МУЛЬТІКОМПОНЕНТНІ КОМПОЗИТИ cBN ГРУПИ BL: ЗНОШУВАННЯ ІНСТРУМЕНТУ ПРИ ТОЧІННІ СУПЕРСПЛАВУ НА НІКЕЛЕВІЙ ОСНОВІ

Анотація

Надтверді композиційні матеріали на основі кубічного нітриду бору (cBN), що відрізняються вмістом cBN, були отримані методом термобаричного спікання з використанням апарату високого тиску тороїдального типу (АВТТ-30). Вихідні суміші для спікання композитів групи BL містили 55 об. % мікропорошку cBN (1–2 мкм), 40 об. %TiC (£ 10 мкм), або таку ж кількість порошку Maxthal 312 (£ 10 мкм, номінально MAX фаза Ti₃SiC₂). Решту 5 об. % складала добавка Si₃N₄ (0,3–1,5 мкм). Спікання здійснювали при тиску p ~ 8 ГПа і оптимальних температурах T = 2000–2050 °С на протязі 45 с. Результати досліджень методами рентгенівської дифракції (XRD), скануючої електронної мікроскопії (SEM) з системою енергодисперсійного аналізу (EDS) свідчили про певні хімічні реакції, фазові та структурні зміни, що відбувалися в процесі термобаричного спікання зразків. Зокрема, найбільш значні зміни спостерігаються в системі cBN-Ti₃SiC₂, де внаслідок повного розкладання MAX фази формується багатокомпонентний композит cBN-TiC-TiCN-TiB₂-TiSi₂. Фізико-механічні показники (твердість, пружні модулі) зразків суттєво різнилися з властивостями композиту групи BH (BSN^Ô), в якому вміст cBN домінує і становить ~97 об. %. Лезова обробка суперсплаву INCONELÒ 718 ріжучим інструментом з отриманих композитів групи BL при використанні охолоджуючої 8 %-ної емульсії Sitala D 201-03 Shell характеризується значно більш повільним наростанням сил різання з часом точіння в порівнянні з BSN^Ô. Крім того, завдяки високій твердості і підвищеній стійкості композиційних матеріалів до адгезійної взаємодії з інконелью розвиток таких макродефектів, як проточини, суттєво стримується. Ефект особливо виражений при використанні інструменту з композиту на основі системи cBN-TiC.