UA8144U - A method for the preparation of composite material based on diamond - Google Patents
A method for the preparation of composite material based on diamond Download PDFInfo
- Publication number
- UA8144U UA8144U UAU200500720U UAU200500720U UA8144U UA 8144 U UA8144 U UA 8144U UA U200500720 U UAU200500720 U UA U200500720U UA U200500720 U UAU200500720 U UA U200500720U UA 8144 U UA8144 U UA 8144U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- diamond
- mass
- silicon
- powder
- diamonds
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229960005196 titanium dioxide Drugs 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
Опис винаходу
Корисна модель стосується області одержання керамічних матеріалів, а саме способів одержання 2 композиційних матеріалів на основі алмазу при спіканні композиційних та полікристалічних матеріалів на основі алмазу в умовах високих тиску і температури.
Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є спосіб одержання композиційного матеріалу на основі алмазу (патент України Мо 65297, М.кл7/С22С26/00 опубл. Бюл. Мо 3, 15.03.04), який включає формування алмазної маси та просочувального шару, що містить принаймні кремній в кількості, достатній для просочування 70 алмазної маси, графіт, нанопорошок алмазу і/або нанопорошок карбіду кремнію та порошки титану або діоксиду титану (Тіб»), і/або порошок молібдену (Мо), і/або порошок алюмінію (АїЇ), нагрівання цієї системи при високих тисках до температури достатньої для плавлення кремнію і витримку при цій температурі.
Недоліком описаного способу є те, що отриманий за цим способом композиційний матеріал має недостатню зносостійкість при правці абразивних кругів. Випробування матеріалу за прототипом, використаного для 72 виготовлення олівців для правки абразивних кругів показали, що на початку процесу вони добре правлять. Коли ж площина зносу матеріалу збільшується, починається нагрівання зразка і збільшується знос матеріалу.
В основу корисної моделі покладено завдання такого удосконалення способу одержання композиційного матеріалу на основі алмазу, при якому завдяки вибору складу алмазної маси забезпечується такий технічний ефект, як підвищення загальної твердості матеріалу і, як наслідок, підвищується зносостійкість отриманого композиційного матеріалу.
Означене завдання вирішується тим, що у способі одержання композиційного матеріалу на основі алмазу, який включає формування алмазної маси та просочувального шару, що містить принаймні кремній в кількості, достатній для просочування алмазної маси, графіт, нанопорошок алмазу і/або нанопорошок карбіду кремнію та порошки титану або діоксиду титану (Ті05), і/або порошок молібдену (Мо), і/або порошок алюмінію (АЇ), нагрівання цієї системи при високих тисках до температури достатньої для плавлення кремнію, і витримку при в цій температурі, згідно корисної моделі при формуванні використовують алмазну масу мікропорошків з розмірами частинок 20-бОмкм, в яку додатково вводять термостійкі монокристалічні алмази в кількості 30-5090 з розміром частинок 80-125мкм, при цьому як додатково введені термостійкі монокристалічні алмази найкраще використовувати монокристали кубооктаедричного габітусу. М
Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що з'являється, і технічними результатами, які «Її досягаються при її реалізації, полягає у наступному.
При формуванні структури композиційних матеріалів, для яких характерним є однорідність розподілу -- алмазних часток і зв'язуючого матеріалу, нагрівання системи - алмазні частки та просочуючий шар - Ге) відбувається в вакуумі. Такі композити можуть бути використані як конструкційні деталі, наприклад для виготовлення деталей для підшипників.
При формуванні полікристалічної структури на основі алмазу під дією високих тисків просочування алмазного каркасу кремнієм приводить до формування в міжалмазних проміжках карбіду кремнію. Такі композиційні « матеріали мають твердість 50-55ГПа. Введення графіту, нанопорошків алмазу та титану приводить до 8 збільшення міцності матеріалу, але твердість не збільшується. Тому такий матеріал може бути використаним 70 для виробництва вигладжувачів і т.п. с Додаткове введення в алмазну масу із мікропорошків з розміром частинок 20-б0мкм термостійких
Із» монокристалічних алмазів з твердістю 80-100ГПа приводить до збільшення твердості матеріалу та його зносостійкості. Оптимальна кількість добавки термостійких монокристалічних алмазів кубооктаедричного габітуса з розміром частинок 80-125мкм дорівнює 30-5095 від загальної кількості алмазної маси. Вибір термостійких монокристалічних алмазів кубооктаєдричного габітусу пояснюється тим, що в зоні контакту алмаз-правлячий бо абразивний круг температура дорівнює 1200-130020. - При нагріванні до таких температур міцність серійних синтетичних алмазів знижується в кілька разів.
Кількість додатково введених термостійких монокристалічних алмазів кубооктаедричного габітусу визначено те експериментально.
ЧТ» 50 Приклади конкретної реалізації пропонованого способу.
Для випробування зносостійкості композиційного матеріалу при правці абразивних кругів були одержані зразки діаметром 1,5мм і висотою 2,2мм.
Для виготовлення зразків з лускоподібного графіту пресували тигель діаметром 1,8мм, висотою 2,бмм із циліндричними гніздами діаметром 1,7мм. В алмазну масу з розміром частинок 28-40мкм (АСМ 40/28) додатково шоб вводили термостійкі монокристалічні алмази кубооктаеєдричного габітусу з розміром частинок 100-125мМкм (АС100Т 125/100). Суміш засипали в кульовий млин і проводили змішування протягом 20 хвилин. Після цього алмазну суміш засипали в циліндричні гнізда графітового тиглю. Для формування просочуючого шару приготували суміш, яка містить - 47,6 мас. 90 кремнію з розміром частинок менше 100мкм, 28,6 мас. 90 лускоподібного графіту, 19 мас. 96 алмазного нанопорошку з розміром частинок 0,002-0,01мкм та 4,8 мас. 95 60 титану (10 мас. 905 від кількості кремнію) з розміром частинок 5-1Омкм. Суміш засипали в кульовий млин і проводили змішування протягом ЗО хвилин. Після цього із суміші пресували диски діаметром 18мм, висотою 1мм. Таким диском закривали гнізда тиглю, в яких розміщена алмазна маса (суміш), і розміщували їх у комірці високого тиску.
Спікання виконували в апараті високого тиску типу тороїд протягом 90с при тиску 8ГПа, температурі 140026. бо Отримали зразки композиційного матеріалу на основі алмазу діаметром 1,5мм і висотою 2,2мм.
Після спікання була проведена хімічна обробка спечених зразків для очищення їхньої поверхні від залишків графіту. Після металізації зразків їх запаювали в отворі сталевого тримача.
Зносостійкість зразків та їх придатність для правки абразивних кругів випробували при правці кругів ПП 600хб63х305 14АПСМ227К6 на круглошліфувальному станку ЗБ 151 при таких режимах:
Мкр- ЗБм/с, Здоп - 0,02мМм/ход, Зпрод - 0,вм/хв, охолодження - 2Ол/хв., тривалість іспиту ї- 15Ххв.
Витрати абразиву рахували по формулі:
Раб - вищо, Ого - 05), 70 де х- 72,5 г/см?
А - ширина круга.
Результати випробувань - питомі витрати зразка одержаного композиційного матеріалу на основі алмазу наведені в таблиці (див. додаток 1). При правці абразивних кругів олівцями із Славутича, які спікають з застосуванням природних алмазів зернистістю 500-60Омкм, питомі витрати дорівнюють 3-5мг на кг абразиву.
Як видно з таблиці (див. додаток 2), використання винаходу, що заявляється - способу одержання композиційного матеріалу на основі алмазу, дає можливість підвищити зносостійкість матеріалу при правці абразивних кругів.
Питомі витрати одержаного матеріалу дорівнюють витратам при правці кругів олівцем з Славутича.
Застосування для спікання Славутича дефіцитних та в 3-5 разів дорожчих природних алмазів в порівнянні з синтетичними показує значну перевагу одержаного композиційного матеріалу для правки абразивних кругів.
Після правки кругами з одержаного матеріалу шліфували сталеві зразки 2 70х40мм з сталі ШХ15 твердістю
НКо62-64 при режимах: Мкр-Зомі/с, поперечна подача Здоп - О,02мі/дв.хід, Зпрод - О,вм/хв., швидкість обертів зразка 200об/х. Було встановлено, що на шліфованій поверхні сталевого зразка були відсутні припали.
Шорсткість поверхні Ка дорівнює 0,498-0,597мкм, що відповідає 8 класу чистоти. Таким чином олівці з одержаного композиційного матеріалу при правці абразивних кругів не поступаються олівцям з Славутича, ш-в оснащеними природними алмазами.
Приклади 1-3, 6-8 таблиці 2 (додається), наведено для тих випадків, які стосуються заявлених ознак.
Приклади 4-5, 9-12 за межами заявлених ознак.
Приклад 14 - відтворення композиційного матеріалу за прототипом. -
Приклад 15 - відтворення матеріалу славутич з природними алмазами. «г
Низький вміст термостійких монокристалічних алмазів в алмазній масі обмежено тим, що при меншій, ніж 30905 кількості таких алмазів (від загальної маси алмазів) питомі витрати матеріалу збільшується - приклади 4 і 8. --
Верхній вміст термостійких монокристалічних алмазів в алмазній масі обмежено тим, що при більшій ніж 5095 3 таких алмазів (від загальної маси алмазів) погіршується спікання композиційного матеріалу - в ньому
Зо з'являються тріщини - приклади 5 і 10.
Верхній розмір термостійких монокристалічних алмазів для введення в алмазну масу обмежено тим, що при їх розмірах більше, ніж 125мкм погіршується спікання композиційного матеріалу - в ньому з'являються тріщини - « приклад 11. з
Нижній розмір термостійких монокристалічних алмазів для введення в алмазну масу обмежено тим, що при їх розмірах менше, ніж 8ВОмкм збільшуються питомі витрати матеріалу - приклад 12. с Синтетичні алмази кристалізуються в основному у вигляді кубів, октаедрів та кубооктаедрів. Кубооктаедр "» має більше гранів та більш питому поверхню. Тому краще віддати перевагу кубооктаедру для поліпшення " утримання термостійких монокристалів в алмазній масі мікропорошків після їх спікання. Так, введення в алмазну масу термостійких монокристалічних алмазів октаеєдричного габітусу збільшує питомі витрати матеріалу - приклад 13. (ее) а т. Найменування показників пе со бо
Таблиця б5
АСМ 40/28 АСТ 125/100 АСТ 100/80 АСТ160/125 АСТ 80/63
Спосіб за корисною моделлю, що заявляється (10 Б0005011010100030 гів юю 11171111 з юю яю 1ю 11 171111171111111111вю вію 16111171 тящини/./ вою 10113 то тю 111 1ю1111111111111лю 86171015 аю 17111511 полю 11111611 птеіщини 7017ю 1 що і 77175111 81 нн ся НИ НОЯ ПОН ПОЛОН
Спосіб за патентом України Мо 65297 р І І ПО ПОЇ нагрівання зразків 215
Правлячі олівці з Славутича вв
Claims (2)
1. Спосіб одержання алмазного композиційного термостійкого матеріалу, що включає формування алмазної маси та просочувального шару, що містить принаймні кремній в кількості, достатній для просочування алмазної - маси, графіт, нанопорошок алмазу і/або нанопорошок карбіду кремнію та порошки титану або діоксиду титану (ТіО»5), і/або порошок молібдену (Мо), і/або порошок алюмінію (АЇї), нагрівання цієї системи при високих тисках до температури достатньої для плавлення кремнію, і витримку при цій температурі, який відрізняється тим, що при формуванні використовують алмазну масу мікропорошків з розмірами частинок 20-60 мкм, в яку додатково «Її вводять термостійкі монокристалічні алмази в кількості 30-50 90 з розміром частинок 80-125 мкм.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як додатково введені термостійкі монокристалічні алмази в використовують монокристали кубооктаедричного габітусу. «-- Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних со Мікросхем", 2005, М 7, 15.07.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України.
. и? (ее) - ЧК» Т» 50 Со 60 б5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200500720U UA8144U (en) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | A method for the preparation of composite material based on diamond |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200500720U UA8144U (en) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | A method for the preparation of composite material based on diamond |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA8144U true UA8144U (en) | 2005-07-15 |
Family
ID=34885138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200500720U UA8144U (en) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | A method for the preparation of composite material based on diamond |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA8144U (uk) |
-
2005
- 2005-01-26 UA UAU200500720U patent/UA8144U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ding et al. | Fabrication and performance of porous metal-bonded CBN grinding wheels using alumina bubble particles as pore-forming agents | |
| KR102186023B1 (ko) | 특유의 형태를 갖는 연마제 입자 | |
| US8927101B2 (en) | Abrasive particles having a unique morphology | |
| CN1249194C (zh) | 多晶磨料 | |
| NO173130B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av formete slipekorn | |
| RO121099B1 (ro) | Procedeu pentru fabricarea uneltelor microabrazive | |
| EP2334455B1 (en) | Microwave plasma sintering | |
| JP2022068167A (ja) | 固有の形態を有する立方晶窒化ホウ素粒子 | |
| JP6374606B2 (ja) | ガラス被覆ｃｂｎ研磨材の作製方法 | |
| UA8144U (en) | A method for the preparation of composite material based on diamond | |
| CN110395999A (zh) | 一种碳陶摩擦材料的制备方法和应用 | |
| CN112495303B (zh) | 一种自锐性金刚石及其制备方法 | |
| JP6367122B2 (ja) | アルミナ焼結体、砥粒、砥石、研磨布、及びアルミナ焼結体の製造方法 | |
| JP2002273661A (ja) | 多孔質金属砥石 | |
| JP7539997B2 (ja) | 多孔質メタルボンド砥石の製造方法および多孔質メタルボンドホイールの製造方法 | |
| KR20190074295A (ko) | 코팅된 충전제 입자를 갖는 금속 하이브리드 연삭 휠 | |
| JP7517571B1 (ja) | 多結晶アルミナ質砥粒及びその製造方法、並びに砥石 | |
| JPS6257874A (ja) | 超砥粒研削砥石 | |
| JP2017519846A (ja) | 酸化チタン及び／又は炭素を含む表面コーティングを有する電気溶融酸化アルミニウムに基づく砥粒 | |
| CN118578301A (zh) | 一种复合结合剂、磨块、磨盘、磨盘的修整方法及应用 | |
| CN117506749A (zh) | 一种用于多晶金刚石片粗磨加工的磨具及其制备方法 | |
| JP2000233377A (ja) | 研磨用部材、それを用いた研磨用定盤及び研磨方法 | |
| JPS62128962A (ja) | アルミナ質焼結体の製造方法 | |
| US20140000177A1 (en) | Unique cubic boron nitride crystals and method of manufacturing them | |
| JPS648688B2 (uk) |