Спікання надтвердих композитів інструментального призначення групи BL у системі cBN-NbC-Al в умовах високих p,Т-параметрів
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.02.037Ключові слова:
cBN, високий тиск, карбід ніобію, надтверді матеріали, різальна керамікаАнотація
В умовах високого тиску (7,7 ГПа) у температурному інтервалі 1800—2350 ºC досліджено процеси спікан ня надтвердих композиційних матеріалів групи BL у системі cBN—NbC—Al, в якій об’ємне співвідно- шення вихідних компонентів вибрано як cBN : NbC : Al = 60 : 35 : 5. За даними XRD-аналізу встановлено, що вже починаючи з температури 1800 ºC між компонентами відбувається хімічна взаємодія із утворенням дибориду ніобію (NbB2) у кількості 3—5 мас. %, а також незначної кількості оксиду алюмінію, AlN і AlB2 як результат рідкофазних реакцій за участю алюмінію. Всі ці новоутворення розташовані в міжзеренно му просторі та на потрійних стиках зерен і є зв’язуючими фазами базового керамо-матричного композита cBN—NbC. За результатами ультразвукової діагностики встановлено, що модуль Юнга та модуль зсуву мають максимум для кераміки, отриманої при температурі спікання 1950 ºC, а подальше підвищення температури призводить до погіршення ії фізико-механічних характеристик. Надтверді керамічні пластини із високими фізико-механічними характеристиками можуть використовуватися для високошвидкісного точіння загартованих (до 60 HRC) та високолегованих (у тому числі інконелеєвих) сталей в умовах високих температур в області різання.
Завантаження
Посилання
Riedel R. (Ed.). (2000). Handbook of ceramic hard materials. Weinheim: Wiley. Doi: https://doi.org/10.1002/9783527618217
McKie, A., Winzer, J., Sigalas, I., Herrmann, M., Weiler, L., Rödel, J. & Can, N. (2011). Mechanical properties of cBN-Al composite materials. Ceram. Int., 37, No. 1, pp. 1-8. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.07.034
Gutnichenko, O., Bushlya, V., Zhou, J. & Ståhl, J.-E. (2017). Tool wear and machining dynamics when turning high chromium white cast iron with pcBN tools. Wear, 390-391, pp. 253-269. Doi: https://doi.org/10.1016/j.wear.2017.08.005
Bushlya, V., Bjerke, A., Turkevich, V. Z., Lenrick, F., Petrusha, I. A., Cherednichenko, K. A. & Ståhl, J.-E. (2019). On chemical and diffusional interactions between PCBN and superalloy Inconel 718: Imitational experiments. J. Eur. Ceram. Soc., 39, No. 8, pp. 2658-2665. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.03.002
Seco Tools AB. SecomaxTM cBN170. Retrieved from https://www.secotools.com
Element Six. Retrieved from https://www.e6.com
Slipchenko, K., Turkevich, V., Petrusha, I., Bushlya, V. & Ståhl, J.-E. (2018). Superhard pcBN materials with chromium compounds as a binder. Procedia Manuf., 25, pp. 322-329. Doi: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.06.090
Klimczyk, P., Benko, E., Lawniczak-Jablonska, K., Piskorska, E., Heinonen, M., Ormaniec, A., Gorczynska-Zawislan, W. & Urbanovich, V. S. (2004). Cubic boron nitride — Ti/TiN composites: hardness and phase equilibrium as function of temperature. J. Alloys Compd., 382, No. 1-2, pp. 195-205. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.04.140
Benko, E., Stanisław, J. S., Królicka, B., Wyczesany, A. & Barr, T. L. (1999). сBN—TiN, cBN—TiC composites: chemical equilibria, microstructure and hardness mechanical investigations. Diam. Relat. Mater., 8, No. 10, pp. 1838-1846. Doi: https://doi.org/10.1016/S0925-9635(99)00131-4
Rong, X. Z., Tsurumi, T., Fukunaga, O. & Yano, T. (2002). High-pressure sintering of cBN—TiN—Al composite for cutting tool application. Diam. Relat. Mater., 11, No. 2, pp. 280-286. Doi: https://doi.org/10.1016/S0925-9635(01)00692-6
Slipchenko, K. V., Petrusha, I. A., Stratiichuk, D. A. & Turkevich, V. Z. (2018). The influence of the VC-Al additive on wear resistance of cBN- based composites. J. Superhard Mater., 40, No. 3, pp. 226-227. Doi: https://doi.org/10.3103/S1063457618030115
Piskorska, E., Lawniczak-Jablonska, K., Demchenko, I. N., Minikayev, R., Benko, E., Klimczyk, P., Wit kowska, A., Welter, E. & Heinonen, M. (2004). Characterization of the c-BN/TiC, Ti3SiC2 systems by element selective spectroscopy. J. Alloys Compd., 382, No. 1-2, pp. 187-194. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.05.043
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
