Повышение ресурса алмазных инструментов на металлической связке ионно-плазменной металлизацией алмазного сырья

• Автор: Беров, Закир Жамалович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 202 с. : ил.

С О Д Е Р Ж А Н И1
ВВЕДЕНИЕ
1, СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Методы повышения работоспособности алмазного инструмента
1.2. Методики оценки прочностных свойств алмазов
н прочности удержания алмазов в матрице инструмента
1.3. Методы металлизации алмазных зерен
1.4. Оборудование для нанесения покрытий в вакууме
1.5. Цель и задачи работы
2, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ АЛМАЗНОГО СЫРЬЯ
2.1. Определение оптимального температурного режима
процесса металлизации
2.2. Выбор материала покрытия
2.3. Оптимизация толщины титано-никилевого покрытая
2.4. Выводы
3, РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТНЫХ СЮЙСЇВ И МЕТАЛЛИЗАЦИИ АЛМАЗНЫХ ПОРОШКОВ
3.1. Установка для испытаний алмазов на статическую
прочность
3.2. Методика и установка для испытания алмазов
на повреждаемость при циклическом нагружении
3.3. Разработка оборудования дот тгонно- плазменной металлизации алмазов
3.4. Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШиШШ-ШШШШШ. МЕТАЛЛИЗАЦИЙ НА ПРОЧНОСШЫЕ СЮЙСТВА АЛМАЗОВ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ШСІРУМЕНГА
4.1. Исследование влияния металлизации и технолопиесжих факторов изготовления инструмента на статическую прочность алмазов
4.2. Исследование влияния металлизации на усталостную повреждаемость алмазов
4.3. Исследование влияния металлизации алмазного сырья
на ресурс инструмента
4.4. Выводы
5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
1.1 лЛХ." 01к0 применение, а во многих случаях незаменимость алмазного инструмента в машиностроении, строительной индустрии и бурении геологоразведочных скважин определяет актуальность проблемы повышения работоспособное™ алмазного жнсхрумеяга.
Одетой жз наиболее сложных задет в создании алмазного лнетрумекга является обеспечение надежного зжретгаешш алмаза в матрице шетоумен-та, что связано с малыми размерами, неправильной формой вшсхаллов, а также плохой смачиваемостью их поверхности расплавами металлов. Нанесшие ка поверхность алмаза металлических локрашш является одним из наиболее эффективных путей решения этой задачи. Кроме того, металлизация рассматривается и как способ повышения прочностных свойств алмазов н улучшения теплоотвода в матрицу инструмента.
В настоящей работе разрабатываются технология и оборудование да нанесения метшшгаесянх покрытий на природные н тпзщтяжлтесте синтетические алмазы да инструмекгов на метазшгаеашй связке, изготаз-ливаеммх методом порошковая металлургии. К указанному классу алмазных шсгруменгов относятся правящие карандаши, инструмент для камне-обработки и строительной индустрии, а также буровой инструмент. Особенностью технологии изготовленгш этак ннструмеихов является высоко-тешхературкый режим нрохшхки и спекания алмазоносной части, который существенно влияет на происходящие в ней фшжо-хишгаескне процессы и, соответственно, на ее структуру и свойства. Эта особенность определяет соотаетствуквдие требования к основным параметрам технологии мвтаилж-заши. Поэтому, разработанная технология базируется на ошнмкзадин температурного режима шяжшззцт, обоснованном выборе махернала по-
ками возможностями метода до нанесению при шзкож темсирзгуре практически любых материала, зюночая ттшшаише метюш, сшавы, неме-таззшческие и кошшзнциояше ашеркады. При этом ъшототмпояезтвые материалы не фраищоннрушт. Кроме того, метод позволяет строго жоятро-аировт скорость осаждения, поскольку она сравнительно мэло зависит от параметров разряда. й, наконец, исходник распыляемого материала (катод, мишень) может использоваться д лительное время без замены
Метод заключается в бомбарщшовке мишшк из ижосемого материала ионами пяазмоооразушщего газа и поакдующем осаждении распылен-ных частщ на поверхности алмазов, йоано-пжазмешше «асшлиетельные системы ютйссжфаднруют: ш> кодннеегву электродов (диодные, тржодные, техроидйые); по виду используемого напряжения (постоянное, высокочастотное); но наличию или отсутствию когешщаяа на подложке (со смещением, без смещения).
Среди систем ношо-шшмешото распшшкя наиболее простыми являются системы диодного распыленна [225] (рис. 1.4а). При этом распыляемую мишень ржшшжзш на катоде 1, на другом электроде - аноде 2 (либо отдельно) размещаются алмазы. Рабочую камеру откачивают до давления КР-Ш4 Па, а затем ианусжают инертный газ до рабочего давления порядка 10 Па. На держатет-перемеживагель .алмазного порошка подают отрща-тельный потенциал, и бомбардш>овку нонами используют дая очистке алмазов. При этом происходит распыление оргашмесжнх н яеорганнчесжнх (окжных) загрязнений поверхности. После очистки алмазов отрицательный потенциал вдтшйдшают ж мишенн и расжншгот ее. Распыляемые часттщы эжетшщчюгся через плазму разряда, осаждаются на алмазах и образуют покрытие.