CS257151B1 - Diamantový kompozitní materiál - Google Patents

Abstract

Diamantový kompozitní materiál sestávající z 50 % obj. diamantu a 50 % obj. titanového bronze obsahujícího 70 % hmot. mědi, 20 % hmot. cínu a 10 % hmot. titanu, a slinovaný při teplotě v rozmezí 900 až 940 °C, kde prášková elektrolytická mě3 tvořící součást titanového bronze obsahuje jako stabilizující přísadu 0,08 až 0,13 % hmot. vinanu sodno-draselného.

Description

Vynález se týká diamantového kompozitního materiálu, vhodného zejména ke zhotovení nástrojů pro zpracování tvrdých látek.

Ke zpracování tvrdých materiálů se s výhodou používá diamantových nástrojů, což se příznivě projevuje ve zvýšení produktivity práce, zejména v oborech zpracování kamene a sklářství. Diamantové kompozitní materiály musí být především tvrdé a houževnaté. Tvrdost jim dodává diamantová složka, houževnatost poskytuje kovová pájka.i Při výrobě diamantových kompozit se s výhodou využívá mikrokrystalických zrn, které při výrobě diamantů vznikají v převládající míře a pro přímou technickou aplikaci jsou nepoužitelná.

Mezi základní problémy v technologii diamantových kompozit patří výběr pojivá. Vhodné pojivo musí mít dobrou smáčivost a vytvářet s povrchem diamantových zrn pevnou vazbu. Takové vlastnosti mají například kovové pájky, které vytvářejí při poměrně nízké teplotě karbidy.

Tak je například známá pájka složená ze 70 % hmot. mědi, 20 % hmot. cínu a 10 % hmot. titanu (Najdič J. V. a kol.: CPoroškovaja metalurgija (1973) 715). Kovové slitinové pájky s vyšším bodem tání jsou pro přípravu diamantových kompozit méně vhodné, neboř při vyšších teplotách dochází vedle tvorby karbidu též ke grafitizaci diamantu, což je nežádoucí. Dalším procesem, který má negativní vliv namechanické vlastnosti kompozita je změna fázového složení pájky.

Je známo, že ještě pod teplotou 1 000 °C dochází ke změně fázového složeni pájky doprovázené poklesem její tvrdosti a při překročeni teploty 1 000 °C dokonce dochází k porušení diamantových zrn. (Dvořáková H.: Kovové materiály 5 (1985) 629).

Jak je známo, hlavní surovinou pro přípravu bronze je prášková měd se stabilizační přísadou zabraňující oxidaci mědi. Elektrolyticky připravená měd s obsahem kyslíku 0,02 až 0,05 % se stabilizuje antioxidačními činidly jakými jsou fosfor, bor nebo lithium (Yearbook of Science and Technology, Mc Graw-Hill 1971). Do elektrolytické mědi s obsahem kyslíku 0,3 % se jako stabilizační složka přidává vinan sodno-draselný (tzv. Seignettova sůl), jehož množství v mědi není normou CSN 420 802 přesně stanoveno. Při studiu vlivu technologie na vlastnosti diamantových kompozit bylo zjištěno, že množství Seignettovy soli, přidávané k práškové mědi má vliv na její mechanické vlastnosti. V průběhu přípravy kompozit dochází v důsledku tepelného rozkladu Seignettovy soli k vývoji plynů, které zvyšují porezitu kompozita a snižují trvanlivost nástrojů vyrobených z takových kompozitních materiálů.

Uvedené nedostatky lze odstranit zlepšením a upravením složení diamantového kompozitního materiálu (z diamantové frakce a stabilizované mědi v bronzové vazbě), vhodné pro výrobu nástrojů k řezání kamene a k broušení skla.

Předmětem vynálezu je diamantový kompozitní materiál vhodný pro výrobu nástrojů k řezání kamene a k broušení skla sestávající z 50 % obj. diamantu a 50 % obj. titanového bronze obsahujícího 70 % hmot. mědi, 20 % hmot. cínu a 10 í hmot. titanu, a slinovaný při teplotě v rozmezí 900 až 940 °C. Podstatou vynálezu je složení, při kterém prášková elektrolytická měd tvořící součást titanového bronze obsahuje jako stabilizující přísadu 0,08 až 0,13 hmot. vinanu sodno-draselného.

Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z následujících příkladů provedení.

Příklad 1

Kompozitní materiál s nižší stabilizační přísadou.

K výrobě kompozitního materiálu se použije směs obsahující 38 % obj. diamantů a 62 % obj. práškové směsi o složení 70 % hmot. Cu, 20 % hmot. Sn, 10 % hmot. Ti, v níž elektrolytická měd se stabilizuje 0,1 % Seignettovy soli. Po slisování tlakem 400 MPa se připravený segment slinuje při tepotě 930 °C a po lOminutové prodlevě zakalí na teplotu místnosti.

Příklad 2

Kompozitní materiál s vyšší stabilizační přísadou.

K výrobě kompozitního materiálu se použije směs obsahující 38 % obj. diamantů a 62 % obj. práškové směsi o složení 70 % hmot. Cu, 20 % hmot. Sn, 10 % hmot. Ti v níž elektrolytická měd je stabilizována 0,2 % Seigmattovy soli. po slisováni tlakem 400 MPa se připravený segment slinuje při teplotě 930 °C a po lOminutové prodlevě zakalí na teplotu místnosti.

Kompozitní materiál dle příkladu 2 vykazuje ve srovnání s diamantovým kompozitem dle příkladu 1 3krát nižší pevnost a přičemž jeho porezita je o 40 % vyšší.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Diamantový kompozitní materiál vhodný pro výrobu nástrojů k řezání kamene a k broušení skla, sestávající z 50 % obj. diamantu a 50 % obj. titanového bronze obsahujícího 70 % hmot mědi, 20 % hmot. cínu a 10 % hmot. titanu, a slinovaný při teplotě v rozmezí 900 až 940 °C, vyznačený tím, že prášková elektrolytická měd tvořící součást titanového bronze obsahuje jako stabilizující přísadu 0,08 až 0,13 % hmot. vinanu sodno-draselného.