RU2147972C1 - Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material - Google Patents
Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147972C1 RU2147972C1 RU99103913/02A RU99103913A RU2147972C1 RU 2147972 C1 RU2147972 C1 RU 2147972C1 RU 99103913/02 A RU99103913/02 A RU 99103913/02A RU 99103913 A RU99103913 A RU 99103913A RU 2147972 C1 RU2147972 C1 RU 2147972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron nitride
- cubic boron
- powder
- pressure
- composite material
- Prior art date
Links
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 71
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 71
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N boron;zirconium Chemical compound B#[Zr]#B VWZIXVXBCBBRGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical group Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к получению сверхтвердых композиционных материалов, которые могут найти применение в инструментальном производстве для оснащения лезвийных инструментов, работающих в условиях непрерывного и прерывистого (с ударом) резания закаленных сталей, чугунов, твердых сплавов и других труднообрабатываемых материалов. The invention relates to the production of superhard composite materials that can be used in tool production for equipping blade tools working in the conditions of continuous and intermittent (with impact) cutting of hardened steels, cast irons, hard alloys and other difficult to process materials.
Известен способ получения изделий из материала на основе кубического нитрида бора горячим прессованием смеси мелкодисперсных порошков из кубического нитрида бора зернистостью ≤ 10 мкм 40-92 мас.%, Al2O3 зернистостью ≤ 1 мкм 40-5 мас.%, один или более порошков Fe, Ti, Si и Al зернистостью ≤ 5 мкм 20-3 мас.%. Смесь помещают в контейнер и прессуют в камере высокого давления при температуре 1200-1800oC при давлении ≤ 60 тс/см2. Материал медленно нагревают до температуры в соответствии с кривой фазового равновесия кубического и гексагонального нитрида бора, выдерживают несколько минут и прекращают нагрев, не снижая давления. Затем охлаждают до температуры 100oC, после чего снимают давление [1].A known method of producing products from a material based on cubic boron nitride by hot pressing a mixture of fine powders of cubic boron nitride with a grain size ≤ 10 μm 40-92 wt.%, Al 2 O 3 with a grain size ≤ 1 μm 40-5 wt.%, One or more powders Fe, Ti, Si and Al with a grain size of ≤ 5 μm 20-3 wt.%. The mixture is placed in a container and pressed in a high pressure chamber at a temperature of 1200-1800 o C at a pressure of ≤ 60 tf / cm 2 . The material is slowly heated to a temperature in accordance with the phase equilibrium curve of cubic and hexagonal boron nitride, held for several minutes and stopped heating without reducing pressure. Then it is cooled to a temperature of 100 o C, after which the pressure is removed [1].
Наиболее близким аналогом изобретения по п. 1 является известный способ получения сверхтвердого композиционного материала на основе кубического нитрида бора, включающий размещение порошка кубического нитрида в нагревателе, выполненном в виде графитового стаканчика и установленном в контейнере камеры высокого давления, помещение на порошок алюминиевой пластины, воздействие на контейнер давления 60 кбар при температуре до 1800oC, выдержку под давлением с последующим снижением давления до атмосферного и извлечение заготовки [2].The closest analogue of the invention to claim 1 is a known method for producing a superhard composite material based on cubic boron nitride, comprising placing cubic nitride powder in a heater made in the form of a graphite cup and installed in a container of a high-pressure chamber, placing an aluminum plate on the powder, affecting a pressure container of 60 kbar at temperatures up to 1800 ° C, holding under pressure, followed by a decrease in pressure to atmospheric pressure and removing the workpiece [2].
Недостатками известных способов получения изделий на основе кубического нитрида бора являются получаемые неоднородные по структуре заготовки, что приводит к большому разбросу по режущим свойствам. The disadvantages of the known methods for producing products based on cubic boron nitride are the resulting workpieces that are heterogeneous in structure, which leads to a large spread in cutting properties.
Задачей настоящего изобретения является получение композиционного материала на основе кубического нитрида бора с повторяющимися стабильными свойствами, с минимизацией брака, а техническим результатом - возможность использовать получаемый материал для работы в режущем инструменте при непрерывном и прерывистом точении (на удар). The objective of the present invention is to obtain a composite material based on cubic boron nitride with repeating stable properties, minimizing rejects, and the technical result is the ability to use the resulting material to work in a cutting tool with continuous and intermittent turning (impact).
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе получения сверхтвердого композиционного материала на основе кубического нитрида бора для режущих инструментов, включающем размещение порошка кубического нитрида бора и прокладки из алюминия в нагревателе, установленном в теплоизоляционном контейнере камеры высокого давления, воздействие на контейнер давления 40-60 кбар, соответствующего термодинамической устойчивости кубического нитрида бора, нагрев до температуры 1400-1700oC, выдержку под давлением с последующим снижением давления до атмосферного и извлечение заготовки, согласно изобретению исходный порошок кубического нитрида бора перед размещением в нагревателе смачивают в этиловом спирте, гранулируют и подпрессовывают при давлении 1•104 - 2•104 кгс/см2, после размещения брикета с торца брикета устанавливают токопроводящую шайбу, спрессованную из смеси природного графита и гексагонального нитрида бора, при этом прокладку из алюминия размещают с внутренней стороны шайбы, перед воздействием давления контейнер с нагревателем подвергают вакуумированию в течение 1-2 часов и размещают с другого торца брикета прокладку из алюминия и шайбу, а нагрев брикета ведут пропусканием электрического тока при постоянной мощности в течение 12-240 сек до падения тока на 2-10% от установленного значения, после чего отключают нагрев и выдерживают под давлением в течение 10-180 сек.The solution to this problem is provided by the fact that in the method of producing a superhard composite material based on cubic boron nitride for cutting tools, including the placement of cubic boron nitride powder and aluminum gaskets in a heater installed in a heat-insulating container of a high-pressure chamber, the pressure on the container is 40-60 kbar, corresponding to the thermodynamic stability of cubic boron nitride, heating to a temperature of 1400-1700 o C, holding under pressure with a subsequent decrease in downstream to atmospheric and extraction of the preform, according to the invention, the initial powder of cubic boron nitride is moistened in ethanol before being placed in the heater, granulated and pressed at a pressure of 1 • 10 4 - 2 • 10 4 kgf / cm 2 , after placing the briquette from the end face of the briquette, conductive a washer pressed from a mixture of natural graphite and hexagonal boron nitride, while an aluminum gasket is placed on the inside of the washer, before the pressure is applied, the container with the heater is evacuated for 1-2 hours and place an aluminum gasket and washer from the other end of the briquette, and the briquette is heated by passing electric current at constant power for 12-240 seconds until the current drops by 2-10% of the set value, after which the heating is turned off and kept under pressure for 10-180 seconds.
При этом в качестве исходного порошка кубического нитрида бора используют кубический нитрид бора с покрытием боридом или нитридом титана. In this case, cubic boron nitride coated with boride or titanium nitride is used as the initial powder of cubic boron nitride.
В качестве исходного порошка используют смесь порошков кубического нитрида бора с кубическим нитридом бора с покрытием боридом или нитридом титана. As a starting powder, a mixture of powders of cubic boron nitride with cubic boron nitride coated with boride or titanium nitride is used.
Количество алюминиевых прокладок определяют из расчета 2 мм высоты брикета композиционного материала на одну прокладку с толщиной 0,2 мм. The number of aluminum gaskets is determined based on a 2 mm briquette height of the composite material per one gasket with a thickness of 0.2 mm.
Исходный порошок размещают на подложке из твердого сплава, которую предварительно шлифуют и обезжиривают в этиловом спирте. Нагреватель прессуют из смеси электродного графита и гексагонального нитрида бора в соотношении 30-70% : 70-30 мас.%. The starting powder is placed on a hard alloy substrate, which is pre-ground and degreased in ethanol. The heater is pressed from a mixture of electrode graphite and hexagonal boron nitride in a ratio of 30-70%: 70-30 wt.%.
Электропроводящие шайбы прессуют из смеси гексагонального нитрида бора и природного графита в соотношении 30-70 : 70-30 мас.%. Conductive washers are pressed from a mixture of hexagonal boron nitride and natural graphite in a ratio of 30-70: 70-30 wt.%.
Токопроводящие шайбы используют с различным соотношением природного графита и гексагонального нитрида бора в шайбе, установленной со стороны брикета композиционного материала в соотношении 30-70 мас.%, а в шайбе, установленной со стороны подложки 50:50 мас.%. Conductive washers are used with different ratios of natural graphite and hexagonal boron nitride in the washer installed on the briquette side of the composite material in a ratio of 30-70 wt.%, And in the washer installed on the substrate side 50:50 wt.%.
Примеры реализации способа по настоящему изобретению приводятся ниже. Examples of the method of the present invention are given below.
Пример 1
Подпрессованный брикет шихты, состоящий из микропорошка кубического нитрида бора 100 мас.% крупностью 5/1 мкм; содержание основной фракции составило 91 мас. %. Для лучшей прессуемости микропорошок смачивают этиловым спиртом. Подпрессованный брикет помещали внутрь трубчатого нагревателя, предварительно размещенного в теплоэлектроизоляционном контейнере с внутренним объемом 1,7 см3, с торца которого устанавливают алюминиевую прокладку толщиной 0,2 мм, предварительно обезжиренную в этиловом спирте. Затем с торца нагревателя устанавливали токопроводящую шайбу, подпрессованную из смеси природного графита и гексагонального нитрида бора в соотношении по массе 1:1. Снаряженные таким образом контейнеры подвергают вакуумированию в течение 2 часов. После этого с другого торца теплоэлектроизоляционного контейнера размещали алюминиевую прокладку толщиной 0,2 мм, которую закрывают с торца подпрессованной токопроводящей шайбой. Снаряженный таким образом контейнер помещают в камеру типа "чечевица", в которой сжимают шихту при давлении 50 кбар и нагревают ее до температуры 1600oC за счет пропускания электрического тока при постоянной мощности в течение 15 с до появления падения силы тока на величину 5% от установленного значения. Затем отключают нагрев и выдерживают под давлением 10 с. После этого снижают давление до атмосферного и извлекают полученную заготовку. Из полученной заготовки изготовили алмазной обработкой пластину RNMN 090300 толщиной 3,18 мм диаметром 9,52 мм, которую испытали на режущую способность по закаленной стали марки ХВГ твердостью HRC 63-64 при скорости резания 100 м/мин, при подаче S = 0,07 мм/об с глубиной резания 0,25 мм. При точении в течение 5 мин износ составлял не более 0,08 мм. Эта же пластина испытывалась на режущую способность при обработке твердого сплава марки ВК15 твердостью HRA-88. При режиме резания V = 20 м/мин, S = 0,05 мм/об и t = 0,2 мм износ по задней грани не превышал 0,18 мм за 5 мин резания.Example 1
The pressed briquette of the charge, consisting of micropowder cubic boron nitride of 100 wt.% With a particle size of 5/1 microns; the content of the main fraction was 91 wt. % For better compressibility, the micropowder is wetted with ethyl alcohol. The pressed briquette was placed inside a tubular heater, previously placed in a heat-insulating container with an internal volume of 1.7 cm 3 , from the end of which an aluminum gasket 0.2 mm thick, previously degreased in ethyl alcohol, was installed. Then, a conductive washer installed from the end of the heater was pressed from a mixture of natural graphite and hexagonal boron nitride in a weight ratio of 1: 1. The containers so equipped are subjected to evacuation for 2 hours. After that, an aluminum gasket 0.2 mm thick was placed from the other end of the heat-insulating container, which was closed from the end by a pressed-in conductive washer. The container equipped in this way is placed in a lentil-type chamber, in which the mixture is compressed at a pressure of 50 kbar and heated to a temperature of 1600 ° C by transmitting electric current at constant power for 15 s until the current drops by 5% of set value. Then, the heating is turned off and held under pressure for 10 s. After that, reduce the pressure to atmospheric and remove the resulting workpiece. A RNMN 090300 plate with a thickness of 3.18 mm and a diameter of 9.52 mm was made from the obtained billet by diamond processing, which was tested for cutting ability on hardened steel of the HVG grade with hardness HRC 63-64 at a cutting speed of 100 m / min, at a feed rate of S = 0.07 mm / rev with a cutting depth of 0.25 mm. When turning for 5 minutes, wear was not more than 0.08 mm. The same insert was tested for cutting ability when machining VK15 grade hard alloy with hardness HRA-88. When the cutting mode V = 20 m / min, S = 0.05 mm / rev and t = 0.2 mm, the wear along the rear face did not exceed 0.18 mm in 5 minutes of cutting.
Пример 2
Выполняют те же операции, что в примере 1, только теплоэлектроизоляционный контейнер берут с внутренним объемом 8,2 см3, в качестве шихты используют 100% микропорошки кубического нитрида бора, покрытого нитридом и боридом титана (20% массы титана в исходном порошке перед покрытием).Example 2
Perform the same operations as in example 1, only a thermally insulating container is taken with an internal volume of 8.2 cm 3 , 100% micropowders of cubic boron nitride coated with titanium nitride and boride are used as a charge (20% of the mass of titanium in the initial powder before coating) .
Время спекания 3,0 мин, в том числе время подъема мощности до заданного значения 1 мин. После отключения нагрева выдерживали под давлением 1 мин до начала сброса его до атмосферного. Sintering time 3.0 min., Including the time of power rise to a preset value of 1 min. After turning off the heating, it was held under pressure for 1 min until it began to discharge to atmospheric pressure.
После спекания из полученной заготовки изготовили режущую пластину SNMN 120408, которую испытали на режущую способность по стали 9ХС (HRC 62-66) при непрерывном точении при V = 95-100 м/мин S = 0,1 мм/об, t = 0,2 мм. При точении в течение 30 мин износ не превышал 0,13 мм. After sintering, a cutting insert SNMN 120408 was made from the obtained billet, which was tested for cutting ability in 9XC steel (HRC 62-66) with continuous turning at V = 95-100 m / min S = 0.1 mm / rev, t = 0, 2 mm. When turning for 30 minutes, wear did not exceed 0.13 mm.
Пример 3
Выполняют те же операции, что в примере 1, только теплоизоляционный контейнер берут с внутренним объемом 28 см3. Время спекания 4 мин, в том числе время подъема мощности до заданного значения 80 с. После отключения нагрева выдерживали под давлением 3 мин, до начала сброса его до атмосферного. После спекания из полученной заготовки изготовили режущую пластину RNMN 250500, которую испытали на режущую способность по стали ШХ-15 твердостью HRC-64 при скорости резания V = 150 м/мин при подаче S = 0,06 мм/об при глубине резания t = 0,15 мм при прерывистом точении (4 паза) за время обработки в течение 10 мин износ не превышал 0,05 мм.Example 3
Perform the same operations as in example 1, only the heat-insulating container is taken with an internal volume of 28 cm 3 . The sintering time is 4 minutes, including the time of raising the power to a predetermined value of 80 s. After turning off the heating, it was held under pressure for 3 minutes, until it began to discharge to atmospheric pressure. After sintering, a RNMN 250500 cutting plate was made from the obtained preform, which was tested for cutting ability on SHKh-15 steel with a hardness of HRC-64 at a cutting speed of V = 150 m / min at a feed rate of S = 0.06 mm / rev at a cutting depth of t = 0 , 15 mm at intermittent turning (4 grooves) during the treatment during 10 min, the wear did not exceed 0.05 mm.
Известен также материал, содержащий кубический нитрид бора в количестве 80-99,5 мас.% и диборид титана или циркония или их смесь в количестве 0,5-20%. Этот материал имеет низкую теплопроводность и повышенную хрупкость за счет небольшого количества диборида титана или циркония, что затрудняет и делает неэффективным его применение при использовании в резцах, работающих при точении с ударом [3]. Also known material containing cubic boron nitride in an amount of 80-99.5 wt.% And titanium or zirconium diboride or a mixture thereof in an amount of 0.5-20%. This material has low thermal conductivity and increased brittleness due to the small amount of titanium or zirconium diboride, which makes it difficult and ineffective to use it in cutters working when turning with impact [3].
Наиболее близким к изобретению является материал, содержащий в изделии кубический нитрид бора по меньшей мере 80 мас.% и остальное нитрид алюминия и/или диборид, образующиеся в процессе спекания при высоком давлении и температуре. При этом в качестве исходного материала используют порошок кубического нитрида бора крупностью 8-20 мкм. Получаемые изделия в связи с разбросом исходных частиц кубического нитрида бора по размерам имеют неоднородную структуру, что приводит к разбросу в показателях по стойкости в режущем инструменте и в особенности при точении поверхностей с прерывистой поверхностью, т.е. в условиях работы инструмента на удар [4]. Closest to the invention is a material containing cubic boron nitride in the product of at least 80 wt.% And the rest is aluminum nitride and / or diboride formed during sintering at high pressure and temperature. In this case, cubic boron nitride powder with a particle size of 8-20 microns is used as the starting material. The resulting products in connection with the scatter of the initial particles of cubic boron nitride in size have a heterogeneous structure, which leads to a spread in terms of resistance in a cutting tool and especially when turning surfaces with a discontinuous surface, i.e. under conditions of the tool to strike [4].
Задачей и техническим результатом для получения композиционного материала по настоящему изобретению являются вышеприведенные задачи и технический результат, относящиеся к способу по изобретению. The objective and technical result for obtaining the composite material of the present invention are the above tasks and the technical result related to the method according to the invention.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что композиционный материал на основе кубического нитрида бора согласно изобретению содержит порошок кубического нитрида бора и/или фракцию 5/1 мкм порошка кубического нитрида бора с покрытием боридом и нитридом титана с содержанием титана до 25% мас. The solution to this problem is provided by the fact that the composite material based on cubic boron nitride according to the invention contains a powder of cubic boron nitride and / or a fraction of 5/1 μm of a powder of cubic boron nitride coated with boride and titanium nitride with a titanium content of up to 25% wt.
При этом материал состоит из трех слоев, содержащих порошки кубического нитрида бора и нитрида бора с покрытием боридом и нитридом титана, причем центральный слой состоит из кубического нитрида бора с покрытием боридом и нитридом титана. In this case, the material consists of three layers containing powders of cubic boron nitride and boron nitride coated with boride and titanium nitride, and the central layer consists of cubic boron nitride coated with boride and titanium nitride.
Материал содержит порошок кубического нитрида бора или порошок кубического нитрида бора с покрытием нитридом и боридом титана или смесь порошка кубического нитрида бора с порошком кубического нитрида бора с покрытием нитридом и боридом титана в соотношении 70-90 : 30-10 мас.%
Ниже приводятся примеры получения сверхтвердого композиционного материала на основе кубического нитрида бора для режущих инструментов.The material contains cubic boron nitride powder or cubic boron nitride powder coated with titanium nitride and boride or a mixture of cubic boron nitride powder with cubic boron nitride powder coated with nitride and titanium boride in a ratio of 70-90: 30-10 wt.%
The following are examples of obtaining a superhard composite material based on cubic boron nitride for cutting tools.
Пример 1
В качестве шихты используют смесь микропорошка кубического нитрида бора 70 мас. % и 30 мас.% микропорошка кубического нитрида бора с покрытием нитридом и боридом титана.Example 1
As the mixture using a mixture of micropowder cubic boron nitride 70 wt. % and 30 wt.% micropowder of cubic boron nitride coated with nitride and titanium boride.
После спекания полученную пластину RNMN 090300 испытали на режущую способность по стали Р6М5 (HRC 61) при режимах V = 96 м/мин, S = 0,07 мм/об, t = 0,25 мм. При непрерывном точении в течение 30 мин износ по задней грани не превысил 0,1 мм. After sintering, the resulting RNMN 090300 plate was tested for cutting ability in steel P6M5 (HRC 61) at V = 96 m / min, S = 0.07 mm / rev, t = 0.25 mm. With continuous turning for 30 minutes, the wear along the rear face did not exceed 0.1 mm.
Пример 2
Шихту в нагреватель укладывают тремя слоями. Средний слой выполняют из микропорошка кубического нитрида бора, покрытого боридом и нитридом титана, а верхний и нижний слои - из микропорошка кубического нитрида бора.Example 2
The mixture in the heater is laid in three layers. The middle layer is made of micropowder of cubic boron nitride coated with boride and titanium nitride, and the upper and lower layers are made of micropowder of cubic boron nitride.
При испытании пластины на режущую способность при точении на удар (4 паза по диаметру через 90oC) на стали ШХ15 в диапазоне скоростей резания 40-200 м/мин при S = 0,1 мм/об и t = 0,2 мм износ по задней грани резца в течение 30 мин не превышал 0,15 мм.When testing the plate for cutting ability when turning for impact (4 grooves in diameter through 90 o C) on ШХ15 steel in the range of cutting speeds of 40-200 m / min at S = 0.1 mm / rev and t = 0.2 mm wear over the back edge of the incisor for 30 min did not exceed 0.15 mm.
Пример 3
Шихту в нагревателе укладывают на пластину из твердого сплава типа ВК8. При этом сторону пластины из твердого сплава, контактирующую с шихтой, предварительно шлифуют с шероховатостью поверхности Ra ≤ 1,25 мкм.Example 3
The mixture in the heater is laid on a plate made of hard alloy type VK8. In this case, the side of the carbide plate in contact with the charge is pre-ground with a surface roughness of Ra ≤ 1.25 μm.
После шлифования пластину из твердого сплава обезжиривают этиловым спиртом. After grinding, the hard alloy plate is degreased with ethyl alcohol.
При этом торцовые шайбы изготовляют из смеси природного графита и гексагонального нитрида бора с разными соотношениями для верхней 30:70 мас.% и, соответственно, для нижней 50:50 мас.%. Это позволяет получить перераспределение температуры по высоте камеры, за счет чего достигается улучшение диффузии металла в заготовку из кубического нитрида бора. In this case, the end washers are made from a mixture of natural graphite and hexagonal boron nitride with different ratios for the upper 30:70 wt.% And, accordingly, for the lower 50:50 wt.%. This allows you to get the temperature redistribution along the height of the chamber, due to which an improvement in the diffusion of the metal into the workpiece from cubic boron nitride is achieved.
После спекания изготовлена пластина с подложкой из твердого сплава. При этом толщина слоя композиционного материала не превышала 1,5 мм при общей толщине 3,18 мм. Испытали на режущую способность по стали ХВГ твердостью HRC 63-64 при скорости резания 100 м/мин при подаче S = 0,07 мм/об с глубиной резания 0,15 мм. При точении в течение 5 мин износ не превысил 0,07 мм. After sintering, a plate with a hard alloy substrate was made. Moreover, the thickness of the layer of composite material did not exceed 1.5 mm with a total thickness of 3.18 mm. Tested for cutting ability on HVG steel with a hardness of HRC 63-64 at a cutting speed of 100 m / min at a feed S = 0.07 mm / rev with a cutting depth of 0.15 mm. When turning for 5 minutes, the wear did not exceed 0.07 mm.
Преимуществами композиционного материала являются повторяющиеся стабильные свойства при работе его в режущем инструменте при непрерывном и прерывистом точении (на удар). The advantages of the composite material are repeated stable properties when it is used in a cutting tool with continuous and intermittent turning (impact).
Источники информации
1. JP 55-76040, 07.06.1980.Sources of information
1.JP 55-76040, 07/07/1980.
2. SU 1390995 A1, 23.06.1991. 2. SU 1390995 A1, 06.23.1991.
3. US 3744982, 1976. 3. US 3744982, 1976.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103913/02A RU2147972C1 (en) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103913/02A RU2147972C1 (en) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2147972C1 true RU2147972C1 (en) | 2000-04-27 |
Family
ID=20216459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99103913/02A RU2147972C1 (en) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2147972C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185930C1 (en) * | 2001-07-02 | 2002-07-27 | АО "Центральный научно-исследовательский технологический институт" | Method for obtaining superhard composite material based on cubic boron nitride for cutting tools |
| RU2284247C2 (en) * | 2004-12-31 | 2006-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Микробор" | Method for producing blank of shock resistant cutting tip on base of cubic boron nitride and shock resistant cutting tip produced by such method |
| WO2012118393A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Закрытое Акционерное Общество "Микробор Нанотех" | Method for producing a polycrystalline composite |
| RU2529141C1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" | Method to produce super-hard composite material based on cubic boron nitride or synthetic diamond for cutting tools |
| RU2587364C2 (en) * | 2014-11-13 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method of making articles from powder composition based on superhard materials |
| RU2697063C2 (en) * | 2017-10-04 | 2019-08-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Sintered product manufacturing method |
| RU2824419C1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-08-07 | Мурад Меджидович Меджидов | Dental abrasive stone with wear-resistant nanocoating |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2048927A (en) * | 1979-03-19 | 1980-12-17 | De Beers Ind Diamond | Abrasive compacts |
| US4647546A (en) * | 1984-10-30 | 1987-03-03 | Megadiamond Industries, Inc. | Polycrystalline cubic boron nitride compact |
| US4650776A (en) * | 1984-10-30 | 1987-03-17 | Smith International, Inc. | Cubic boron nitride compact and method of making |
| SU1390995A1 (en) * | 1986-03-19 | 1991-06-23 | Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина | Method of producing superhard composite material based on cubic boron nitroide |
| RU2070599C1 (en) * | 1993-07-19 | 1996-12-20 | Научно-производственное предприятие "Темп" | Charge for superhard composition material production |
| RU2098388C1 (en) * | 1994-09-30 | 1997-12-10 | Акционерное общество закрытого типа "Темп+" | Method of manufacturing products from superhard composite materials |
| EP0816304A2 (en) * | 1996-07-03 | 1998-01-07 | General Electric Company | Ceramic bonded cubic boron nitride compact |
| WO1998024736A1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-pressure phase boron nitride base sinter |
| SU1527931A1 (en) * | 1988-03-22 | 1998-06-20 | Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина | Superhard composition material on the base of cubic boron nitride |
| DE19757681A1 (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-02 | Nat Ind Research I Of Nagoya N | Sintered material based on cubic boron nitride and process for its production |
-
1999
- 1999-02-23 RU RU99103913/02A patent/RU2147972C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2048927A (en) * | 1979-03-19 | 1980-12-17 | De Beers Ind Diamond | Abrasive compacts |
| US4647546A (en) * | 1984-10-30 | 1987-03-03 | Megadiamond Industries, Inc. | Polycrystalline cubic boron nitride compact |
| US4650776A (en) * | 1984-10-30 | 1987-03-17 | Smith International, Inc. | Cubic boron nitride compact and method of making |
| SU1390995A1 (en) * | 1986-03-19 | 1991-06-23 | Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина | Method of producing superhard composite material based on cubic boron nitroide |
| SU1527931A1 (en) * | 1988-03-22 | 1998-06-20 | Институт физики высоких давлений им.Л.Ф.Верещагина | Superhard composition material on the base of cubic boron nitride |
| RU2070599C1 (en) * | 1993-07-19 | 1996-12-20 | Научно-производственное предприятие "Темп" | Charge for superhard composition material production |
| RU2098388C1 (en) * | 1994-09-30 | 1997-12-10 | Акционерное общество закрытого типа "Темп+" | Method of manufacturing products from superhard composite materials |
| EP0816304A2 (en) * | 1996-07-03 | 1998-01-07 | General Electric Company | Ceramic bonded cubic boron nitride compact |
| WO1998024736A1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | High-pressure phase boron nitride base sinter |
| DE19757681A1 (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-02 | Nat Ind Research I Of Nagoya N | Sintered material based on cubic boron nitride and process for its production |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2185930C1 (en) * | 2001-07-02 | 2002-07-27 | АО "Центральный научно-исследовательский технологический институт" | Method for obtaining superhard composite material based on cubic boron nitride for cutting tools |
| RU2284247C2 (en) * | 2004-12-31 | 2006-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Микробор" | Method for producing blank of shock resistant cutting tip on base of cubic boron nitride and shock resistant cutting tip produced by such method |
| WO2012118393A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Закрытое Акционерное Общество "Микробор Нанотех" | Method for producing a polycrystalline composite |
| RU2529141C1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" | Method to produce super-hard composite material based on cubic boron nitride or synthetic diamond for cutting tools |
| RU2587364C2 (en) * | 2014-11-13 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Method of making articles from powder composition based on superhard materials |
| RU2697063C2 (en) * | 2017-10-04 | 2019-08-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Sintered product manufacturing method |
| RU2824419C1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-08-07 | Мурад Меджидович Меджидов | Dental abrasive stone with wear-resistant nanocoating |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0500119B1 (en) | CVD diamond coated cutting tools and method of manufacture | |
| US4647546A (en) | Polycrystalline cubic boron nitride compact | |
| JP2907315B2 (en) | Method for producing polycrystalline cubic boron nitride | |
| US5271749A (en) | Synthesis of polycrystalline cubic boron nitride | |
| JP3637882B2 (en) | Surface coated boron nitride sintered body tool | |
| US6171709B1 (en) | Super-abrasive grain-containing composite material and method of making | |
| EP0445305B1 (en) | Vapor deposited diamond synthesizing method on electrochemically treated substrate | |
| KR100227879B1 (en) | Group IVB boride base cutting tool | |
| JP3637883B2 (en) | Surface coated boron nitride sintered body tool | |
| US5432132A (en) | Silicon nitride based cutting tool insert | |
| US4416840A (en) | Al2 O3 Ceramic composite | |
| RU2147972C1 (en) | Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material | |
| JPH0592306A (en) | Ceramic insert for cutting device and method for its production and use. | |
| JPS627149B2 (en) | ||
| US5326731A (en) | Ceramic compositions for wear resistant applications | |
| CN107761094A (en) | A kind of method that gradient-structure cladding layer is prepared using combination process in aluminum alloy surface | |
| JPS598679A (en) | Coated hard sintered body | |
| US4710425A (en) | Abrasion resistant articles and composition utilizing a boron-doped refractory particle | |
| US4900700A (en) | Silicon nitride-titanium nitride based ceramic composites and methods of preparing the same | |
| JPS5928628B2 (en) | Surface coated cemented carbide tools | |
| JPS603921B2 (en) | Surface-coated cemented carbide cutting tools | |
| RU2098388C1 (en) | Method of manufacturing products from superhard composite materials | |
| RU2529141C1 (en) | Method to produce super-hard composite material based on cubic boron nitride or synthetic diamond for cutting tools | |
| SU869968A1 (en) | Method of producing cutting tools | |
| JPS6022680B2 (en) | Composite sintered body for tools and its manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050224 |