0 руб
Оформить заказ7. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛОВ
В машиностроении для изготовления режущих лезвийных и абразивных инструментов широко используются природные и синтетические минералы. Из природных минералов наиболее широко применяются алмаз, кварц, корунд, из синтетических — алмазы, кубический нитрид бора, электрокорунд, карбид бора, карбид кремния. По многим показателям синтетические материалы превосходят природные. Основные свойства минералов, применяемых при обработке резанием, приведены в табл. I.16.
Для лезвийной обработки применяются природные, синтетические алмазы и кубический нитрид бора, для абразивной — природные и синтетические алмазы, кубический нитрид бора, корунд и электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, окись алюминия, окись хрома, окись железа, а также горные породы (например, разновидности мрамора).
Лезвийные инструменты изготавливаются из крупных, не имеющих изъянов природных алмазов или из поликристаллов синтетических сверхтвердых материалов (табл. I.17) [11].
Поликристаллы синтетических алмазов выпускаются тиба баллас по ТУ 2-037-19–70 (АСБ3 и АСБ4 для изготовления выглаживателей) и типа карбонадо по ТУ 2-037-96–73 (АСПК1 и АСПК3 для изготовления выглаживателей и АСПК2 — для резцов). Они представляют собой поликристаллические образования размером до 12 мм прочно связанных кристаллов, обладающих высокой прочностью и износостойкостью. Как режущий материал алмаз обладает высокой стойкостью и низким коэффициентом трения в паре с металлом, что обеспечивает высокое качество поверхности.
Алмазы применяются (природные и синтетические) для точного точения и растачивания деталей из цветных сплавов. Для обработки углеродсодержащих металлов (чугунов, сталей) алмазы не используются, так как из-за химического сродства обрабатываемого и инструментального материалов происходит интенсивное изнашивание алмазных резцов.
Материалы на основе нитрида бора представляют собой кристаллическую кубическую (КНБ) или вюрцитоподобную (ВНБ) модификацию соединения бора с азотом, синтезируемую по технологии, аналогичной производству синтетических алмазов. За счет варьирования технологическими факторами получают несколько отличных друг от друга материалов на этой основе — эльбор, кубонит, гексанит и др. Поликристаллы на основе нитрида бора получают размером до 12 мм; применяются они для обработки сталей и сплавов на основе железа.
I.16. Основные свойства минералов
Свойство
| Алмаз | Карбид бора | Карбид кремния | Электроко-рунд |
Кубический нитрид бора
|
Плотность, г/см3
Микротвердость, МПа
Модуль упругости, МПа
Предел прочности, МПа при сжатии при изгибе
Теплопроводность при 0 °С, Вт/(м · К)
Коэффициент линейного расширения a · 10-6, К-1
Термостойкость, °С
| 3,48–3,56
98100
882900
1960 206–481
0,1465
0,9–1
800 | 2,48–2,52
36295–42180
290380
1765 206–274
0,0105
4,5
2300 | 3,12–3,20
29430–32370
358070
1470 19–150
0,0155
6,5
2600 | 3,93–4,01
17660–25500
–
745 78–88
0,0197
7,5
1700 | 3,44–3,49
73575–83380
706320
490 –
–
–
1500 |
I.17. Классификация синтетических сверхтвердых поликристаллов
Группа | Способ получения | Состав | Марка | Страна-изготовитель |
Синтетические поликристаллы алмаза (СПА) |
Синтез из графита |
Алмаз, графит, металл-катализатор, его карбиды и окислы |
АСБ3, АСБ4, АСБР, АСПК1, АСПК2, АСПК3 |
СССР |
Спекание алмазных порошков, сопровождающееся промежуточным фазовым переходом | Алмаз | СВ-20, СВСП, дисмит | СССР | |
Мегадаймонд | США | |||
Новотипс | ФРГ | |||
Синтетические поликристаллы нитрида бора (СПНБ) | Синтез из смеси гексагонального и других модификаций нитрида бора | КНБ (преимущественно), нитриды и бориды металла-катализатора | Эльбор-Р, белбор | СССР |
Спекание смеси порошков КНБ, ВНБ | ВНБ, КНБ | ПТНБ | СССР | |
Спекание порошков ВНБ | ВНБ (преимущественно), КНБ | Гексанит-Р | СССР | |
Композиты | Спекание смеси порошков алмаза и КНБ или ВНБ, сопровождающееся частичным фазовым переходом | Алмаз и КНБ | СВАБ ПКНБ АС. Компакт | СССР Япония |
| Спекание порошков алмаза с металлической, в том числе твердосплавной пластинкой — двухслойных комплекс | Алмазный слой на металлической основе | ДАП, полиблок, серпакс-Р, диатипт, сандайт, компакс | СССР, ФРГ, Бельгия, Франция, США |
| Спекание порошков КНБ с пластинкой твердого сплава – двухслойный комплекс
| Слой кубического нитрида бора на металлической основе | Брикет | США |