Поликристаллический сверхтвердый материал

Поликристаллический сверхтвердый материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

O 1=1 g C Д Н И Е t» 487845

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 12.06.73 (21) 1922152/23-26 (51) М. Кл. С Olb 31/06

С Olb 21/06 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 16.01.76 (53) УДК 666.233(088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Вепринцев, А. В. Колчин, Л. И. Клячко и Е. В. Фунтиков

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный тугоплавких металлов и твердых сплавов (71) Заявитель (54) ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ СВЕРХТВЕРДЫЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к области получения и использования поликристаллических сверхтвердых материалов. на основе алмаза и кубического нитрида бора.

Известен пол и кристаллический сверхтвердый материал, содержащий в качестве основного компонента кубический нитрид бора с добавками окислов щелочноземельных металлов и тугоплавких соединений — алмаза, карбида кремния, бора, причем компоненты образуют плотно сцементированную структуру.

Указанный материал применяют преимущественно для режущего инструмента.

Цель изобретения — повышение прочности, износостойкости и термостойкости для преимущественного использования материала в буровом инструменте. С этой целью в материале в качестве основных компонентов берут алмаз и кубический нитрид бора, а в качестве третьей фазы — комплексные соединения на основе окислов щелочноземельных металлов, например окиси кальция с В, Fe, Аl, Cr, Ni и Си и их окислами. Компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Алмаз 35 — 85

BN куоичсский 5 — 60

Третья фаза 0,1 — 15

it образуtoT ср<эсшпеся «скслеть<», взаимно

ttpnttttt<;tt<>ttttt< друг в друга. Размер алмазной фазы 0,1 — 20 мкм, фазы кубического нптрпда бора 3 — 7 мкм и третьей фазы до 1 мкм.

Материал указанного состава и структуры имеет высокую термостойкость, выдерживает

5 пайку медью (около 1100 С) в течение длительного времени. При бурении токшинского кварцита проходка на одну коронку диаметром 59 мм из этого материала составляет

2,7 — 2,8 погонных метров, износостойкость в

10 2 — 3 раза выше по сравнению с природными алмазами. При статическом сжатии на единичное зерно размером 630 мкм прочность составляет 20 — 21 кгс (по методике Киевского института сверхтвердых материалов). Ма15 териал может быть использован преимущественно для долот при бурении нефтяны.; и газовых скважин и оснащения буровых коронок для скоростного бурения шпуров в крепкиv горных породах при числе оборотов бурового

20 снаряда до 3000 — 5000 в 1 мин. Этим материалом можно также оснащать другие виды бурового института — коронки, расширители, камнережущие диски и др.

Материал можно получить следующим оо25 разом.

Смесь порошков алмаза и куб:<ческого ttttгрида оора помешают в графптовый нагреватель. Сверху и снизу этой смеси помещаю таблетки из минералов, содержащих шело t зо поземельные элементt t и металлы 1=<., М, Сг

487845

1 юЪ

Составитель В. Безбородова

Техред О. Луговая Ь,орректор Л. Денискина

Редактор Е. Хорииа

Ваказ 3212,19 11зд. М 1862 Тираж 593 Подппсиое

Ц1-1И11П11 Государствепиого когиитета Совета Мииистров СССР ио делая изовретеиий II откргятий

Москва, Ж-35, Раугоская иао., 1. 4,5

Тииог1ии1и я, пр. Сапуиова, 2

Сс1, В и другие (кальцит, доломит, флюорит, катлинтит, магнезит и другие). Процесс ведут при режимах, соответствующих прямому переходу графита в алмаз (P=120 — 170 кбар, T = 3000 — 3700 С) . В за в и с и мости от исходной зернистости и соотношения взятых порошков алмаза и кубического нитрида бора количество третьей фазы в полученном материале колеблется от 0,1 до 15 вес. о о.

Предмет изобретения

Поликристаллический сверхтвердый материал, содержащий алмаз, кубический нитрид бора и третью фазу с участием окиси щелочноземельных металлов, отличающийся 15 тем, что, с целью повышения прочносги, износостойкости и термостойкости для преимущественного использования материала в буровом инструменте, третья фаза состоит из комплексных соед1шений на основе окислов щелочноземельных металлов, например окиси кальция с В, Fe, Al, Cr, % и Cu ti »x окислами, компоненты взяты в следующем соотношении, вес. о о:

Ллмаз 35 — 85

BN кубический 5 — 60

Третья фаза 0,1 — 15 и образуют сросшиеся «скелеты», взаимно проникающие друг в друга.