RU2607393C1

RU2607393C1 - Method of producing composite diamond-containing matrix with increased diamond holding based on hard-alloy powder mixes

Info

Publication number: RU2607393C1
Application number: RU2015132568A
Authority: RU
Inventors: Петр Петрович Шарин; Геннадий Маркович Никитин; Михаил Петрович Лебедев; Василий Егорович Гоголев; Виктор Петрович Атласов; Василий Иванович Попов
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-01-10

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: invention relates to production of diamond tools based on hard-alloy powder mixes. Method of producing a diamond-containing matrix of a diamond tool involves preparation of a hard alloy powder mix, its plastification, in-layer filling the prepared charge and placing diamond grains with a shell of chromium particles into a metal mold, molding the charge with diamond grains into a briquette and sintering the briquette in the furnace with a low-melting metal or alloy in the direction from the bottom to the top. Diamond grains are used with the shell of a uniform layer of chrome particles with the thickness of not less than 5 % from the minimum linear size of diamond grains produced by fixing a plasticized powder of chrome on the surface of diamond grains with subsequent drying. Sintering the briquette in the furnace is performed by heating first for 60–90 minutes up to the temperature of 600 °C, then for 60–70 minutes up to the temperature of 860–1,000 °C, after that up to the temperature of 1,100 °C with provision of thermodiffusion metal coating of the diamond grains with chromium.

EFFECT: provided is reduced consumption of diamonds due to increased strength and reliability of diamond grains fixing in the tool matrix, as well as higher resistance of the diamond tool.

3 cl, 1 dwg

Description

Область, к которой относится изобретение.The field to which the invention relates.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении правящих, буровых и камнеобрабатывающих алмазных инструментов методом свободной пропитки легкоплавкими металлами и сплавами.The invention relates to powder metallurgy and can be used in the manufacture of ruling, drilling and stone-processing diamond tools by free impregnation with fusible metals and alloys.

Уровень техники.The level of technology.

При работе композиционных алмазосодержащих материалов, служащих в качестве рабочих элементов алмазных инструментов, значительная часть алмазных зерен преждевременно вырывается и выпадает из матрицы инструмента, не потеряв и половины своего ресурса работы. Часть алмазных зерен хрупко разрушается вследствие присутствия поверхностных трещин и пор, в результате чего также снижается стойкость алмазного инструмента. Все это в совокупности увеличивает расход алмазов и в целом снижает эксплуатационные показатели и эффективность инструмента. Преждевременное выпадение зерен алмаза является следствием их слабой адгезии к материалу матрицы, за счет которой зерна крепятся в инструменте. Хрупкое разрушение проявляется в распространении трещин в алмазных кристаллах под действием напряжений, возникающих при эксплуатации инструментов или изделий, что является следствием дефектности технических алмазов, используемых в промышленности. Следовательно, одним из путей повышения эксплуатационных характеристик алмазного инструмента является увеличение прочности закрепления алмазного зерна к матрице и повышение прочности самого алмазного зерна.During the work of composite diamond-containing materials serving as the working elements of diamond tools, a significant part of diamond grains prematurely breaks out and falls out of the tool matrix, without losing even half of its work resource. Some diamond grains are brittlely destroyed due to the presence of surface cracks and pores, as a result of which the resistance of a diamond tool also decreases. All this in aggregate increases the consumption of diamonds and as a whole reduces the operational performance and efficiency of the tool. The premature precipitation of diamond grains is a consequence of their weak adhesion to the matrix material, due to which the grains are fixed in the tool. Brittle fracture is manifested in the propagation of cracks in diamond crystals under the action of stresses arising from the operation of tools or products, which is a consequence of the defectiveness of industrial diamonds used in industry. Therefore, one of the ways to increase the operational characteristics of a diamond tool is to increase the strength of fixing diamond grains to the matrix and increase the strength of the diamond grain itself.

Известны способы изготовления алмазных инструментов [1, 2], сущность которых заключается в том, что легкоплавкий металл (медь) располагают под пропитываемым алмазосодержащим брикетом на основе твердосплавных порошковых смесей, так чтобы пропитка происходила снизу вверх. При этом до перехода легкоплавкого металла в жидкую фазу и начала процесса пропитки в результате контактного взаимодействия алмаза с металлами-компонентами твердосплавной шихты происходит образование развитой шероховатости поверхности алмазных зерен, тем самым создаются условия, обеспечивающие механическое сцепление алмазных зерен с матрицей [3]. При достижении температуры плавления жидкий легкоплавкий металл пропитывает алмазосодержащий твердосплавный брикет и заполняет все капилляры и поры, в том числе на межфазной границе алмаз-матрица.Known methods for the manufacture of diamond tools [1, 2], the essence of which is that the low-melting metal (copper) is placed under the impregnated diamond-containing briquette based on carbide powder mixtures, so that the impregnation occurs from the bottom up. In this case, before the transition of the fusible metal to the liquid phase and the start of the impregnation process as a result of the contact interaction of diamond with the metal components of the carbide charge, a developed roughness of the surface of diamond grains is formed, thereby creating conditions for the mechanical adhesion of diamond grains to the matrix [3]. Upon reaching the melting temperature, a liquid fusible metal impregnates a diamond-containing carbide briquette and fills all capillaries and pores, including the diamond matrix at the interface.

Недостатком известных способов является то, что прочность сцепления алмаза с матрицей в основном определяется за счет механической составляющей адгезии алмаза с матрицей, что не обеспечивает достаточно высокую прочность закрепления алмаза с матрицей. Для получения более высокого уровня адгезионной прочности необходимо обеспечить образование химической связи на межфазной границе алмаз-матрица, что, например, достигается в определенных условиях (температуре и давлении) при металлизации поверхности алмазов некоторыми карбидообразующими металлами, например хромом.A disadvantage of the known methods is that the adhesion strength of diamond with the matrix is mainly determined by the mechanical component of the adhesion of diamond with the matrix, which does not provide a sufficiently high strength of fixing diamond with the matrix. To obtain a higher level of adhesive strength, it is necessary to ensure the formation of a chemical bond at the diamond-matrix interface, which, for example, is achieved under certain conditions (temperature and pressure) when the surface of diamonds is metallized with some carbide-forming metals, for example chromium.

Известен термодиффузионной способ металлизации алмазов, сущность которого заключается в нагреве в вакууме смеси зерен алмазного порошка с мелкодисперсным порошком карбидообразующего металла (хрома) до температуры, при которой происходит испарение металла (сублимация) с последующим осаждением его на поверхности алмазных частиц [4, 5]. При этом повышается прочность сцепления алмаза с покрытием в результате термохимического взаимодействия алмаза с атомами металла с образованием карбидной прослойки между алмазом и металлическим покрытием. Кроме того, происходит улучшение прочностных свойств самих зерен алмазов за счет «цементирующего» воздействия металло-карбидного покрытия, заполняющего поверхностные дефекты алмаза в виде микротрещин и пор. Однако при использовании предварительно металлизированных хромом алмазов для получения алмазосодержащих матриц инструментов, технология спекания которых предусматривает высокотемпературный нагрев, превышающий 1100°C, например при спекании с пропиткой легкоплавкими металлами твердосплавных алмазосодержащих брикетов прочность сцепления металлизированного покрытия с алмазом значительно уменьшается [4,5]. Это обусловлено тем, что при высоких температурах возобновление контактного взаимодействия алмаза с ранее сформированным металло-карбидным покрытием сопровождается интенсивной графитизацией поверхности алмаза. Одной из основных причин интенсивной графитизации алмаза является затруднение диффузии атомов углерода через высокопрочную карбидную прослойку, которая была образована в приконтактной области покрытия с алмазом при первичной металлизации хромом. В связи с чем предварительная металлизация не получила широкого промышленного применения при изготовлении правящих, буровых и камнеообрабатывающих инструментов, технология получения которых предусматривает спекание с пропиткой при температурах 1000°C и более градусов.There is a known thermal diffusion method for diamond metallization, the essence of which consists in heating in a vacuum a mixture of diamond powder grains with finely divided carbide-forming metal (chromium) powder to a temperature at which metal evaporates (sublimation) with its subsequent deposition on the surface of diamond particles [4, 5]. At the same time, the adhesion of diamond to the coating increases as a result of the thermochemical interaction of diamond with metal atoms with the formation of a carbide layer between the diamond and the metal coating. In addition, there is an improvement in the strength properties of the diamond grains themselves due to the “cementing” effect of the metal-carbide coating that fills the surface defects of diamond in the form of microcracks and pores. However, when using diamonds pre-metallized with chromium to obtain diamond-containing matrixes of tools, the sintering technology of which provides for high-temperature heating exceeding 1100 ° C, for example, when sintering with impregnated low-melting metals of hard-alloy diamond-containing briquettes, the adhesion strength of the metallized coating with diamond is significantly reduced [4,5]. This is due to the fact that at high temperatures, the resumption of the contact interaction of diamond with a previously formed metal-carbide coating is accompanied by intense graphitization of the diamond surface. One of the main reasons for the intensive graphitization of diamond is the difficulty of diffusion of carbon atoms through a high-strength carbide layer, which was formed in the contact area of the coating with diamond during primary metallization with chromium. In this connection, preliminary metallization has not received wide industrial application in the manufacture of ruling, drilling and stone-processing tools, the technology for which provides for sintering with impregnation at temperatures of 1000 ° C and more degrees.

Наиболее близким аналогом изобретения по совокупности существенных признаков является способ изготовления алмазного инструмента [6], включающий приготовление смеси из твердых сплавов ВК6 и ВК8, ее пластифицирование, послойную укладку алмазов в приготовленную шихту, ее спекание с пропиткой медью. При этом медь, нарезанную мелкими пластинами, укладывают на наружный слой приготовленной шихты. Спекание осуществляют в герметичных печах в среде водорода или в вакууме. Недостатком известного способа является низкая прочность закрепления алмазных зерен в матрице. The closest analogue of the invention in terms of essential features is a method for manufacturing a diamond tool [6], which includes preparing a mixture of hard alloys VK6 and VK8, plasticizing it, layering diamonds in a prepared charge, sintering it with copper impregnation. In this case, copper cut into small plates is placed on the outer layer of the prepared charge. Sintering is carried out in sealed furnaces in a hydrogen environment or in vacuum. The disadvantage of this method is the low strength of the fastening of diamond grains in the matrix.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей изобретения является изготовление алмазного инструмента на основе твердосплавных порошковых смесей с прочным сцеплением алмазных зерен с матрицей инструмента за счет обеспечения при одном цикле высокотемпературного нагрева и охлаждения в вакууме последовательного выполнения двух технологических операций - термодиффузионной металлизации карбидообразующим металлом - хромом и спекания алмазосодержащей шихты с пропиткой легкоплавким металлом или сплавами.The objective of the invention is the manufacture of diamond tools based on carbide powder mixtures with strong adhesion of diamond grains to the matrix of the tool by providing, during one cycle of high-temperature heating and cooling in vacuum, the sequential execution of two technological operations - thermal diffusion metallization with a carbide-forming metal - chromium and sintering of a diamond-containing charge with low-melting impregnation metal or alloys.

Техническим результатом изобретения является сокращение расхода алмазов за счет увеличения прочности и надежности закрепления зерен алмаза в матрице инструмента и повышение стойкости алмазного инструмента, а также упрощение и удешевление технологии получения композиционной алмазосодержащей матрицы за счет последовательного выполнения операций металлизации алмазов и спекания с пропиткой легкоплавким металлом за один цикл нагрева и охлаждения в вакууме.The technical result of the invention is to reduce the consumption of diamonds by increasing the strength and reliability of fixing diamond grains in the tool matrix and increasing the durability of the diamond tool, as well as simplifying and cheapening the technology for producing composite diamond-containing matrix by sequentially performing operations of diamond metallization and sintering with impregnation with low-melting metal in one vacuum heating and cooling cycle.

Технический результат достигается тем, что в способе получения алмазосодержащей матрицы алмазного инструмента, включающем приготовление твердосплавной порошковой шихты, ее пластифицирование, послойную засыпку приготовленной шихты и укладку алмазных зерен в металлическую пресс-форму, прессование шихты с алмазными зернами в брикет и спекание брикета в печи с пропиткой легкоплавким металлом или сплавом в направлении снизу вверх, согласно изобретению используют алмазные зерна с оболочкой из равномерного слоя частиц хрома толщиной не менее 5% от минимального линейного размера зерна алмаза, полученной путем закрепления пластифицированного порошка хрома на поверхности алмазных зерен с последующей сушкой. При этом спекание брикета в печи ведут путем нагрева сначала в течение 60-90 мин до температуры 600°C с выдержкой в течение 30-45 мин, затем в течение 60-70 мин до температуры 860-1000°C с выдержкой в течение 20-60 мин, после этого до температуры 1100°C с выдержкой в течение 5-10 мин с обеспечением термодиффузионной металлизации алмазных зерен хромом.The technical result is achieved in that in a method for producing a diamond-containing matrix of a diamond tool, including the preparation of a carbide powder mixture, its plasticization, layer-by-layer filling of the prepared mixture and laying of diamond grains in a metal mold, pressing the mixture with diamond grains into a briquette and sintering the briquette in a furnace with impregnation with fusible metal or alloy in the direction from the bottom up, according to the invention, diamond grains with a shell of a uniform layer of chromium particles not thick m it is 5% of the minimum linear dimension of the diamond grains obtained by fixing plasticized powder of chromium on the surface of diamond grains, followed by drying. The sintering of the briquette in the furnace is carried out by heating first for 60-90 minutes to a temperature of 600 ° C with holding for 30-45 minutes, then for 60-70 minutes to a temperature of 860-1000 ° C with holding for 20- 60 minutes, then to a temperature of 1100 ° C with holding for 5-10 minutes with the provision of thermal diffusion metallization of diamond grains with chromium.

Известно, что при нагреве в интервале температур 750-1080°C еще до перехода пропитывающего металла или сплава в жидкую фазу и начала пропитки в вакууме атомы хрома, достигнув поверхности алмаза за счет различных транспортных механизмов (твердофазной диффузии или переноса через газовую фазу), вступают с атомами углерода алмаза в термохимическое взаимодействие и образуют на поверхности алмаза металло-карбидное покрытие. Оболочка из частиц порошка хрома вокруг алмазных зерен предотвращает непосредственное контактное взаимодействие алмаза с компонентами твердосплавной шихты, например с не менее активным к алмазу кобальтом, тем самым исключает или, по крайней мере, минимизирует каталитическую графитизацию поверхности алмаза, поскольку при контакте алмаза с кобальтом в этом интервале температур имеет место интенсивная графитизация алмаза, снижающая его прочность сцепления с металло-карбидным слоем. При достижении температуры плавления жидкий пропитывающий металл или сплав поднимается по микроскопическим капиллярам (порам), пропитывает весь объем алмазосодержащего брикета, включая пористую оболочку вокруг алмазных зерен из частично припекшихся между собой частиц хрома, и припаивает металло-карбидное покрытие алмазных зерен с матрицей композита в одно целое.It is known that when heated in the temperature range 750-1080 ° C, even before the impregnating metal or alloy passes into the liquid phase and the impregnation begins in vacuum, the chromium atoms, having reached the diamond surface due to various transport mechanisms (solid-phase diffusion or transfer through the gas phase), enter with carbon atoms of diamond into thermochemical interaction and form a metal-carbide coating on the surface of diamond. A shell of chromium powder particles around diamond grains prevents direct contact interaction of the diamond with the components of the carbide charge, for example, cobalt no less active on diamond, thereby eliminating or at least minimizing the catalytic graphitization of the diamond surface, since this is the case when the diamond is in contact with cobalt Intensive graphitization of diamond takes place in the temperature range, which reduces its adhesion to the metal-carbide layer. When the melting point is reached, the liquid impregnating metal or alloy rises through microscopic capillaries (pores), impregnates the entire volume of the diamond-containing briquette, including the porous shell around the diamond grains from partially baked together chromium particles, and solders the metal-carbide coating of diamond grains with the composite matrix into one whole.

Закрепление вокруг алмазных зерен слоя частиц порошка хрома толщиной менее 5% от минимального линейного размера зерен может привести к интенсивной каталитической графитизации алмаза за счет переноса кобальта через газовую фазу на поверхность алмаза, что ухудшит сцепление алмаза с металло-карбидным слоем.Fixing a layer of chromium powder particles around diamond grains with a thickness of less than 5% of the minimum linear grain size can lead to intensive catalytic graphitization of diamond due to the transfer of cobalt through the gas phase to the diamond surface, which will worsen the adhesion of diamond to the metal-carbide layer.

В качестве пластификатора предпочтительно использование раствора 5-10%-ного раствора канифоли в этиловом спирте. Канифоль представляет собой смесь различных изомеров, преимущественно абиетиновой кислоты, и обладает не только высокими клеящими свойствами, но и служит в качестве флюса, который способствует удалению оксидных пленок с поверхности частиц порошков, снижает поверхностное натяжение, улучшает смачиваемость и качество пропитки частиц хромового и твердосплавного порошков пропитывающим материалом. В качестве пропитывающего легкоплавкого металла кроме меди предлагается использовать сплавы на его основе - латунь и бронзу, которые удовлетворяют условию смачиваемости и пропитывают оболочку с металло-карбидным покрытием вокруг алмазных зерен со стороны припекшихся частиц порошка хрома и брикет из вольфрамкобальтового твердосплавного порошка.As a plasticizer, it is preferable to use a solution of a 5-10% solution of rosin in ethanol. Rosin is a mixture of various isomers, mainly abietic acid, and not only has high adhesive properties, but also serves as a flux, which helps to remove oxide films from the surface of powder particles, reduces surface tension, improves the wettability and quality of impregnation of chromium and carbide powder particles impregnating material. It is proposed to use alloys based on it, such as brass and bronze, as saturating low-melting metal, in addition to copper, which satisfy the wettability condition and impregnate the shell with a metal-carbide coating around diamond grains from the side of caked particles of chromium powder and briquettes made of tungsten-cobalt carbide powder.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 приведена схема расположения в брикете из пластифицированного твердосплавного порошка ВК-8 алмазных зерен, на поверхности которых закреплены частицы порошка хрома, при спекании с пропиткой медью рабочего элемента алмазной правящей гребенки.In FIG. Figure 1 shows the arrangement of diamond grains in a briquette of plasticized carbide powder VK-8, on the surface of which particles of chromium powder are fixed, during sintering with a copper impregnation of the working element of the diamond dressing comb.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Осуществление изобретения подтверждается примером реализации способа, представляющим собой описание последовательного выполнения процессов металлизации и спекания с пропиткой медью рабочего элемента-матрицы алмазной правящей гребенки.The implementation of the invention is confirmed by an example implementation of the method, which is a description of the sequential implementation of metallization and sintering with copper impregnation of the working element of the matrix diamond ruling comb.

В качестве основы твердосплавной матрицы используют порошок твердого сплава, например, марки ВК-8, его пластифицируют и просушивают. В качестве металлизатора используют порошок хрома, например, марки ПХ99. Порошок хрома также пластифицируют 5%-ным раствором канифоли в этиловом спирте и затем частицы порошка хрома закрепляют на поверхности заранее подготовленных алмазных зерен, так чтобы вокруг каждого алмазного зерна образовалась оболочка из частиц хрома равномерной толщины. Для прочного закрепления частиц порошка хрома на алмазных зернах на их поверхность предпочтительно наносят тонкий слой пластификатора. После закрепления частиц порошка хрома вокруг алмазных зерен их просушивают.As the basis of the carbide matrix, a hard alloy powder is used, for example, VK-8 grade, it is plasticized and dried. As a metallizer use chromium powder, for example, brand PH99. The chromium powder is also plasticized with a 5% solution of rosin in ethyl alcohol, and then the chromium powder particles are fixed on the surface of pre-prepared diamond grains, so that a shell of chromium particles of uniform thickness is formed around each diamond grain. To firmly fix the particles of chromium powder on diamond grains, a thin layer of plasticizer is preferably applied to their surface. After fixing the particles of chromium powder around the diamond grains, they are dried.

Просушенную смесь твердосплавного порошка укладывают в стальную пресс-форму, предназначенную для формования заготовки рабочего элемента алмазной правящей гребенки. При укладке смеси твердосплавного порошка в пресс-форму одновременно укладывают алмазные зерна 1 с закрепленными на них частицами порошка хрома 2 согласно заданным их распределением и расположением вершин (фиг. 1). Полученную смесь прессуют в брикет 3. При спекании используется графитовая лодочка 4, на дно которой сначала устанавливают заранее приготовленный брикет из порошка меди 5, затем на нем располагают алмазосодержащий брикет 3, так чтобы пропитка происходила в направлении снизу вверх. Графитовую лодочку 4 с горизонтально расположенными друг на друга брикетами 3 и 5 помещают для спекания в печь в среде вакуума. Сначала в течение 60-90 мин температуру нагрева заготовки изделия поднимают до 600°С и поддерживают ее на этом уровне в течение 30-45 мин. В этом режиме нагрева в вакууме происходит разложение и удаление образовавшихся паров и газов вещества пластификатора. Затем температуру нагрева заготовки изделия в течение 60-70 мин поднимают до 860-1000°С и поддерживают ее на этом уровне около 20-60 мин, в течение которого происходит металлизация поверхности алмаза хромом с образованием металло-карбидного слоя толщиной от нескольких десятков до 200 нм. На заключительном режиме нагрева температуру поднимают до 1100°С и поддерживают ее на этом постоянном уровне в течение 5-10 мин. В этом режиме нагрева завершается металлизация поверхности алмазных зерен и происходит расплавление меди. Жидкая медь поднимается вверх по микроскопическим капиллярам (порам), образовавшимся от отгонки пластификатора. При достижении границ металло-карбидного слоя, образованного по всей площади поверхности алмазного зерна 1, жидкая медь постепенно по мере подъема своего уровня обволакивает и пропитывает хромовый слой 2 вокруг каждого алмазного зерна 1. При заполнении всего объема брикета 3 расплавленной медью капиллярный эффект исчезает и пропитка самопроизвольно прекращается. Спекание заканчивается свободным охлаждением печи до комнатной температуры. При отвердевании жидкой меди металло-карбидное покрытие алмазных зерен припаивается к твердосплавной матрице.The dried mixture of carbide powder is placed in a steel mold intended for forming a workpiece blank of a diamond dressing comb. When laying a mixture of carbide powder in a mold, diamond grains 1 with particles of chromium powder 2 fixed on them are simultaneously laid according to their specified distribution and location of the peaks (Fig. 1). The resulting mixture is pressed into briquette 3. During sintering, a graphite boat 4 is used, on the bottom of which a pre-prepared briquette of copper powder 5 is first installed, then a diamond-containing briquette 3 is placed on it, so that the impregnation proceeds from the bottom up. A graphite boat 4 with briquettes 3 and 5 horizontally arranged on top of each other is placed for sintering in a furnace in a vacuum environment. First, within 60-90 minutes, the heating temperature of the product blank is raised to 600 ° C and maintained at this level for 30-45 minutes. In this mode of heating in vacuum, decomposition and removal of the formed vapors and gases of the plasticizer substance occurs. Then, the heating temperature of the workpiece for 60-70 minutes is raised to 860-1000 ° C and maintained at this level for about 20-60 minutes, during which the surface of the diamond is chromized with chromium to form a metal-carbide layer with a thickness of several tens to 200 nm In the final heating mode, the temperature is raised to 1100 ° C and maintained at this constant level for 5-10 minutes. In this heating mode, the surface metallization of diamond grains is completed and copper is melted. Liquid copper rises up the microscopic capillaries (pores) formed from the distillation of the plasticizer. Upon reaching the boundaries of the metal-carbide layer formed over the entire surface area of diamond grain 1, liquid copper gradually envelops and impregnates the chromium layer 2 around each diamond grain 1 as its level rises. When filling the entire volume of briquette 3 with molten copper, the capillary effect disappears and the impregnation spontaneously terminates. Sintering ends with free cooling of the furnace to room temperature. When liquid copper solidifies, the metal-carbide coating of diamond grains is soldered to the carbide matrix.

Таким образом, при спекании с пропиткой легкоплавкими металлами и сплавами в вакууме алмазосодержащей твердосплавной матрицы, в которой используют алмазные зерна с оболочкой из равномерного слоя частиц хрома толщиной не менее 5% от минимального линейного размера зерна алмаза, в температурно-временном режиме, обеспечивающем термодиффузионную металлизацию алмазных зерен, повышается прочность и надежность закрепления алмазных зерен в матрице. При этом обеспечивается сокращение расхода алмазов и повышение стойкости алмазного инструмента, а также упрощение и удешевление технологии металлизации и получения композиционной алмазосодержащей матрицы.Thus, during sintering with impregnation of low-melting metals and alloys in vacuum, a diamond-containing carbide matrix, in which diamond grains with a shell of a uniform layer of chromium particles with a thickness of at least 5% of the minimum linear grain size of diamond are used, in the temperature-time regime providing thermal diffusion metallization diamond grains, increases the strength and reliability of fixing diamond grains in the matrix. This reduces the consumption of diamonds and increases the durability of the diamond tool, as well as simplifies and reduces the cost of metallization technology and obtain a composite diamond-containing matrix.

Источники информацииInformation sources

[1] Шарин П.П., Лебедев М.П., Гоголев В.Е., Ноговицын Р.Г., Слободчиков П.А. Способ изготовления алмазных инструментов. Патент РФ №2478455, опубл. 10.04.2012.[1] Sharin P. P., Lebedev M. P., Gogolev V. E., Nogovitsin R. G., Slobodchikov P. A. A method of manufacturing diamond tools. RF patent No. 2478455, publ. 04/10/2012.

[2] Шарин П.П., Лебедев М.П., Винокуров Г.Г., Гоголев В.Е., Атласов В.П., Кузьмин С.А., Слободчиков П.А., Тарасов П.П. Способ изготовления алмазной буровой коронки. Патент РФ №2534164, опубл. 27.11.2014.[2] Sharin P. P., Lebedev M. P., Vinokurov G. G., Gogolev V. E., Atlasov V. P., Kuzmin S. A., Slobodchikov P. A., Tarasov P. P. A method of manufacturing a diamond drill bit. RF patent No. 2534164, publ. 11/27/2014.

[3] Шарин П.П., Яковлева С.П., Гоголев В.Е., Васильева М.В.. Структурная организация высокоизносостойких алмазосодержащих композитов на основе твердосплавных порошков, полученных методом спекания с пропиткой медью. // Перспективные материалы. 2015. - №6, с. 66-78.[3] Sharin P. P., Yakovleva S. P., Gogolev V. E., Vasilyeva M. V. Structural organization of highly wear-resistant diamond-containing composites based on carbide powders obtained by sintering with copper impregnation. // Promising materials. 2015. - No. 6, p. 66-78.

[4] Локтюшин В.А., Гуревич Л.М. Получение нанотолщинных металлических покрытий на сверхтвердых материалах методом термодиффузионной металлизации // Изв. Волжского государственного технического университета. - 2009. - т. 11. - №3. - с. 50-54.[4] Loktyushin V.A., Gurevich L.M. Obtaining nanosized metal coatings on superhard materials by the method of thermal diffusion metallization // Izv. Volga State Technical University. - 2009. - T. 11. - No. 3. - from. 50-54.

[5] Найдич Ю.В., Уманский В.П., Лавриненко И.А. Исследование адгезионных свойств хромовых покрытий на поверхности алмаза и графита. // Алмазы и сверхтвердые материалы. 1980. - №12, с. 1-4.[5] Naidich Yu.V., Umansky V.P., Lavrinenko I.A. The study of the adhesive properties of chromium coatings on the surface of diamond and graphite. // Diamonds and superhard materials. 1980. - No. 12, p. 1-4.

[6] Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. // Под редакцией В.Н. Бакуля. - М.: Машиностроение, 1975, с. 268-272.[6] Fundamentals of design and manufacturing technology of abrasive and diamond tools. // Edited by V.N. Bakul. - M.: Mechanical Engineering, 1975, p. 268-272.

Claims

1. A method of obtaining a diamond-containing matrix of a diamond tool, including the preparation of a carbide powder mixture, its plasticization, layer-by-layer filling of the prepared mixture and laying of diamond grains having a shell of chromium particles into a metal mold, pressing the mixture with diamond grains into a briquette and sintering the briquette into furnaces with impregnation with impregnating material in the form of a fusible metal or alloy in vacuum in the direction from bottom to top, characterized in that they use diamond grains with a uniform shell of chromium particles with a thickness of at least 5% of the minimum linear grain size of diamond obtained by fixing plasticized chromium powder on the surface of diamond grains, followed by drying, while the sintering of the briquette in the furnace is carried out by heating first for 60-90 min to a temperature of 600 ° C with holding for 30-45 minutes, then for 60-70 minutes to a temperature of 860-1000 ° C with holding for 20-60 minutes, then to a temperature of 1100 ° C with holding for 5-10 minutes with thermal diffusion metallization of diamond grains with chrome.

2. The method according to p. 1, characterized in that the use of chromium powder, plasticized with 5-10% solution of rosin in ethanol.

3. The method according to p. 1, characterized in that as an impregnating material using brass and bronze.