ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ

Анотація

Процес прямого конверсійного спікання (ПКС) графітоподібного гексагонального нітриду бору (hBN), при якому за достатньо високих параметрів термобаричної дії можливе утворення монофазної полікристалічної структури виключно на основі кубічного BN, використано для отримання суттєво чистого (напівпрозорого) високотвердого матеріалу інструментального призначення (PcBN). Для досягнення необхідних p,T-умов повної конверсії hBN®cBN було задіяно апарат високого тиску тороїдального типу (АВТТ-30). Напівпрозорі зразки PcBN, що мали діаметр до 12,2 при товщині 4,5 мм, отримані при тиску р= 8–9 ГПа і температурі  Т >2250 °С за тривалості процесу 40 с. Рентгенівські дослідження свідчили про наявність в матеріалі сильної аксіальної текстури [111], такої що її вісь нормальна до торцевої поверхні зразка. Найбільша ретикулярна густина поверхонь (111) кристалітів cBN та їх субструктурні особливості обумовлюють надзвичайно високу твердість цієї поверхні. Так, в разі тестування з використанням піраміди Віккерса HV = 80,9 ± 0,2 ГПа (навантаження F=49 Н). Теплопровідність отриманого PcBN при 300 К становила l @ 195,4±2,3 Вт/(м×К). Випробування працездатності матеріалів в ріжучому інструменті виконано в екстремальних умовах механічної обробки – точіння деталей з цементованого карбіду марки ВК 15. В порівнянні з ріжучою керамікою групи BH на основі  cBN (~ 97 об%) зносостійкість різця з РcBN вище в 1,5–1,9 раза, в залежності від режимів обробки. Крім цього можливе підвищення швидкості точіння приблизно в 2 рази. Очікується, що отриманий РсBN може бути ефективним і при фрезеруванні титанових сплавів, сплавів Co-Cr та жароміцних сплавів на нікелевій основі