Исследование износостойкости алмазных композитов
The results of experimental modeling of process of chafing of diamond-bearing composites 
 sintering on standard production engineering and with additives of refractory joints are resulted. 
 The gained results have affirmed performance of use of composites with additive CrB2 for bor...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20893 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование износостойкости алмазных композитов / Н.А. Бондаренко, Д.Л. Коростышевски, В.А. Мечник // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 7-9. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860243628483411968 |
|---|---|
| author | Бондаренко, Н.А. Коростышевский, Д.Л. Мечник, В.А. |
| author_facet | Бондаренко, Н.А. Коростышевский, Д.Л. Мечник, В.А. |
| citation_txt | Исследование износостойкости алмазных композитов / Н.А. Бондаренко, Д.Л. Коростышевски, В.А. Мечник // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 7-9. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | The results of experimental modeling of process of chafing of diamond-bearing composites 
sintering on standard production engineering and with additives of refractory joints are resulted. 
The gained results have affirmed performance of use of composites with additive CrB2 for boring of 
mucks of the raised hardness and abrasives with magnification of their wear resistance in comparison with a standard formation sample to 8 times.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:33:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
7
УДК 622.232
Н. А. Бондаренко, д-р техн. наук, Д. Л. Коростышевский,
В. А. Мечник, канд. техн. наук
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ АЛМАЗНЫХ КОМПОЗИТОВ
The results of experimental modeling of process of chafing of diamond-bearing composites
sintering on standard production engineering and with additives of refractory joints are resulted.
The gained results have affirmed performance of use of composites with additive CrB2 for boring of
mucks of the raised hardness and abrasives with magnification of their wear resistance in compari-
son with a standard formation sample to 8 times.
Введение
В современных условиях потребности Украины в углеводном сырье за счет собствен-
ной добычи обеспечиваются частично, в природном газе – на 22–24 %, в нефти – на 12–13
%*. В этой связи возникает необходимость освоения новых месторождений нефти и газа,
увеличения добычи, а также рационального использования.
По сравнению с механической скоростью шарошечных долот, которые широко используют
при бурении твердых и абразивных пород, механическая скорость алмазных долот несколь-
ко ниже при более высоких показателях проходки.
Значительная часть нефтегазовых запасов залегает на больших глубинах, что свидетельству-
ет о необходимости бурения твердых и абразивных пород. В таких условиях к буровому ин-
струменту предъявляется ряд требований, среди которых одно из важнейших – максималь-
ная проходка при высокой механической скорости. Перспектива использования алмазных
долот заключается в увеличении механической скорости бурения за счет повышения режу-
щего действия на примере алмазно-твердосплавных пластин (АТП) с повышенной стойко-
стью к абразивному изнашиванию.
Настоящая работа посвящена созданию стойких к изнашиванию композиционных ма-
териалов на основе алмаза.
Методика исследований и описание эксперимента
Цель исследований – установить влияние добавок тугоплавких соединений на износо-
стойкость алмазных композитов в двухслойных АТП.
Исследования проводили путем экспериментального моделирования процесса изна-
шивания алмазного композита по породе (шлифовального круга) в лабораторных условиях.
Объектами для исследования были взяты спеченные методом горячего прессования алмазо-
содержащие образцы диаметром 7 мм и высотой 3,5 мм. Высоту образца выбирали из сооб-
ражений максимального их размерного приближения к АТП и надежного закрепления в
державке. В составе шихты для спекания, использовали микропорошки марки АСМ зерни-
стостью 40/28 с добавкой тугоплавких соединений SiC, TiB2, CrB2, B4C, WB4,W2B5 и их сме-
сей. Химический состав спеченных образцов приведен в табл. 1.
Спекание производили в аппарате высокого давления типа «тороид» под давлением р
= 8,00,5 ГПа при температуре T = 160030 ºС в течении = 40 с.
После этого поверхности образцов подвергали алмазошлифованию до указанных зна-
чений. Для удобства проведения исследования, возможности базирования и надежного за-
крепления образцов во время эксперимента их устанавливали в предварительно обработан-
ное отверстие стальной державки диаметром 7,1+0,1 мм и глубиной 2±0,1 мм. Глубину посад-
* Аналітична записка щодо розробки енергетичної стратегії України до 2030 року. – http://www.ukrenergo.energy.gov.ua
Выпуск 12. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
8
ки образца в отверстие определяли по правилу, в соответствии с которым такая глубина
должна превышать 50 % общей высоты исследуемого образца (в данном случае – более 1,75
мм).
Таблица 1. Содержание добавок в химическом составе спеченного композита
Номер
образца 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Химический
состав
композита
алмаз алмаз-
(TiB2)
алмаз-
(B4C)
алмаз-
(CrB2)
алмаз-
(SiC)
алмаз-
(WB4)
алмаз-
(CrB2+
W2B5)
алмаз-
(CrB2+
WB4)
алмаз-
(W2B5)
алмаз-
(W2B5+
B4C)
В целях исключения влияния термических напряжений на результаты исследований
вместо традиционной пайки образцов их закрепляли в стальную державку на клей ПВА. По-
сле этого на поверхность каждой сборки наносили клеймление в соответствии с нумерацией
образцов в табл. 1.
Общий вид исследуемых образцов и сборки показан на рис. 1.
Рис. 1. Общий вид исследуемых образцов и сборки
Подготовленную для испытаний сборку устанавливали на магнитной плите универ-
сального плоскошлифовального станка модели 3Л722В (рис. 2).
Рис. 2. Общий вид стенда для исследования износостойкости образца
на базе плоскошлифовального станка
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
9
В качестве абразивного материала был выбран круг прямого профиля карбида крем-
ния зеленого на бакелитовой связке со следующими характеристиками: 2504076 64С
40СТ1 (ГОСТ 2424-83).
Поскольку изнашивание образцов отслеживали по массе, перед началом каждого
опыта и после его завершения сборку взвешивали на электронных весах с ценой деления
0,0001 г. Массу круга определяли с точностью до 1 г.
Образец шлифовали методом продольной подачи с последующими режимами: ско-
рость круга – 30 м/с, глубина шлифования за один проход – 0,05 мм, продольная подача – 20
м/мин, поперечную подачу равняли глубине шлифования и прибавляли на каждый двойной
ход стола станка. Смазочно-охлаждающая технологическая среда – техническая вода. Про-
должительность опыта составляла 1 мин, что фиксировали секундомером.
Износостойкость композитов определяли как отношение массы износа образца к массе изно-
са круга. Результаты взвешиваний и расчетов приведены в табл. 2.
Таблиця 2. Результаты определения износостойкости алмазных композитов
Масса сборки, г
Номер
образца
до испытания
М1
после испытания
М2
Износ образца
ΔM= М1– М2, г
Износ
круга
Δm, г
Износостой-
кость
композитов
ΔM/Δm
1 60,5806 60,5224 0,0582 40 0,00146
2 60,1627 60,0620 0,1007 42 0,00240
3 60,4121 60,3958 0,0163 50 0,00033
4 60,7436 60,7350 0,0086 46 0,00019
5 62,5204 62,4764 0,0440 40 0,00110
6 60,9803 60,9346 0,0457 34 0,00134
7 61,5030 61,4536 0,0494 30 0,00165
8 60,0021 59,9563 0,0458 15 0,00305
9 64,2001 64,1334 0,0667 15 0,00445
10 62,3434 62,3214 0,0220 10 0,00220
Как свидетельствуют результаты расчетов (см.табл. 2), используемые добавки за ис-
ключением титана и вольфрама, улучшили, либо не изменили износостойкость образцов в
отличии от спеченных по стандартной технологии. Композиты, в которых использовали до-
бавки TiB2, W2B5 и смеси тугоплавких соединений (образцы 2, 8–10), значительно ухудшили
изностойкость и в дальнейшем их использовать не рационально. Из всех представленных
композитов, выгодно отличались образцы с добавками B4C и особенно CrB2. Износостой-
кость последней почти в 8 раз превышает аналогичный показатель для серийно спекаемого
алмазного композита, а значит, может использоваться при изготовлении АТП.
Выводы
1. Изготовлены и испытаны на износостойкость в лабораторных условиях образцы
алмазного композита, спеченные по стандартной технологии и с добавлением тугоплавких
соединений.
2. Установлено, что алмазный композит, спеченный с добавлением CrB2, показал наи-
лучшие результаты по износостойкости и его целесообразно использовать при спекании
двухслойных пластин типа АТП.
Поступила 05.05.09
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-20893 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0065 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:33:36Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бондаренко, Н.А. Коростышевский, Д.Л. Мечник, В.А. 2011-06-09T18:25:23Z 2011-06-09T18:25:23Z 2009 Исследование износостойкости алмазных композитов / Н.А. Бондаренко, Д.Л. Коростышевски, В.А. Мечник // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2009. — Вип. 12. — С. 7-9. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20893 622.23 The results of experimental modeling of process of chafing of diamond-bearing composites 
 sintering on standard production engineering and with additives of refractory joints are resulted. 
 The gained results have affirmed performance of use of composites with additive CrB2 for boring of 
 mucks of the raised hardness and abrasives with magnification of their wear resistance in comparison with a standard formation sample to 8 times. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Исследование износостойкости алмазных композитов Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование износостойкости алмазных композитов Бондаренко, Н.А. Коростышевский, Д.Л. Мечник, В.А. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| title | Исследование износостойкости алмазных композитов |
| title_full | Исследование износостойкости алмазных композитов |
| title_fullStr | Исследование износостойкости алмазных композитов |
| title_full_unstemmed | Исследование износостойкости алмазных композитов |
| title_short | Исследование износостойкости алмазных композитов |
| title_sort | исследование износостойкости алмазных композитов |
| topic | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| topic_facet | Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/20893 |
| work_keys_str_mv | AT bondarenkona issledovanieiznosostoikostialmaznyhkompozitov AT korostyševskiidl issledovanieiznosostoikostialmaznyhkompozitov AT mečnikva issledovanieiznosostoikostialmaznyhkompozitov |