Оксидно-карбидная керамика

(керметы)

По своему составу является промежуточной композицией между оксидной керамикой и твердым сплавом. В качестве карбидной составляющей применяют смесь карбидов вольфрама и молибдена или карбидов молибдена и титана. Количество карбидов меняется от 20 до 40% по массе.

Марки: В 3; ВОК 60; ВОК 63; ВОК 71; ВОК 95, а также оксидно-нитридная керамика ОНТ 20 (кортинит).

Обладает: - твердостью 93 - 95 HRC_э;

- теплостойкостью 1250 – 1400⁰С;

- δ_и = 650 – 860 МПа.

Нитридная керамика

К этой группе относится силинит – Р – материал нп основе нитрида кремния, композиция: 36,6 % Si₃N₄ +15,4 % Aℓ₂O₃ + 41,8 % TiN. Получают методом горячего прессования. Отличительные особенности:

• стабильность физических свойств и кристаллической структуры при высоких температурах;
• невысокая стоимость и доступность исходного продукта;
• отсутствие в составе вольфрама и его соединений;
• отсутствие адгезии по отношению к черным и цветным металлам.

Обладает: - твердостью 94 - 96 HRC_э;

- теплостойкостью 1200⁰С;

- δ_и = 500 – 700 МПа.

Сверхтвердые инструментальные материалы.

Развитие техники и технологии высоких давлений и температур обусловило создание широкой гаммы различных синтетических сверхтвердых материалов на основе алмаза и кубического нитрида бора, отличающихся по способу получения, структуре и физико-механическим свойствам. Синтетические алмазы и кубический нитрид бора делятся на два класса:

1. порошковые материалы, применяемые для изготовления абразивного инструмента;
2. поликристаллические материалы, изготавливаемые в виде цилиндрических вставок и пластинок для оснащения режущего инструмента.

Поликристаллические материалы в свою очередь подразделяются на три группы:

• поликристаллы на основе алмаза;
• поликристаллы на основе нитрида бора;
• композиционные (двухслойные) поликристаллы.

Поликристаллы на основе алмаза

Делятся на две группы:

1. поликристаллы алмаза, полученные в результате фазового перехода графита в алмаз в присутствии катализаторов при давлении 10⁵ МПа и t = 2000⁰С;
2. поликристаллы алмаза, полученные спеканием алмазных зерен – имеется три разновидности:
• полученные спеканием мелкого алмазного порошка в чистом виде или после специальной предварительной обработки для активизации процесса спекания и представляет собой однофазный продукт;
• представляет собой гетерогенный композит, состоящий из частиц алмаза, скрепленных связкой, которая располагается в виде тонких прослоек между кристаллами алмаза, и обладающих высокой прочностью и твердостью;
• полученные пропиткой алмазного порошка металлическим связующим при высоких давлениях и температурах. В качестве связки используют никель, кобальт, железо, хром.

Режущие инструменты обладают:

- высокой износостойкостью;

- хорошей теплостойкостью;

- малым коэффициентом линейного и объемного расширения;

- небольшим коэффициентом трения;

- малой адгезионной способностью к металлам за исключением железа и его сплавов с углеродом;

- высокой производительностью на высоких скоростях резания и стойкостью при обработке цветных металлов и их сплавов, титана и его сплавов, пластмасс.

Недостаток: интенсивное растворение в железе и его сплавах с углеродом при температуре 700 – 800⁰С.

Физико-механические свойства:

• микротвердость 70 – 100ГПа;
• δ_и = 500 – 2000 МПа;
• теплостойкость 700 - 800⁰С;

· предел прочности на сжатие от 200 до 400 МПа (баллас), от 4400 до 5000 МПа (карбонит).

Поликристаллы на основе нитрида бора

Инструменты данной группы широко применяются для обработки закаленных сталей и чугунов. Незначительно уступая алмазу по твердости, они отличаются высокой теплостойкостью, стойкостью к циклическому воздействию высоких температур и химической инертностью к железу.

Физико-механические свойства:

• микротвердость 20 – 40 ГПа;
• δ_и = 250 – 1200 МПа;
• теплостойкость 800 - 1500⁰С;
• предел прочности на сжатие от 2000 до 4000 МПа (карбонит).

Абразивные материалы.

К абразивным материалам относятся такие естественные и искусственные материалы, основными составляющими которых являются минералы высокой твердости. Они подразделяются на природные (естественные) и искусственные.