RU1053447C - Способ получени алмазного композиционного материала - Google Patents

Description

Целью изобретени   вл етс  повыше ние эксплуатационной стойкости материала при бурении.

Поставленна  цель достигаетс  тем что предварительно алмазный микропоpoujoit смешивают с 20-70 масД порош™ ка алмазного поликристаллического материала зольностью 0,5-20 мас. и дисперсностью 10-500 мкм. Использ;утот алмазный микропорошок дисперностью 3-60 мкм и бор и/или тугоплавкие металлы смешивают с порошком алмазного поликристаллического материала.

Смешивание алмазного микропорошка с указанным количеством порошка алмазного поликристаллического материала при последующем спекании в услови х высоких давлений и температур обеспечивает разнообразную структуру получаемого материала и самозатачива ние режущей кромки при бурении горных пород. Предварительное смешение порошка алмазного поликристаллического материала с бором и/или тугоплавкими металлами способствует равномерному распределению кремни  по всему объему получаемого опека„

При содержании в получаемом материале порошка алмазного поликристаллического материала менее 20 мас.% его эксплуатационные свойства не улучшаютс , а при содержании более 70 мас.% и зольности более 20 мас. увеличиваетс  пористость и уменьшаетс  прочность спека, что снижает его эксплуатационные свойства

При дисперсности порошка алмазного поликристаллического материала менее 10 мкм повышаетс  заполировка режущих кромок поликристаллического материала, а при дисперсности выше 500 мкм снижаетс  прочность материала из-за повышенной разнородности частиц, что снижает эксплуатационные свойства материала.

При содержании бора и/или тугоплавких металлов в порошке алмазного поликристаллического материала менее 0,5 мас. ухудшаетс  равномерность распределени  кремни  в материале в процессе спекани , а при содержании более 5 маСо% снижаетс  теплостойкость материала.

Алмазный поликристаллический материал в виде забракованных заготовок, а также их отходы, полученные при дроблении и изготовлении шлифпорошков , измельчают до 10-500 мкм и провод т магнитную сепарацию материала дл  удалени  8-12 мас.| металлических примесей-.- После этого полученный порошок обрабатывают при нагревании в хлористоводородной или нитратной кислоте и промывают при многократном цип чении в дистилл рованной воде в течение 0,5-1,5 ч дл  удалени  графита содержащегос  на поверхности поли- . кристалла, контактирующего с графитовым нагревателем. Очищенный порошок алмазного поликристаллического материала высушивают и прокаливают на воздухе при 200-400°С в течение 2040 мин дл  удалени  летучих органических примесей.

Подготовленный таким образом порошок алмазного поликристаллического материала смешивают с 0,5-5 мас. бора и/или тугоплавкого металла, а затем смешивают с алмазным микропорошком дисперсностью 1-60 мкм и размещают между сло ми кремни , вз того в количестве 8-15 от массы смеси. Полученную заготовку помещают в графитовый нагреватель камеры высокого давлени  и воздействуют давлением при температуре в области стабильности алмаза.

Пример 1.35мг порошка алмазного поликристалл.ического материала марки АРС (ГОСТ 9206-80) дисперсностью 10-500 мкм, очищенный от примесей , с зольностью 2 мас.% смешивают с порошком бора дисперсностью менее 0,1 мкм, вз того в количестве 0,5 мас.%. Затем полученную смесь смешивают с 75 мг алмазного микропорошка (гост 9206-80) дисперсностью 10-14 мкм и располагают между сло ми кремни  (8 мг) толщиной 0,7-0,8 мм.

Полученную заготовку помещают в графитовый нагреватель камеры высокого давлени  и спекают при 100 кбар и 1бОО°С в течение 1,5 с. Получают алмазный композиционный материал в виде спека диаметром 3,8 мм, высотой 3,7 мм и массой 0,6 карата. В составе композиционного материала обнаружены, мас.: кремний 0,5, aльций 1,5, карбид кремни  11, карбид железа 2 и карбид бора следы, Плотность материала 3,51 г/смЗJ прочность на сжатие 710 кг/мм2.

Пример 2. 96 мг порошка алмазного поликристаллического материала марки АРВ дисперсностью 10-500 мкм с Зольностью 20 мас. смешивают с