему соответственно нодвергают воздействию давления в интервале от 50 до 80 кбар и иагревают до температуры 1800°С в течение 0,5- 3 мин, в результате чего получают прочные компактные спеки, микротвердость которых составляет 2000-7000 кг/мм.

Предмет и з о б р е т е и и я

1. Способ получения компактиого материала из нитрида бора нутем спекания при высоком давлении и температуре материала, предварительно полученного обработкой гексагонального ннтрида бора ударной волной и содержащего вюрцитоподобный нитрид бора, отличающийся тем, что, с целью получения термостойкого и твердого материала в основном со структурой Бюрцита, способного выдерживать высокие удариые иагрузки, перед спеканием материал изолируют от

непосредственного контакта с материалом среды, передающей давление, с помощью металлического экрана, расположенного в контакте с графитовым нагревателем, и температуру устанавливают по началу плавлении

экрана.

56

2. Способ по п. 1, отличающийся тем,3. Способ по п. 1, отличающийся тем,

что в качестве экрана выбирают металл изчто для спекания используют материал, согруппы: никель, титап, молибден, тантал,держащий более 50 вес. % вюрцитоподобиоБольфрам.го нитрида бора.

4833345