Отримання надтвердих композитів групи BL в системі cBN(Al)-SiB4-WC в умовах високих р,T параметрів

Анотація

Досліджено процеси формування керамо матричних матеріалів у системі cBN(Al)—SiB₄—WC за умов високих тисків (7,7 ГПа) в температурному інтервалі 1600—2300 °C. Показано, що для вибраної нами композиції (BL група) 60 об. % cBN, 5 об. % Al, 25 об. % SiB₄ та 10 об. %. WC в усьому температурно му інтервалі формуються практично безпористі надтверді матеріали із твердістю не менше 33 ГПа та модулем Юнга 613 ГПа, що обумовлено формуванням високоміцної керамічної матриці як в результаті рідкофазного спікання за участі як алюмінію так і активної хімічної взаємодії тетраборида кремнію з WС. Експериментально показано, що процеси консолідації мікропорошків доцільніше проводити при температу рах не менше 1800 °C, а нагрів системи вище 2200 °C призводить до часткової графітизації сBN та активує процеси збиральної рекристалізації в цілому. За даними XRD аналізу встановлено, що внаслідок термічного розкладу тетрабориду кремнію та подальшої хімічної взаємодії із WС утворюються нові сполуки W₂B₅ та WSi₂, а вихідний алюміній окиснюється до α-Al₂O₃ позбавляючи систему від надлишків кисню. Всі нові сполуки утворені в процесі реакційного спікання представлені мікрокристалічними формами із розміром не більше 1—3 мкм, які розташовані в міжзеренному просторі основної матриці, що сприяє додатковому збільшенню твердості та тріщиностійкості. Одержані надтверді керамічні пластини можуть викорис товуватися при точінні загартованих (до 60 HRC) та високолегованих (в тому числі інконелеєвих сталей) за умов високих температур в області різання.