Balita 

Superhard materyales komposisyon katangian grade application. Mga superhard na materyales. Mga uri ng matigas at superhard na haluang metal

Ang pinaka-epektibong paggamit ng mga tool na brilyante ay sa pagtatapos at pagtatapos ng mga operasyon kapag pinoproseso ang mga bahagi na gawa sa non-ferrous na mga metal at ang kanilang mga haluang metal, pati na rin ang mga non-metallic at composite na materyales. Ang brilyante, bilang isang materyal na kasangkapan, ay may dalawang makabuluhang disadvantages - medyo mababa ang paglaban sa init at diffusion dissolution sa bakal sa mataas na temperatura, na halos inaalis ang paggamit ng mga tool na brilyante kapag nagpoproseso ng mga bakal at haluang metal na may kakayahang bumuo ng mga karbida. Kasabay nito, salamat sa napakataas na thermal conductivity, ang cutting edge ng blade ay intensively cooled, ginagawa ang mga tool na brilyante na angkop para sa pagtatrabaho sa mataas na bilis ng pagputol.

Ang mga uri ng mga STM na nakabatay sa diyamante na umiiral sa pagsasanay sa mundo ay ipinakita sa Fig. 6.23.

kanin. 6.23 Mga napakahirap na materyales para sa mga tool sa blade na nakabatay sa brilyante

Ang mga monocrystalline diamond blade tool ay ginagamit para sa pagproseso ng radio ceramics, semiconductor materials, at high-precision processing ng non-ferrous alloys. Ang mga monocrystalline na tool na brilyante ay nailalarawan sa pamamagitan ng record wear resistance at isang minimum na radius ng rounding ng cutting edge, na nagsisiguro mataas na kalidad ginagamot na ibabaw. Dapat itong isaalang-alang na ang halaga ng isang single-crystal diamond blade tool ay ilang beses na mas mataas kaysa sa halaga ng isang polycrystalline diamond tool. Ang mga bentahe ng instrumental polycrystalline diamante (PCD, sa ibang bansa PCD), kumpara sa mga single-crystal na diamante, ay nauugnay sa arbitrary na oryentasyon ng mga kristal sa gumaganang layer ng cutting insert, na nagsisiguro ng mataas na pagkakapareho sa tigas at abrasion resistance sa lahat ng direksyon na may mataas na mga halaga ng lakas. Mula sa polycrystalline diamante na nakuha sa batayan ng isang phase transition, ang mga marka ng ASPC, na nakuha mula sa grapayt sa panahon ng synthesis sa pagkakaroon ng mga metal solvents, ay naging laganap para sa mga tool ng talim. Ang mga marka ng ASPC ay ginawa sa anyo ng mga cylinder na may diameter na 2, 3 at 4 mm, at isang haba na hanggang 4 mm.

Sa lahat ng uri ng PCD, ang pinakakaraniwan ay ang mga tool ng brilyante na nakuha sa pamamagitan ng pag-sinter ng mga pulbos ng brilyante (laki 1...30 microns) sa pagkakaroon ng isang cobalt catalyst. Ang isang halimbawa ay ang fine-grained na CMX850 o ang unibersal na brand na CTM302 mula sa ElementSix, inserts iba't ibang hugis VNIIALMAZ, JSC "MPO VAI". Ang mga makabuluhang bentahe sa mga tuntunin ng lakas ng mga plato at ang kaginhawaan ng kanilang pangkabit sa pamamagitan ng paghihinang sa katawan ng tool ay ibinibigay ng dalawang-layer na mga plato na may isang layer ng brilyante sa isang carbide substrate, na tinatawag ding ATP - mga plato ng brilyante-carbide. Halimbawa, ang mga nasabing plate na may iba't ibang laki ay ginawa sa ibang bansa ng Diamond Innovations sa ilalim ng brand name na Compax. Ang Element Six ay gumagawa ng mga pagsingit ng Sindite na may kapal ng layer ng brilyante mula 0.3 hanggang 2.5 mm at iba't ibang laki ng butil ng brilyante. Ang isang domestic na gawa na dalawang-layer na SVBN ay ibinebenta sa tuktok ng isang standard-sized na carbide plate. Kasama sa composite class ang mga materyales na naglalaman ng brilyante batay sa matitigas na haluang metal, gayundin ang mga komposisyon batay sa polycrystalline na diamante at hexagonal boron nitride. Sa mga pinagsama-samang haluang metal na matigas na brilyante na napatunayan ang kanilang sarili sa pagpapatakbo, dapat itong tandaan na "Slavutich" (mula sa mga natural na diamante) at "Tvesal" (mula sa mga sintetikong diamante).

Ang mga brilyante na polycrystal na nakuha sa pamamagitan ng chemical vapor deposition (CVD-diamond) ay kumakatawan sa isang panimula na bagong uri ng diamond-based na STM. Kung ikukumpara sa iba pang mga uri ng polycrystalline diamante, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kadalisayan, tigas at thermal conductivity, ngunit mas mababang lakas. Kinakatawan nila ang mga makapal na pelikula, at sa katunayan - mga plato na may kapal na 0.3...2.0 mm (ang pinakakaraniwang kapal ay 0.5 mm), na, pagkatapos lumaki, ay nababalatan mula sa substrate, pinutol ng isang laser at ibinebenta sa karbid. pagsingit. Kapag nagpoproseso ng napakasakit at matitigas na materyales, mayroon silang tibay na ilang beses na mas mataas kaysa sa ibang mga PCD. Ayon sa ElementSix, na gumagawa ng mga naturang PCD sa ilalim ng pangkalahatang pangalan na CVDite, inirerekomenda ang mga ito para sa tuluy-tuloy na pag-ikot ng mga ceramics, hard alloy, at mga komposisyon ng metal matrix. Hindi ginagamit para sa pagproseso ng bakal. Sa mga nagdaang taon, lumitaw ang mga publikasyon sa industriyal na paglago ng mga single-crystal na diamante gamit ang teknolohiyang CVD. Kaya, dapat nating asahan ang ganitong uri ng solong kristal na mga tool na brilyante na lalabas sa merkado sa malapit na hinaharap.

Gumagawa ang teknolohiya ng CVD hindi lamang ng mga tool sa blade ng brilyante na inilarawan sa itaas, kundi pati na rin ng mga coatings ng brilyante sa carbide at ilang mga materyales sa tool na ceramic. Dahil ang temperatura ng proseso ay 600...1000 0 C, ang mga naturang coatings ay hindi maaaring ilapat sa mga tool na bakal. Ang kapal ng mga coatings sa mga tool, kabilang ang mga complex-profile (drill, milling cutter, SMP), ay 1...40 microns. Mga rehiyon makatwirang paggamit Ang mga coatings ng brilyante ay katulad ng mga tool na CVD-diamond.

Ang mga coatings ng brilyante ay dapat na makilala mula sa mga coatings na tulad ng brilyante. Ang Diamond-LikeCoating (DLC) amorphous coatings ay binubuo ng mga carbon atom na may parehong brilyante at graphite-like bond. Ang mala-brilyante na coatings na inilapat sa pamamagitan ng physical vapor deposition (PVD) at plasma activated chemical vapor deposition (PACVD) ay may kapal na 1...30 microns (karaniwan ay mga 5 microns) at nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na tigas at isang record na mababang koepisyent ng friction . Dahil ang proseso ng paglalapat ng naturang mga coatings ay isinasagawa sa mga temperatura na hindi mas mataas kaysa sa 300 0 C, ginagamit din ang mga ito upang madagdagan ang tibay ng mga high-speed na tool. Ang pinakadakilang epekto mula sa mga coatings na tulad ng diyamante ay nakakamit kapag nagpoproseso ng tanso, aluminyo, titanium alloys, non-metallic na materyales at mataas na abrasive na materyales.

Superhard composites batay sa boron nitride. Ang STM batay sa polycrystalline cubic boron nitride (PCBN sa Russia at PCBN sa ibang bansa), bahagyang mas mababa sa diyamante sa tigas, ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na paglaban sa init, paglaban sa paikot na pagkakalantad sa mataas na temperatura at, higit sa lahat, mas mahina ang pakikipag-ugnayan ng kemikal sa bakal, samakatuwid ang Ang pinakamalaking kahusayan sa paggamit ng mga tool na nakabatay sa BN ay nangyayari kapag gumagawa ng mga cast iron at bakal, kabilang ang mga high-hard.

Sa ibang bansa, ayon sa ISO 513, ang paghahati ng mga marka ng PCBN ay isinasagawa ayon sa nilalaman ng cubic boron nitride sa materyal: na may mataas na (70...95%) na nilalaman ng BN (index "H") at medyo maliit dami ng binder, at may mababang (40...70 %) BN content (index "L"). Para sa mababang nilalaman ng mga marka ng PCBN, ginagamit ang TiCN ceramic bond. Ang mga grade na may mataas na BN content ay inirerekomenda para sa high-speed machining ng lahat ng uri ng cast iron, kabilang ang hardened at bleached, pati na rin ang pag-ikot ng heat-resistant nickel alloys. Ang mababang nilalaman ng BN na mga PCBN ay may higit na lakas at pangunahing ginagamit para sa pagmachining ng mga tumigas na bakal, kabilang ang nagambalang pagmachining. Gumagawa din ang Sumitomo Electric ng mga ceramic-coated na PCBN insert (uri ng BNC), na nagpapataas ng resistensya sa high-speed machining ng mga bakal at nagbibigay ng mataas na kalidad na mga surface finish.

Bilang karagdagan sa homogenous na istraktura, ang PCBN ay ginawa sa anyo ng dalawang-layer na mga plato na may base ng karbida (katulad ng PKA). Ginagawa ang composite PCBN sa pamamagitan ng sintering ng pinaghalong synthetic na diamond powder at cubic o wurtzite boron nitride. Sa mga dayuhang bansa, ang mga materyales na batay sa wurtzite boron nitride ay hindi malawakang ginagamit.

Layunin ng STM batay sa cubic boron nitride:

Composite 01 (Elbor R), Composite 02 (Belbor R) - pinong at pinong pagliko nang walang epekto at paggiling sa mukha ng mga tumigas na bakal at mga cast iron ng anumang katigasan, mga matigas na haluang metal na may nilalamang binder na higit sa 15%.

Composite 03 (Ismit) - pagtatapos at semi-pinong pagproseso ng mga tumigas na bakal at mga cast iron ng anumang katigasan.

Composite 05, composite 05IT, composite KP3 - paunang at huling pagliko nang walang epekto ng mga tumigas na bakal hanggang 55HRC at gray na cast iron na may tigas na 160...600HB, cutting depth hanggang 0.2...2 mm, face milling ng cast iron.

Composite 06 - pinong pag-ikot ng mga tumigas na bakal hanggang 63HRC.

Composite 10 (Hexanit R), composite KP3 - paunang at panghuling pag-ikot na may at walang epekto, face milling ng mga bakal at cast iron ng anumang katigasan, matigas na haluang metal na may nilalamang binder na higit sa 15%, paulit-ulit na pag-ikot, pagproseso ng mga nadeposito na bahagi. Cutting depth 0.05...0.7 mm.

Tomal 10, Composite 10D - magaspang, semi-magaspang at pagtatapos na pag-ikot at paggiling ng cast iron ng anumang katigasan, pag-ikot at pagbubutas ng mga bakal at mga haluang metal na batay sa tanso, pagputol sa casting crust.

Composite 11 (Kiborit) - paunang at huling pag-ikot, kabilang ang impact turn, ng mga tumigas na bakal at cast iron ng anumang tigas, wear-resistant plasma surfacing, face milling ng mga tumigas na bakal at cast iron.

Sa ibang bansa, ang mga blade tool batay sa PCBN ay ginawa ng ElementSix, Diamond Innovations, Sumitomo Electric Industries, Toshiba Tungalloy, Kyocera, NTK Cutting Tools, Ceram Tec, Kennametal, Seco Tools, Mitsubishi Carbide, Sandvik Coromant, ISM (Ukraine), Widia, Ssangyong Materials Corporation, atbp.

Ang pangunahing lugar ng epektibong paggamit ng mga tool sa pagputol ng talim na ginawa mula sa STM ay ang awtomatikong produksyon batay sa mga CNC machine, multi-purpose machine, mga awtomatikong linya, at mga espesyal na high-speed machine. Dahil sa tumaas na sensitivity ng mga tool ng STM sa mga vibrations at shock load, mas mataas na pangangailangan ang inilalagay sa mga makina sa mga tuntunin ng katumpakan, vibration resistance at rigidity. teknolohikal na sistema. Iba't ibang uri ng CBN (cubic boron nitride composites) ang ginagamit upang iproseso ang mga tumigas na bakal at cast iron, na may mataas na tigas at lakas. Ang mga composite ay nagpapakita ng mahusay na pagganap sa panahon ng pagproseso at nagbibigay ng magandang kalidad ng ibabaw dahil sa kanilang komposisyong kemikal At makabagong teknolohiya sintering (Larawan 6.24).

Figure 6.24 – Mga karaniwang larawan ng microstructure ng isang composite na nakabatay sa CBN

Ang paggamit ng mga tool ng STM ay ginagawang posible upang mapataas ang produktibidad sa pagproseso ng ilang beses kumpara sa mga tool ng carbide, habang pinapabuti ang kalidad ng mga machined na ibabaw at inaalis ang pangangailangan para sa kasunod na pagpoproseso ng abrasive. Ang pagpili ng pinakamainam na bilis ng pagputol ay tinutukoy ng halaga ng allowance na inalis, mga kakayahan ng kagamitan, feed, ang pagkakaroon ng mga shock load sa panahon ng proseso ng pagputol at maraming iba pang mga kadahilanan (Larawan 6.25, 6.26).


Figure 6.26 – Mga lugar ng aplikasyon ng ilang grado ng mga composite

Figure 6.26 – Halimbawa ng pagproseso ng mga tumigas na bakal gamit ang mga tool ng STM

7 PRINSIPYO NG PAGBUO NG MGA PROSESO NG TEKNOLOHIKAL SA PAGPPROSESO NG MGA MATERYAL SA PAMAMAGITAN NG PAGPUTOL.

Superhard materials (STM) - kabilang dito ang mga diamante (natural at synthetic) at mga composite na materyales batay sa cubic boron nitride.

brilyante- isa sa mga pagbabago ng carbon. Dahil sa kubiko na istraktura ng kristal na sala-sala, ang brilyante ang pinakamahirap na mineral na kilala sa kalikasan. Ang tigas nito ay 5 beses na mas mataas kaysa sa isang matigas na haluang metal, ngunit ang lakas ay mababa at ang mga natural na brilyante na nag-iisang kristal ay nasira sa maliliit na fragment kapag naabot ang mga kritikal na pagkarga. Samakatuwid, ang mga natural na diamante ay ginagamit lamang sa pagtatapos ng mga operasyon, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang pag-load ng kapangyarihan.

Ang paglaban sa init ng mga diamante ay 700...800 °C (nasusunog ang brilyante sa mas mataas na temperatura). Ang mga natural na diamante ay may mataas na thermal conductivity at ang pinakamababang koepisyent ng friction.

Ang natural na brilyante ay itinalaga ng liham A , gawa ng tao - AC . Ang mga natural na diamante ay mga indibidwal na solong kristal at ang kanilang mga fragment, o intergrown na mga kristal at pinagsama-samang. Ang mga sintetikong diamante ay nakukuha sa anyo ng mga pinong butil na pulbos at ginagamit upang gumawa ng mga abrasive na gulong, paste at micropowder. Ang isang hiwalay na grupo ay binubuo ng polycrystalline diamonds (PDA) ng ASB (Ballas) at ASPK (Carbonado) brand. Ang PCD, dahil sa polycrystalline na istraktura nito, ay lumalaban sa mga impact load na mas mahusay kaysa sa diamond single crystals, at, sa kabila ng mas mababang tigas nito kumpara sa natural na brilyante, ay may mas mataas na tensile at transverse shear strengths. Ang lakas ng epekto ng mga polycrystal ng brilyante ay depende sa laki ng mga butil ng brilyante at bumababa sa kanilang pagtaas.

Ang brilyante ay may kemikal na pagkakaugnay sa mga materyales na naglalaman ng nikel at bakal, samakatuwid, kapag pinuputol ang mga bakal na nakabatay sa bakal, ang matinding pagdirikit ng materyal na pinoproseso ay nangyayari sa mga contact surface ng tool na brilyante. Ang carbon na bumubuo ng brilyante ay aktibong tumutugon sa mga materyales na ito kapag pinainit. Ito ay humahantong sa matinding pagsusuot ng tool na brilyante at nililimitahan ang saklaw ng paggamit nito, samakatuwid ang mga natural na diamante ay pangunahing ginagamit para sa pinong pag-ikot ng mga non-ferrous na metal at haluang metal na walang carbon at bakal. Ang pinaka-epektibong paggamit ng mga tool sa brilyante ay sa pagtatapos at pagtatapos ng mga operasyon kapag nagpoproseso ng mga bahagi na gawa sa non-ferrous na mga metal at ang kanilang mga haluang metal, pati na rin mula sa iba't ibang polymer composite na materyales. Ang tool ay maaaring gamitin para sa pagpihit ng mga hindi tuluy-tuloy na ibabaw at para sa paggiling, ngunit ang tibay nito ay magiging mas maikli kaysa sa pagmachining nang walang epekto.

Naprosesong materyal V, m/min s, mm/rev t, mm
Mga haluang metal na cast ng aluminyo 600…690 0,01…0,04 0,01…0,20
Mga haluang metal na aluminyo-magnesium 390…500 0,01…0,05 0,01…0,20
Mga haluang metal na lumalaban sa init ng aluminyo 250…400 0,02…0,04 0,05…0,10
Duralumin 500…690 0,02…0,04 0,03…0,15
Latang tanso 250…400 0,04…0,07 0,08…0,20
Lead na tanso 600…690 0,025...0,05 0,02…0,05
tanso 0,02…0,06 0,03…0,06
Mga haluang metal ng titanium 90…200 0,02…0,05 0,03…0,06
Mga plastik 90…200 0,02…0,05 0,05…0,15
Fiberglass 600…690 0,02…0,05 0,03…0,05

Sa maraming mga kaso, ang higit na paglaban sa pagsusuot ng mga pamutol na ginawa mula sa mga sintetikong diamante, na sinusunod sa pagsasanay, kumpara sa mga pamutol na ginawa mula sa mga natural na diamante, ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaiba sa kanilang mga istraktura. Sa natural na brilyante, lumilitaw ang mga bitak sa cutting edge, bubuo at maaaring umabot sa malalaking sukat. Sa PCD (synthetic brilyante), ang mga nagresultang bitak ay huminto sa pamamagitan ng mga hangganan ng mga kristal, na tumutukoy sa kanilang mas mataas, 1.5...2.5 beses, wear resistance.

Ang isa pang promising area ng application para sa PCD ay ang pagproseso ng mga materyales na mahirap gupitin at nagiging sanhi ng mabilis na pagkasira ng tool, tulad ng particle boards, medium-density board na may mataas na adhesive content, pinahiran ng melamine resin, decorative laminate paper, bilang pati na rin ang iba pang mga materyales na may nakasasakit na epekto. Ang mga tool na may PCD ay may tibay kapag nagpoproseso ng mga naturang materyales na 200..300 beses na mas mataas kaysa sa tibay ng mga tool ng carbide.

Ang mga tool ng PCD sa anyo ng mga maaaring palitan na polyhedral insert ay matagumpay na ginamit sa pagproseso ng mga polymer na materyales. pinagsama-samang materyales. Ang kanilang paggamit ay ginagawang posible upang madagdagan ang tibay ng 15...20 beses kumpara sa mga tool na gawa sa matigas na haluang metal.

Cubic boron nitride(KNB, BN ) ay hindi matatagpuan sa kalikasan; ito ay artipisyal na nakuha mula sa "puting grapayt" sa mataas na presyon at temperatura sa pagkakaroon ng mga catalyst. Sa kasong ito, ang hexagonal na sala-sala ng grapayt ay nagiging isang kubiko na sala-sala, katulad ng sala-sala ng brilyante. Ang bawat boron atom ay konektado sa apat na nitrogen atoms. Sa mga tuntunin ng katigasan, ang CBN ay medyo mas mababa kaysa sa brilyante, ngunit may mas mataas na paglaban sa init, na umaabot sa 1300...1500 °C, at ito ay halos hindi gumagalaw sa carbon at iron. Tulad ng brilyante, ang CBN ay tumaas ang brittleness at mababang baluktot na lakas.

Mayroong ilang mga tatak ng CBN, na naka-grupo sa ilalim ng grupong "composites". Ang mga uri ng CBN ay naiiba sa bawat isa sa laki, istraktura at katangian ng mga butil, porsyento ng komposisyon ng binder, pati na rin ang teknolohiya ng sintering.

Ang pinakamalawak na ginagamit na mga composite ay: composite 01 (elbor-R), composite 05, composite 10 (hexanite-R) at composite 10D (two-layer plates na may gumaganang layer ng hexanite R). Sa mga ito, ang pinakamalakas ay composite 10 ( σ at = 1000...1500 MPa), samakatuwid ito ay ginagamit para sa mga shock load. Ang iba pang mga composite ay ginagamit para sa walang epekto na pagtatapos ng mga tumigas na bakal, mga cast iron na may mataas na lakas at ilang mga haluang metal na mahirap gupitin. Sa maraming mga kaso, ang pag-ikot gamit ang mga composite ay mas epektibo kaysa sa proseso ng paggiling, dahil, dahil sa mataas na thermal conductivity nito, ang CBN ay hindi nagiging sanhi ng mga paso kapag nagtatrabaho sa mataas na bilis ng pagputol at sa parehong oras ay nagbibigay ng mababang pagkamagaspang sa ibabaw.

Ang mga composite ay ginagamit sa anyo ng mga maliliit na plato ng parisukat, tatsulok at bilog na mga hugis, na naayos sa katawan ng tool sa pamamagitan ng paghihinang o mekanikal. Kamakailan, ginamit din ang mga hard alloy plate na may isang layer ng composite o polycrystalline na brilyante na idineposito sa mga ito. Ang ganitong mga multilayer plate ay may higit na lakas, paglaban sa pagsusuot at mas maginhawa para sa pangkabit. Pinapayagan ka nila na alisin ang mga allowance ng napakalalim.

Ang pangunahing reserba para sa pagtaas ng produktibo sa pagproseso para sa mga tool batay sa BN ay ang bilis ng pagputol (Talahanayan 11.), na maaaring lumampas sa bilis ng pagputol ng isang carbide tool ng 5 o higit pang beses.

Talahanayan 11. Mga bilis ng pagputol na pinapayagan ng iba't ibang mga materyales sa tool

Ipinapakita ng talahanayan na ang pinakamalaking kahusayan ng paggamit ng mga tool batay sa BN nangyayari kapag nagpoproseso ng mga high-hard cast irons, steels at alloys.

Isa sa mga posibilidad para sa pagtaas ng kahusayan ng isang tool batay sa BN ay ang paggamit ng cutting fluids (coolants), na para sa mga kasangkapang gawa sa BN pinakamabisang gamitin ang mga ito sa pamamagitan ng pag-spray ng mga ito sa bilis ng pagputol hanggang 90...100 m/min.

Ang isa pang epektibong lugar para sa paggamit ng mga tool na nilagyan ng polycrystalline composites ay ang pagproseso ng surfacing, na ginagamit upang palakasin ang mga bahagi ng produksyon ng metalurhiko. Ang mga hinang na materyales na may napakataas na tigas (hanggang sa HRC 60..62) ay ginawa ng electric arc o plasma surfacing na may flux-cored wires o tape.

Ang mga lugar ng aplikasyon para sa bilis ng pagputol at feed ng lahat ng mga grupo ng mga itinuturing na materyales sa tool ay tinatayang ipinapakita sa Fig. 38.

Fig.38. Saklaw ng aplikasyon ng iba't ibang mga materyales sa tool ayon sa bilis ng pagputol V at pagsusumite s .

1 – high-speed steels; 2 - matigas na haluang metal; 3 - matigas na haluang metal na may mga patong; 4 - nitride ceramics; 5 - oxide-carbide (itim) na keramika; 6 - oxide ceramics; 7 - cubic boron nitride.


Ang mga diamante ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na tigas at magandang thermal conductivity (A = 137.9... 146.3 W/(m K)). Ang init na paglaban ng mga diamante ay hindi sapat na mataas; Nagsisimulang mag-graphitize ang mga diamante sa temperaturang 800...900 °C. Cubic boron nitride Ang CBN ay may mas mababang tigas kumpara sa brilyante, at ang thermal conductivity ay humigit-kumulang tatlong beses na mas mababa (λ = 41.86 W/(m K)). Ang CBN ay may mas mataas na paglaban sa init. Ang pagbabago ng istraktura ng cubic boron nitride sa isang graphite-like hexagonal modification ay nagsisimula sa temperatura na 1200...1400°C at tumataas nang husto kapag pinainit hanggang

1600...1800°C.

Mga pinagsama-samang materyales(polycrystals) makuha iba't ibang paraan. Kaya, ang mga polycrystal ng brilyante ng ballas (ASB) at carbonado (ASPC) na uri ay nakuha sa pamamagitan ng impregnation ng mga porous compact na nabuo mula sa mga pulbos ng brilyante na may mga metal coatings. Gamit ang katulad na teknolohiya, ang mga materyales ng CBN-R ay ginawa mula sa cubic boron nitride. Para sa paggawa ng mga tool sa pagputol ng talim, tulad ng mga cutter, ang mga composite na materyales tulad ng PTNB ay binuo mula sa mga pinaghalong cubic at wurtzite boron nitride.

Ang mga sintetikong diamante ay ginawa mula sa mga materyal na carbon-graphite sa mga espesyal na silid na may mataas na presyon na gawa sa mga materyales na may mataas na lakas. Ang mataas na temperatura ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpasa agos ng kuryente sa pamamagitan ng heating device.

Malilim na lugar 1 tumutugma sa mga tunay na kondisyon para sa pagbabago ng grapayt sa brilyante sa pagkakaroon ng mga additives ng katalista. Hatched stripe 2 nagpapakita ng hangganan ng direktang yugto ng paglipat ng grapayt sa brilyante.

Sa ilalim ng mga static na kondisyon, gamit ang mga catalyst, posible na makakuha ng isang cubic diamond lattice mula sa isang layered crystal lattice ng grapayt sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na presyon at temperatura (p = 5000...7000 MPa, T - hindi mas mababa sa 1400...1500 K). Ang mga catalyst ay mga metal na nasa likidong estado sa panahon ng proseso ng synthesis at may kakayahang magtunaw ng carbon sa anyo ng mga particle na may layered na istraktura ng grapayt. Mula sa mga particle na ito, nabuo ang nuclei ng isang bagong yugto ng brilyante.

kanin. 16. Phase diagram

Carbon "presyon-temperatura"

Ang industriya ay gumagawa ng iba't ibang pulbos ng sintetiko at natural na mga diamante na ginagamit sa iba't ibang larangan ng teknolohiya.

Ang mga pulbos ng diyamante ay inuri depende sa paraan ng paggawa at laki ng butil sa mga sumusunod na grupo:

1. Diamond grinding powders na may mga laki ng butil mula 40...50 microns hanggang 630...800 microns ay ginawa sa mga sumusunod na pangunahing grado: AC2, AC4, AC6, AC 15, AC20, AC32, AC50. Kung mas mataas ang numero pagkatapos ng mga indeks ng AC, mas malaki ang lakas ng mga butil ng brilyante.

2. Mga pulbos na nakakagiling ng brilyante na may mga patong sa ibabaw ng butil.

Ang paggamit ng diamond grain coatings ay nagpapataas ng tibay ng mga tool at nakakabawas sa pagkonsumo ng brilyante. Ginamit bilang pamantayan ang mga sumusunod na uri mga patong ng butil:

Type K coating na may metal carbide film;

Patong na uri KM na may mga pelikula ng mga haluang metal na naglalaman ng silikon;

NT type coating, na carbide-metallic;

Type A coating, kung saan may carbide-metal film ang isang set ng aggregates ng ilang butil ng brilyante;

Ang uri ng coating AN ay isang pagbabago ng coating A, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng karagdagang tagapuno (boron carbide, titanium carbide, electrocorundum, atbp.) sa mga pinagsama-samang butil ng brilyante.

3. Mga diamante na micropowder na may mga laki ng butil mula sa< 1,0 мкм до 40.. .60 мкм.

Available ang mga ito sa dalawang uri:

650.. Diamond micropowders ng AM grades mula sa natural diamonds at ASM grades mula sa synthetic diamonds;

651.. Diamond micropowders ng AN grades mula sa natural na diamante at ASN grades mula sa synthetic diamonds. Mayroon silang mas mataas na kakayahang abrasive (25...30%) kumpara sa AM at ASM micropowders.

Ang AM at ASM micropowders ay ginagamit para sa pagtatapos ng trabaho sa mga produktong gawa sa tumigas na bakal, salamin, keramika, atbp. Para sa pagproseso ng mga produktong gawa sa mas matitigas na materyales (corundum, ceramics, natural na diamante at iba pang mahirap-cut na materyales), AN at ASN micropowders ay inirerekomenda.

Ang mga micropowder ay ginagamit para sa paggawa ng mga nakasasakit na tool, pati na rin para sa paggamit sa isang libre, hindi naayos na estado sa mga paste at suspensyon.

Ang industriya ay gumagawa ng mga micropowder na may sukat ng butil na 60/40, 40/28, 28/20, 20/14, 14/10, 10/7, atbp. hanggang 1/0 microns. Sa mga pagtatalaga ng tatak, ipinapakita ng numerator ang maximum, at ang denominator pinakamababang sukat pangunahing bahagi ng pulbos sa micrometer.

1.2 Mga tanong sa seguridad:

  1. Ano ang istraktura ng mga macromolecule na mayroon ang mga polimer?
  2. Paano nagbabago ang istraktura ng mga oligomer (resin) sa panahon ng proseso ng paggamot?
  3. Anong mga intermolecular na pakikipag-ugnayan ang nagaganap sa pagitan ng mga macromolecule?
  4. Anong supramolecular na istraktura ang mayroon ang mga rubber sa isang mataas na nababanat na pisikal na estado?
  5. Ano ang ibig sabihin ng pagsasaayos ng cis ng mga macromolecule ng goma?
  6. Anong istraktura mayroon ang mga materyales sa grapayt?
  7. Anong istraktura mayroon ang silicate glass?
  8. Aling mga pang-industriyang glass oxide ang bumubuo ng salamin?
  9. Anong mga pisikal na estado ang mayroon ang inorganic na salamin sa iba't ibang temperatura?
  10. Sa anong pisikal na estado hinuhubog ang mga produktong silicate glass?
  11. Anong istraktura mayroon ang mga glass-crystalline na materyales?
  12. Anong mga catalyst ang ginagamit sa paggawa ng mga glass-crystalline na materyales?
  13. Para sa anong layunin ginagamit ang dalawang yugto ng heat treatment ng salamin sa paggawa ng mga glass-crystalline na materyales?
  14. Anong mga kemikal na compound ang ginagamit bilang mga abrasive?
  15. Ano ang mga kinakailangan para sa mga nakasasakit na materyales?
  16. Anong dalawang sangkap ang binubuo ng mga abrasive na tool?
  17. Ano ang ibig sabihin ng istraktura ng isang nakasasakit na kasangkapan?
  18. Anong mga materyales ang nabibilang sa klase ng mga superhard na materyales?
  19. Anong mga uri ng mga superhard na materyales ang nahahati?
  20. Anong mga katangian mayroon ang mga diamante at cubic boron nitride?
  21. Ano ang mga composite materials?

2 Praktikal na aralin Blg. 2 "Pagpapasiya ng mga parameter ng paggiling para sa mga di-metal na materyales" (ME-3 Pagproseso ng paggiling ng mga di-metal na materyales)

Mga takdang-aralin para sa praktikal na aralin

Naka-on praktikal na aralin ang mag-aaral ay maglalahad ng isang presentasyon (mensahe) na inihanda bilang bahagi ng isang malaya at gawaing pananaliksik. Ang pagtatanghal ay dapat maglaman ng: mga teknolohikal na kakayahan ng ganitong uri ng pagproseso, mga limitasyon, kagamitan, mga fixture at mga tool sa pagputol, pamantayan para sa pagpili ng COTS, mga posibleng paraan ng automation.

Maikling impormasyon mula sa teorya

Pangkalahatang konsepto ng paggiling

Sa mga primitive na kaso, gumamit ng matigas na butil na buhangin o mas matigas na emery, ibuhos ito sa matigas na ibabaw at kuskusin ang bagay na pinoproseso laban dito. Ang mga angular na butil, na gumugulong sa pagitan ng parehong mga ibabaw, ay gumagawa ng isang malaking bilang ng mga epekto, mula sa kung saan ang mga nakausli na lugar ng mga ibabaw na ito ay unti-unting nawasak, at ang mga nakakagiling na butil mismo ay bilugan at disintegrated sa mga piraso. Kung ang isa sa mga ibabaw ay malambot, ang mga butil ay pinindot dito, mananatiling hindi gumagalaw, at gumagawa ng isang serye ng magkatulad na mga gasgas sa pangalawang ibabaw; sa unang kaso, ang isang matte na ibabaw ay nakuha, na natatakpan ng magkatulad na mga hukay, at sa pangalawa, ang isang tinatawag na "stroke" ay nagbibigay sa ibabaw ng isang kinang na nagiging buli, kapag ang stroke ay napakaliit na ito ay nagiging hindi nakikita ng mata. Kaya, kapag ang paggiling ng dalawang tansong plato laban sa isa't isa gamit ang emery, pareho ay magiging matte, at ang parehong emery, na nakadikit sa ibabaw ng papel, ay magbibigay ng ningning kapag ipinahid sa ibabaw ng tanso.

Ang marupok at matigas na salamin ay nauubos nang higit pa sa malambot at nababanat na metal plate, at ang brilyante na pulbos ay maaaring mawala sa ibabaw ng brilyante mismo, at ang mga piraso ng quartz ay maaaring iproseso sa isang sandstone sharpener. Ang mga hukay na ginawa ng mga butil ng emery ay mas maliit, mas pino ang mga butil mismo; Samakatuwid, ang paggiling ay maaaring makagawa ng pinaka-tumpak na machined na ibabaw, gaya ng ginagawa kapag naggigiling ng mga salamin sa mata.

Mga uri ng paggiling

Paggiling sa ibabaw - pagproseso ng mga eroplano at pagsasama ng mga patag na ibabaw;

Paggiling ng sinturon - pagproseso ng mga eroplano at pagsasama ng mga patag na ibabaw na may "walang katapusang" (sarado sa isang singsing) na sinturon;

Cylindrical grinding - pagproseso ng cylindrical at conical na ibabaw ng mga shaft at butas.

Ang cylindrical grinding ay nahahati sa panloob (boring) at panlabas. Ang panloob, naman, ay nahahati sa karaniwan at planetary (karaniwan - ang ratio ng diameter ng butas ng bahagi sa diameter ng workpiece D = 0.9d, planetary - D = (0.1...0.3)d);

Centerless grinding - pagproseso sa malakihang produksyon ng mga panlabas na ibabaw (shafts, bearing races, atbp.);

Paggiling ng sinulid;

Paggiling ng gear, paggiling.

Sa mga pangunahing grupo mga superhard na materyales isama diamante, boron nitride, aluminyo oksido (Sinabi ni Al 2 O 3 ) at silikon nitride (Si 3 N 4 )sa isang kristal na anyo o sa pulbos na anyo (mineral na keramika).

brilyante- cubic crystalline modification ng carbon, hindi matutunaw sa mga acid at alkalis. Ang laki ng brilyante ay sinusukat sa carats (isang carat ay katumbas ng 0.2 g). May mga natural na teknikal (A) at polycrystalline synthetic (AS) mga brilyante. Nagagawa ang mga sintetikong diamante sa pamamagitan ng pag-convert ng carbon sa isa pang pagbabago dahil sa malaking dami ng grapayt sa ilalim ng mga kondisyon ng matataas na temperatura (~2500 0 C) at mga presyon (~1,000,000 MPa).

Synthetic polycrystalline diamante grade ASB uri ng ballas ay ginawa ayon sa TU 2-037-19-76 (ASB-1, ASB-2, ..., ASB-5), polycrystalline diamante ng grado ASPC uri ng carbonado - ayon sa TU 2-037-96-73 (ASPK-1, ASPK-2, ASPK-3).

Batay sa mga materyales cubic boron nitride (KNB) ay magkahiwalay sa dalawang grupo : mga materyales na naglalaman ng higit sa 95% cubic boron nitride, at mga materyales na naglalaman ng 75% cubic boron nitride na may iba't ibang additives (halimbawa, Al 2 O 3). Kasama sa unang pangkat elbor – R(composite 01), Gexanite – R(composite 10), belbor (composite 02), ismit , PTNB . Kasama sa pangalawang pangkat ang composite 05 na may mass fraction KNB 75% at Sinabi ni Al 2 O 3 25%.

Mula sa mineral na seramik Ang pinakakaraniwang ginagamit na materyales sa tool ay ang mga sumusunod na materyales: :

Oxide ceramic (puti), na binubuo ng aluminum oxide (anhydrous natural alumina Al 2 O 3 humigit-kumulang 99%) na may maliit na pagdaragdag ng magnesium oxide (MgO) o iba pang elemento. Ang mga selyo ay inilabas : TsM332, VSh-75 (TU 2-036-768-82 ); VO13 (TU 48-19-4204-2-79).

Aluminum oksido - corundum. Ginagamit ang mga teknikal (natural) at sintetikong corundum. Ang mga sintetikong corundum ay malawakang ginagamit electrocorundum (kumakatawan sa crystalline oxide A1 2 O 3) grade 16A, 15A, 14A, 13A, 12A, atbp. At carborundums (kumakatawan sa isang kemikal na tambalan ng silikon na may carbon SiC) mga grado 55С, 54С, 53С, 52С, 64С, 63С, 62С.

Oxide-carbide(itim) mga keramika binubuo ng Al 2 O 3 (60 - 80%), refractory metal carbide (TiC) at metal oxides. Ang mga marka ng VOK60, VOK71 at V3 ay ginawa alinsunod sa GOST 25003-81.

Mga keramika ng oxide-nitride binubuo ng mga silicon nitride (Si 3 N 4) at mga refractory na materyales kabilang ang aluminum oxide at ilang iba pang bahagi. Kasama sa pangkat na ito ang mga tatak : cortinitis - ONT-20(ayon sa TU 2-R36-087-82) at silinite –R(ayon sa TU 06-339-78).

Mga katangian at aplikasyon ng mga materyales sa tool

Ang mga materyales sa tool ay ginagamit para sa paggawa ng pagputol, pagsukat, panlililak at iba pang mga tool.

Ang mga materyales sa tool ay dapat mayroon :

    mataas na tigas, makabuluhang lumampas sa katigasan ng materyal na pinoproseso;

    mataas na wear resistance kinakailangan upang mapanatili ang laki at hugis ng cutting edge sa panahon ng operasyon;

    sapat na lakas na may ilang lagkit upang maiwasan ang pagkasira ng tool sa panahon ng operasyon;

    paglaban sa init kapag ang pagproseso ay isinasagawa sa mas mataas na bilis.

Carbon Ang mga tool na bakal ay inilaan para sa paggawa ng mga tool sa pagputol na nagpapatakbo nang walang makabuluhang pag-init ng cutting edge (hanggang sa 170 ... 200 ° C) at ang malamig na pagpapapangit ay namatay.

Mga bakal na may mas mababang nilalaman ng carbon (U7, U7A), dahil mas plastic ang mga ito, ginagamit ang mga ito sa paggawa ng mga instrumentong percussion : pait, cross-cutter, suntok, sledgehammers, palakol, cleaver; mga kagamitan sa pagtutubero : mga wire cutter, pliers, needle nose pliers, screwdriver, martilyo; para sa forging namatay; karayom ​​ng karayom; mga kasangkapan sa paggawa ng kahoy : mga milling cutter, countersink, counterbores, atbp.

maging U8, U8A, U8GA, U9, U9A - plastic at ginagamit para sa paggawa ng mga tool na gumagana sa mga kondisyon na hindi nagiging sanhi ng pag-init ng cutting edge; para sa pagproseso ng kahoy: mga milling cutter, countersinks, counterbores, axes, chisels, chisels, longitudinal at disk cutter; para sa mga rolling roller; para sa mga kalibre ng simpleng hugis at mas mababang mga klase ng katumpakan, atbp.

maging U10,U10A - gumana nang maayos nang walang malalaking shock load at pag-init ng cutting edge. Ginagamit ang mga ito sa paggawa ng mga lagari ng karpintero, mga lagari ng kamay, mga twist drill, mga scraper, mga file, maliliit na gripo ng kamay, mga dies, mga reamer, mga rasps, mga file ng karayom, mga dies para sa malamig na panlililak, makinis na mga gauge at staples, atbp.

Mula sa bakal U12, U12A gumawa ng mga tool na may tumaas na resistensya sa pagsusuot, gumagana sa katamtaman at makabuluhang mga presyon nang hindi pinainit ang gilid : file, razor knife, blades, matutulis na surgical instruments, scraper, engraving instruments, smooth gauge.

Pinaghalo Ang mga tool steel, kumpara sa mga carbon steel, ay may mas mataas na red-hardness (200...500 °C), wear resistance, at mas mahusay na hardenability kumpara sa carbon steels.

maging 9ХС, ХГС, ХВГ, ХВСГФ ginagamit para sa paggawa ng mga tool sa paggupit (taps, dies, reamers, broaches, milling cutter, atbp.), pati na rin ang stamping tool para sa mas kritikal na layunin kaysa sa mga gawa sa carbon steel na ginagamit para sa pagproseso ng malambot na materyales.

maging 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ, 9ХФМ, 5ХНМ at ang iba ay ginagamit sa paggawa ng mga kagamitan sa paggawa ng kahoy (8HF), kutsilyo para sa malamig na pagputol ng metal (9HF), construction saws, trimming dies at mga suntok para sa cold deburring, surgical instruments, atbp.

Mataas na bilis ang mga bakal ay nadagdagan ang wear resistance at heat resistance (600 ... 650 ° C), na nagbibigay-daan sa paggamit ng mas mataas na bilis ng pagputol kaysa kapag gumagamit ng mga tool na gawa sa carbon at alloy steels , mataas na baluktot na lakas at mahusay na grindability kumpara sa sintered carbide alloys.

Ang mga high-speed na bakal ay isa sa mga pangunahing materyales para sa paggawa ng mga multi-edge na tool, na mahirap gilingin at patalasin.

maging P18 At R6M5 ginagamit para sa paggawa ng lahat ng uri ng mga tool sa paggupit para sa pagproseso ng structural steel.

maging R6M5F3 At R12F3 – para sa mga kasangkapan sa pagtatapos at semi-finishing (mga cutter, countersink, reamer, drills, broaches, cutter, atbp.) na nagpoproseso ng mga istruktura at tool na bakal.

maging R9K5, R6M5K5, R18K5F2 – para sa roughing at semi-finishing tool (mills, cutter, taps, drills, atbp.) na nilayon para sa pagproseso ng mga istrukturang bakal.

maging P9 At 11R3AM3F2 – para sa mga tool na may simpleng hugis, pagproseso ng carbon at low-alloy steels.

maging R9M4K8 At R2AM9K5 – para sa lahat ng uri ng tool na ginagamit sa pagpoproseso ng mataas na lakas na lumalaban sa kaagnasan at lumalaban sa init na mga bakal at haluang metal.

Sintered carbide may ilang mahahalagang pag-aari : mataas na tigas, na sinamahan ng mataas na pagtutol sa pagsusuot sa panahon ng alitan laban sa parehong mga metal at di-metal na materyales; nadagdagan ang paglaban ng init (hanggang sa 800 ... 900 ° C).

Ang mga matigas na haluang metal ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya : cutting tool para sa pagproseso ng talim ng mga materyales; drills para sa pagproseso ng matitigas na bato; ngipin ng mga makinang panggugupit at pinagsama sa industriya ng karbon; gumaganang mga bahagi ng mga selyo.

Ang pagpapalit ng mga high-speed steel tool na may carbide tool ay nagbibigay ng malaking pagtaas sa produktibidad.

Grupo ng mga haluang metal TK mas matigas, lumalaban sa init at lumalaban sa pagsusuot kaysa sa mga haluang metal ng pangkat na naaayon sa nilalaman ng kobalt VC, ngunit sa parehong oras ay mas marupok at hindi gaanong matibay. Samakatuwid, hindi sila makatiis ng mga shock load, nagambala sa pagputol at machining na may mga variable na seksyon ng paggugupit.

T30K4- Para sa pagtatapos ng pagliko na may isang maliit na seksyon ng hiwa;

T15K6– para sa semi-rough na pagliko habang tuloy-tuloy na pagputol , tinatapos ang pagliko na may nagambalang pagputol , semi-tapos at pinong paggiling , pagbabarena at pagbubutas ng mga pre-machined na butas ;

T14K8– para sa magaspang na pag-ikot, paggiling at pag-countersinking sa patuloy na pagpoproseso, semi-finishing at pagtatapos ng pag-ikot sa panahon ng pasulput-sulpot na pagputol;

T5K10– para sa magaspang na pagliko, paggiling, pagtatapos ng pagpaplano.

Grupo ng mga haluang metal VC nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamalaking lakas, ngunit mababang katigasan.

Ang pangunahing layunin ng tungsten hard alloys (grupo VC) - pagproseso ng cast iron, non-ferrous na mga metal at ang kanilang mga haluang metal, non-metallic na materyales, titanium alloys, ilang mga grado ng corrosion-resistant, high-strength at heat-resistant steels at alloys. Mga haluang metal na may maliit na halaga ng cobalt at pinong butil na tungsten carbide (VK3, VK6-OM) ginagamit para sa pagtatapos at semi-finishing na materyales. Mga haluang metal na may katamtamang nilalaman ng kobalt (VK6, VK8)– para sa roughing at semi-roughing, at may mataas na cobalt content (VK10)– sa panahon ng magaspang na pagproseso ng mga materyales. Uri ng haluang metal VK15 gumawa ng mga tool sa pagputol para sa pagproseso ng kahoy.

Pagpapalit ng ilang titanium carbide na may tantalum carbide sa mga haluang metal ng grupo TTK pinatataas ang kanilang lakas (katigasan), paglaban sa pag-crack sa panahon ng biglaang pagbabago ng temperatura at pasulput-sulpot na pagputol. Sa mga tuntunin ng lakas, sinasakop nila ang isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga haluang metal ng mga grupo TK At VC.

Grupo ng mga haluang metal TTK ginagamit sa pagproseso ng parehong bakal at cast iron. Napatunayan nilang mabuti ang kanilang mga sarili sa roughing na may malaking seksyon ng hiwa, kapag nagtatrabaho sa mga epekto (planing, milling) at pagbabarena.

Walang tungsten matigas na haluang metal Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na sukat na pagtutol, pandikit na paglaban, at isang mababang koepisyent ng friction, ngunit nabawasan ang lakas at thermal conductivity.

Ang mga tungsten-free na hard alloy ay nagpapakita ng magagandang resulta sa pagtatapos at semi-finish cutting ng ductile metal at steels sa halip na T15K6, T14K8 alloys. Ang mga haluang ito ay nagbibigay ng isang makabuluhang epekto kapag pinapalitan ang mga tool steel sa dies, mga tool sa pagsukat: dies, drawing dies, molds, gauge ng mga tool sa pagsukat, atbp. Ang mga ito ay epektibo rin na ginagamit bilang mga cutting tool para sa pagproseso ng mga non-ferrous na metal at alloys.

Katigasan mga brilyante 6 beses ang tigas ng tungsten carbide at 8 beses ang tigas ng high-speed na bakal. Ang thermal conductivity ng brilyante ay ilang beses na mas mataas kaysa sa thermal conductivity ng iba pang mga tool na materyales, na nagbabayad para sa medyo mababang init na paglaban - hanggang sa 800 °C (na may mas mataas na pag-init, ang brilyante ay nagiging graphitized). Malaking natural at sintetikong mga diamante na hanggang 120 mm ang laki ay ginagamit sa paggawa: mga pamutol, mga tip para sa pagsukat ng katigasan ng mga metal, mga dies, mga pamutol ng salamin, mga tip para sa pagpapakinis, atbp. Ang mga tool na diyamante mula sa natural at sintetikong mga diamante ay maaaring epektibong magamit para sa pagliko at boring na mga produktong gawa sa non-ferrous na mga metal at haluang metal , gayundin mula sa mga non-metallic na materyales at plastik. Ang mga ito ay hindi inirerekomenda para sa pagproseso ng bakal dahil sa malakas na pakikipag-ugnayan ng kemikal.

Cubic boron nitride ( KNB ) ay may katigasan na malapit sa diyamante, ay mas lumalaban sa init at chemically inert kumpara sa brilyante, bagama't hindi gaanong thermally conductive, at may sapat na lakas ng epekto. Kakulangan ng KNB Ang chemical affinity para sa iron ay ginagawang posible na epektibong gamitin ito para sa pagproseso ng iba't ibang mahirap na gupitin na bakal, kabilang ang pinatigas at pinatigas na kaso, na may mataas na bilis ng pagputol at maliit na kapal ng mga cut chip, na ginagawang posible na palitan ang paggiling ng pagliko o paggiling.

Corundum– isang mineral na pangalawa lamang sa diyamante sa tigas, na may temperatura ng pagkatunaw na 1750–2050 ° C . Ang pinakadalisay na transparent na corundum ay mga gemstones - pulang ruby ​​​​at asul na sapiro. Ang mga teknikal na corundum ay ginagamit bilang mga abrasive sa paggawa ng mga optika. Ang mga sintetikong corundum - mga electrocorundum - ay ginagamit para sa paggiling ng mga bakal at cast iron, para sa pagpatala ng mga tool sa pagputol na gawa sa tool steel, at para sa pagtatapos ng mga carbide tool.

Oxide at oxide-carbide ceramics Ito ay may sapat na mataas na tigas at paglaban sa pagsusuot, ngunit ang lakas nito ay makabuluhang mas mababa kaysa sa matigas na haluang metal, kung kaya't ito ay pangunahing ginagamit para sa pagtatapos at bahagyang semi-finishing ng bakal at cast iron.

Mga keramika ng oxide-nitride Idinisenyo para sa pagproseso ng mga tumigas na bakal, ductile modified at bleached cast irons, heat-treated steels.

Ang pinakamahirap na materyal sa Earth, na matagal nang ginagamit bilang isang cutting tool, ay natural na brilyante. Ang brilyante ay isang mineral, isang uri ng katutubong carbon. Ang opaque diamond ay ginagamit bilang tool material. Ang tigas ng brilyante (HV » 60–100 GPa) sa temperatura ng silid ay mas mataas kaysa sa tigas ng mga carbide o oxide, at ito ay hindi mapapalitan sa ilalim ng mga kondisyon ng abrasive wear. Densidad
3500–3600 kg/m3. Ang thermal conductivity ng brilyante polycrystals ay lumampas sa thermal conductivity ng tanso.

Ang natural na brilyante ay isang kristal at nagbibigay-daan sa iyo na makakuha ng halos perpektong matalas at tuwid na mga gilid. Sa pag-unlad ng electronics, precision engineering at instrumentation, ang paggamit ng natural na mga pamutol ng brilyante para sa pagliko ng malinis na salamin na ibabaw ng mga optical na bahagi, memory disk, pagkopya ng mga drum ng kagamitan, atbp.

Ang brilyante ay maaaring epektibong magamit para sa pagproseso ng mga kolektor ng tanso - pag-alis ng isang maliit na layer ng tanso na may pinong feed at napaka mataas na bilis pagputol Tinitiyak nito ang mababang pagkamagaspang at mataas na katumpakan ng machined surface. Ang mga tool na diyamante ay epektibong tinatapos ang mga piston ng machining na gawa sa mga aluminyo na haluang metal na may mataas na nilalaman ng silikon, habang kapag ginagawa ang mga naturang piston gamit ang mga carbide cutter, ang malalaking kristal ng silikon ay nagiging sanhi ng mabilis na pagkasira ng tool. Ang brilyante ay mabuti para sa pagproseso ng mga ceramics at bahagyang sintered carbide. Maaaring gamitin ang brilyante para sa pagbibihis ng mga gulong sa paggiling, atbp.

Ang brilyante ay napuputol kapag nakikipag-ugnayan sa bakal sa mataas na temperatura, at samakatuwid ay hindi inirerekomenda na gumamit ng mga tool ng brilyante para sa machining steels. Ang heat resistance ng brilyante ay medyo mababa – 700–750 °C. Ang mga diamante ay may hindi sapat na lakas ng epekto; Ang mataas na halaga at kakulangan ng mga natural na diamante ay naglilimita sa kanilang paggamit bilang isang materyal na kasangkapan.

Ang pangangailangan para sa mas mura at kakaunting superhard na materyales ay humantong sa katotohanan na noong 1953–1957 sa USA at noong 1959 sa USSR, ang mga maliliit na particle ng cubic phase ng synthetic diamond ay nakuha mula sa hexagonal phase ng graphite (C) sa pamamagitan ng catalytic synthesis sa mataas na static pressure at temperatura. Ang kulay ay mula sa itim hanggang puti depende sa teknolohiya ng pagmamanupaktura, ang sintetikong brilyante ay maaaring maging translucent o opaque.

Ang mga sukat ng kristal ay karaniwang mula sa ilang ikasampu hanggang 1–2 mm. Ang mas malaki, siksik, spherical polycrystalline na sintetikong brilyante na pormasyon na nilayon para sa mga tool ng blade ay ginawa nang komersyo noong unang bahagi ng 1970s. Ang mga sintetikong polycrystalline diamante ay may mataas na elastic modulus E = 700–800 GPa, mataas na compressive strength s – SA» 7–8 GPa, ngunit mababang flexural strength s AT» 0.8–1.1 GPa.


Gamit ang isang katulad na teknolohiya, ang isang pagbabago ng boron nitride BN ay nakuha mula sa boron at nitrogen, na sa istraktura at mga katangian ay kahawig ng sintetikong brilyante. Ang kristal na sala-sala ay kubiko, ang tigas ay bahagyang mas mababa kaysa sa diyamante, ngunit napakataas pa rin: 40–45 GPa, ibig sabihin, higit sa dalawang beses na mas mataas kaysa sa matigas na haluang metal, at halos dalawang beses na mas mataas kaysa sa tigas ng pagputol ng mga keramika . Ang polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) ay minsang tinatawag na "borazon", "cubanit", "elbor". Boron nitride elastic modulus
E = 700–800 GPa, ang lakas ng compressive ay humigit-kumulang kapareho ng sa matigas na haluang metal: s – SA» 2.5–5 GPa, at mas mababang lakas ng baluktot kaysa sa matigas na haluang metal at polycrystalline na diamante: s AT» 0.6–0.8 GPa.

Ang heat resistance ng cubic boron nitride ay mas mataas kaysa sa synthetic at natural na diamante: mga 1000–1100 °C. Para sa kadahilanang ito, at dahil din sa mas mababang chemical affinity nito sa carbon, ang cubic boron nitride ay mas epektibo kaysa sa brilyante at carbide sa pagtatapos ng pagputol ng mga bakal, lalo na kapag pinuputol ang mga tumigas na bakal na may mataas na tigas na may maliliit na seksyon ng cut layer.

Ang teknolohiya para sa pagmamanupaktura ng polycrystals ay batay sa dalawang magkaibang proseso: ang phase transition ng isang substance mula sa isang estado patungo sa isa pa (synthesis mismo) o ang sintering ng maliliit na particle ng pre-synthesized PSTM powder. Sa ating bansa, ang unang paraan ay ang pagkuha ng polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) ng mga sumusunod na grado: composite 01 (elbor RM) at composite 02 (belbor), gayundin ang polycrystalline diamond (PDA) ng ASPC (carbonado) at Mga marka ng ACE (ballas).

Ang polycrystalline superhard materials (PSHM) ay na-systematize ayon sa mga tampok na pagtukoy bilang komposisyon ng polycrystal base, mga pamamaraan ng produksyon, mga katangian pinagmulan ng materyal. Ang buong hanay ng polycrystals ay nahahati sa limang pangunahing grupo: PSTM (DBA) na nakabatay sa diyamante, PSTM batay sa mga siksik na pagbabago ng boron nitride (SPNB), composite superhard materials (KSTM), two-layer superhard composite materials (DSCM).

Ang mga polycrystal batay sa sintetikong brilyante ay maaaring nahahati sa apat na uri:

1) Mga polycrystal na nakuha sa pamamagitan ng pag-sinter ng mga pinong pulbos ng brilyante sa purong anyo o pagkatapos ng espesyal na pre-treatment upang maisaaktibo ang proseso ng sintering. Ang mga polycrystal na ginawa ayon sa pamamaraan na ito ay, bilang isang patakaran, isang solong yugto ng produkto. Kasama sa mga halimbawa ang megadiamond at carbonite.

2) Polycrystals ng uri ng brilyante SV. Ang mga ito ay isang heterogenous composite na binubuo ng mga particle ng brilyante na pinagsama ng isang binder - ang pangalawang yugto, na matatagpuan sa anyo ng mga manipis na layer sa pagitan ng mga kristal na brilyante.

3) Mga sintetikong carbonate ng uri ng ASPC, na nakuha sa pamamagitan ng paglalantad ng sangkap na naglalaman ng carbon na may malaking halaga ng katalista sa parehong mataas na presyon at mataas na temperatura. Ang mga ASPC ay may mas mababang katigasan at lakas kaysa sa polycrystals ng unang dalawang uri.

4) Mga brilyante na polycrystal na nakuha sa pamamagitan ng pagpapabinhi ng brilyante na pulbos na may metal na panali sa mataas na presyon at temperatura. Ang nickel, cobalt, iron, at chromium ay ginagamit bilang mga binder.

Mayroong ilang mga uri ng PSTM batay sa boron nitride:

1) polycrystals synthesized mula sa hexagonal boron nitride (HNB) sa presensya ng solvent VM g VM sf (composite 01 ay isang tipikal na kinatawan);

2) polycrystals na nakuha bilang isang resulta ng direktang paglipat ng hexagonal na pagbabago sa kubiko BNrBN (composite 02);

3) polycrystals na nakuha bilang resulta ng pagbabago ng wurtzite-like modification sa cubic BN g ® VM df. Dahil ang pagkakumpleto ng paglipat ay kinokontrol ng mga parameter ng sintering, kasama sa pangkat na ito ang mga materyales na may kapansin-pansing magkakaibang mga katangian (composite 10, composite 09);

4) polycrystals na nakuha sa pamamagitan ng sintering cubic boron nitride (CBN) powders na may activating additives (composite 05-IT, cyborite
at iba pa.).

PSTM batay sa boron nitride, bahagyang mas mababa sa diyamante sa tigas, nakikilala sila sa pamamagitan ng mataas na paglaban sa init, paglaban sa paikot na pagkakalantad sa mataas na temperatura at, pinaka-mahalaga, mas mahina na pakikipag-ugnayan ng kemikal sa bakal, na siyang pangunahing bahagi ng karamihan sa mga materyales na kasalukuyang napapailalim sa pagputol. .

Homogeneous sa volume pinagsamang mga superhard na materyales nakuha sa pamamagitan ng sintering ng pinaghalong sintetikong brilyante at cubic boron nitride powder. Kabilang dito ang mga materyales ng uri ng PKNB - AS, SV, SVAB. Ang mga materyales na naglalaman ng brilyante batay sa matitigas na haluang metal ay nabibilang din sa composite class. Kabilang sa mga materyales ng pangkat na ito na napatunayang mabuti ang kanilang sarili sa pagpapatakbo, dapat nating tandaan ang "Slavutich" (mula sa mga natural na diamante) at "Tvesal" (mula sa mga sintetikong diamante).

Pangunahing tampok dalawang-layer na composite polycrystalline na materyales ay ang sintering ng mga pulbos ng mga superhard na materyales ay isinasagawa sa mataas na temperatura at presyon sa isang substrate na gawa sa matitigas na haluang metal batay sa tungsten, titanium, tantalum carbide, na nagreresulta sa pagbuo ng isang PSTM layer na 0.5-1 mm ang kapal, matatag na nakagapos sa materyal ng substrate. Ang layer na may dalang diyamante ay maaaring maglaman ng mga bahagi ng suporta.