Закономерности влияния способа получения связующего компонента на структуру и свойства алмазосодержащего композиционного материала

• Автор: Ягудин, Тимофей Генрихович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Состояние вопроса

1.1. Связки алмазного инструмента.

1.2. Теоретические предпосылки создания металлических связок

1.3. Составы и свойства металлических связок

1.4. Методы исследования основных параметров алмазоносного слоя

1.5. Регулирование свойств алмазоносного слоя.

Глава 2 Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика объекта исследований

2.2. Методика изучения структуры и физикомеханических свойств связок .

2.3. Методика исследования кинетики процесса спекания.
2.4. Методика изучения прессуемости порошков
2.5. Методика проведения дифференциального термического анализа.
2.6. Методика испытаний отрезных сегментных кругов
Глава 3 Исследование влияния спекания на структуру связок
3.1. Изучение связки сплава Си и Бп.
3.2. Изучение связки смсси порошков Си и 8п
3.3. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства связок.
Глава 4 Исследование влияния способа подготовки порошковых
смесей на технологические свойства связок.
4.1. Сущность метода механического легирования
4.2. Особенности формования механически легированных
сплавов
4.3. Исследование влияния механического легирования на прессуемость порошка
4.4. Исследования кинетики спекания
Глава 5 Исследование алмазоудержания АКМ с различными
связками
5.1. Сравнительная оценка удерживающей способности металлических связок.
5.2. Вывод формулы для расчета прочности алмазоудержания .
5.3. Взаимосвязь алмазоудержания со свойствами связок
Выводы по работе.
Список используемой литературы


Такого же мнения придерживаются авторы работ [, ], характеризующие химическую связь как эффективный вид крепления зерна. Но было бы правильнее считать, что в алмазном инструменте алмазные зерна в большинстве случаев удерживаются матрицей механически, а крепление в химическом смысле не играет значительной роли [, ], так как оно может быть осуществлено лишь при высоких температурах в вакууме или инертной среде. Реал [] характеризует другие методы крепления, кроме химической связи и механического защемления, например такие, как физико-химические, где превалируют физические связи типа сил Ван-дер-Ваальса. Однако именно физико-химические методы крепления алмаза в связке, наряду с чисто механическим защемлением, в значительной мере определяют техническое использование алмазов. В последнее время широко используются такие методы закрепления алмазных зерен в связке, как, например, нанесение на алмазы металлических и неметаллических покрытий с последующим закреплением по границе покрытие - связка [, ]. Лундблад указывает, что при покрытии алмазных частиц реактивным металлом обеспечивается прочная химическая связь нанесенного металла с органической связкой []. Такое утверждение весьма сомнительно, так как условия изготовления современного инструмента на органических связках не создают предпосылок для химического взаимодействия металла покрытия с фенолформальдегидными смолами. Очевидно, роль покрытия в этом случае сводится к более длительному удержанию осколков зерна на рабочей поверхности и рассеиванию теплового потока, о чем в той же работе пишет сам Лундблад. В результате рассмотрения вопросов физики алмазного шлифования, природы износа алмазоносного слоя и свойств его структурных составляющих установлено, что изучение режущей способности инструмента должно осуществляться на базе исследований таких параметров, как прочность алмазных зерен, износостойкость и удерживающая способность связок. На основании этих предпосылок в институте ВНИИАЛМАЗ была создана связка Ml (М2-). При этом соотношение фаз должно выдерживаться как 1:1. М2- состав был выбран таким образом (Cu-%, Sn-% ), что она состояла из а-твсрдого раствора олова в меди и интерметаллида Cu3jSn8 в соотношении 1:1 [, ]. В настоящее время все металлические связки квалифицируют по изнсостойкости в условиях износа при обработке и по температуре спекания. При определении износостойкости связки в условиях обработки материалов необходимо учитывать, что алмазоносный слой является композиционным материалом и его износ определяется скоростью износа, как связки, так и алмазов. Поэтому длительность эксплуатации инструмента при прочих равных условиях определяется не только свойствами связки и стойкостью се к износу, но и прочностью закрепления алмазов. В работе [] отмечено, что алмаз в инструменте используется не полностью. Только % объема алмаза используется в процессе резания, остальной же объем алмазов выкрашивается и теряется в шламе. Эти данные подтверждают и исследования японских ученых, изучавших шлам при обработке алмазными инструментами на органической и металлической связке изделий из твердых сплавов. Было изучено [], что в шламе находится от % до % алмазов, заложенных в алмазный круг. Поэтому проблема удержания алмазов в связке с целью повышения коэффициента использования алмаза в круге является весьма актуальной для повышения эффективности применения алмазов. В соответствии с данными работ [] металлические связки по работе адгезии, а следовательно, по износостойкости в условиях износа, делятся на три группы (рис. Уа > мДж/м2 - при работе, разрушение идет по алмазному зерну. К низкотемпературным связкам относятся связки [], где температура спекания не превышает 0 °С. К таким связкам относятся связки, основным компонентом которых является А1, и в состав которых входят , Си, Ъл. Эти связки используют в основном для изготовления инструмента, применяемого для заточки твердых сплавов и сталей, где требуется произвести большой (до 1 мм) съем материала без получения высокой точности по шероховатости обработки. Они имеют повышенную производительность обработки, но высокий удельный расход алмаза.