ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИНФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ АЛМАЗНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ Емельянова М.А.,Тарасов П.П.,Иванова Е.В.,Сыромятникова А.С.,Бочкарев-Иннокентьев Р.Н.

Северо-восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова


Номер: 4-3
Год: 2014
Страницы: 70-73
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

инфильтрация, алмазный инструмент, порошковая металлургия, infiltration, diamond tools, powder metallurgy

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Целью исследований был подбор оптимальных значений наиболее важных технологических параметров при получении алмазных инструментов методом инфильтрации и выяснение их влияния на физико-механические свойства изделия.

Текст научной статьи

Метод инфильтрации широко применяется при изготовлении вставок для алмазных гребенок и правильных карандашей. Алмазно-металлические карандаши представляют собой изделие цилиндрической формы, в которых определенном порядке размещены кристаллы алмазов, прочно сцементированные посредством специального сплава. Алмазные гребенки - инструмент для профильной правки шлифовальных кругов [1]. Вставки изготовляются методом порошковой металлургии, представляют собой пластины из твердосплавного пористого материала, пропитанного медью и содержащий кристаллы алмаза в виде прямоугольных призм. Суть метода инфильтрации заключается в пропитке пористого твердосплавного каркаса порошкового тела расплавом более легкоплавкого металла с получением практически беспористого брикета. Для пропитки твердосплавного каркаса используются металлы с температурой плавления ниже температур плавления основного компонента и графитизации алмаза. Чаще всего применяется пропитка медью [2]. При нагреве выше температуры плавления его расплав полностью пропитывает брикет, заполняя поры образовавшиеся при выгорании пластификатора. Целью исследований был подбор оптимальных значений наиболее важных технологических параметров и выяснение их влияния на физико-механические свойства изделия. Как известно, наибольшее влияние на прочностные свойства оказывает пористость твердосплавного каркаса [3]. В свою очередь, пористость зависит от давления прессования. Оптимизация процесса формования, таким образом, заключается в нахождении наиболее приемлемого значения давления прессования. С целью его определения были проведены исследования по установлению зависимости от давления прессования: усилия выпрессовывания; пористости сырого брикета; прочности на изгиб сырых брикетов; прочности на изгиб спеченных заготовок; изменения твердости металлической связки; а также пропитываемости связки. В начале производили прессование первой навески. После этого засыпалась вторая навеска и производилось окончательное прессование образцов при усилиях 40, 60, 80, 100 и 140 кН. Испытания прочности на изгиб проводились со скоростью нагружения 0,1 мм/сек. Измерение твердости производилось на твердомере марки 2140ТР по шкале HRA. Исследование пропитываемости проводилось на РМА электронного микроскопа Filips XL-20.Обработка результатов экспериментов выявила положительную зависимость усилия выпрессовывания от давления прессования. С ростом давления прессования идет равномерный рост усилия выпрессовки. В диапазоне от 80 до 100 кН (250-330 МПа) наблюдается площадка. Пористость твердосплавного брикета уменьшается с повышением давления прессования. График зависимости представлен на рис. 1. Рис. 1. Зависимость пористости от давления прессования Рис. 2. Зависимость прочности на изгиб сырых образцов от давления прессования Рис.3. Зависимость прочности на изгиб спеченных образцов от давления прессования Обработка результатов экспериментов выявила положительную зависимость прочности на изгиб от давления прессования. Как мы видим на рис. 2, с ростом давления прессования идет равномерный рост прочности. В диапазоне от 80 до 100 кН (250-330 МПа) наблюдается площадка. Зависимость прочности на изгиб спеченных заготовок имеет более сложный вид (рис. 3). Как видно на фотографиях изломов спеченных брикетов (рис. 4, 5, 6), менее пористые образцы склонны к хрупкому разрушению. При давлении прессования от 180-250 МПа происходит рост прочности. При меньших усилиях вследствие большой пористости наблюдается разупрочнение брикетов. Измерение твердости спеченных образцов спрессованных при давлении 250 МПа производилось по шкале HRA индентором с алмазным наконечником. Величина твердости составила 82 HRA что вполне соответствует стандартному значению. Пропитываемость связки определялась двумя методами. По первому спеченные образцы шлифовались, поверхность подвергалась травлению смесью плавиковой кислоты (50 вес.%) с азотной кислотой (50вес.%) (рис. 7), или 50 % раствором азотной кислоты в этиловом спирте (рис.8). Протравленные поверхности изучались на растровом электронном микроскопе и по полученным снимкам оценивалась пропитываемость образцов. По другому методу пропитываемость определялась с использованием рентгеновского микроанализатора. Шлифованные образцы без травления помещаем в камеру РМА. Полученные характеристические спектры обрабатывались и по этим данным получали процентное содержание элементов по поперечному сечению образца (рис 9). Рис. 9. Концентрация элементов по сечению образца По результатам этих исследований можно видеть, что жидкая фаза полностью заполнила поры, имевшиеся в прессовке и возникшие при выгорании пластификатора. Таким образом, процесс пропитки можно считать успешным.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.