Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности
Представлены результаты исследования влияния различных видов адгезионно-магнитной сортировки на эффективность получения и характеристики порошка кубического нитрида бора. На примере зернистости 100/80 экспериментально подтверждено, что адгезионное закрепление ферромагнитных частиц на поверхности кри...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63243 |
| 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: | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности / Н.В. Новиков, Г.П. Богатырева, Г.Д. Ильницкая, А.Н. Соколов, Н.А. Олейник, И.Н. Зайцева, Е.А. Барановская // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 244-249. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859617479270072320 |
|---|---|
| author | Новиков, Н.В. Богатырева, Г.П. Ильницкая, Г.Д. Соколов, А.Н. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. Барановская, Е.А. |
| author_facet | Новиков, Н.В. Богатырева, Г.П. Ильницкая, Г.Д. Соколов, А.Н. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. Барановская, Е.А. |
| citation_txt | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности / Н.В. Новиков, Г.П. Богатырева, Г.Д. Ильницкая, А.Н. Соколов, Н.А. Олейник, И.Н. Зайцева, Е.А. Барановская // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 244-249. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | Представлены результаты исследования влияния различных видов адгезионно-магнитной сортировки на эффективность получения и характеристики порошка кубического нитрида бора. На примере зернистости 100/80 экспериментально подтверждено, что адгезионное закрепление ферромагнитных частиц на поверхности кристаллов в процессе их дробления с последующим разделением в магнитном поле позволяет получить порошки, значительно различающиеся по дефектности поверхности, прочности и характеризующиеся высокой однородностью по прочности. Ключевые слова: порошки кубического нитрида бора, адгезия, сортировка, магнитное поле.
У роботі наведено результати дослідження впливу різних видів адгезійно-магнітної сортировки на ефективність отримання і характеристики порошку кубічного нітриду бору. На прикладі зернистості 160/125 експериментально підтверджено, що фіксація феромагнітних часток на поверхні кристалів у процесі їх подрібнення с послідуючим розділенням у поліградієнтному магнітному полі дозволяє отримати порошки, які значно відрізняються за дефектністю поверхні, міцністю та характеризуються високою однорідністю за міцністю і лінійними розмірами.
The results of studies of the effect of different types of adhesion-magnetic sorting efficiency of production and characteristics of powders of cubic boron nitride are given in the paper. On the example of grit 160/125 experimentally confirmed that the fixation of ferromagnetic particles on the surface of the crystals in the process of crushing followed by separation in poligradientnom magnetic field allows us to obtain powders, differ significantly in surface defects, hardness, characterized by high uniformity of strength and dimensions.
|
| first_indexed | 2025-11-28T21:30:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
244
УДК 621. 921:661.65
Н. В. Новиков, акад. НАН Украины, Г. П. Богатырева, д-р техн. наук, Г. Д. Ильницкая,
А. Н. Соколов, Н. А. Олейник , кандидаты технических наук; И.Н. Зайцева, Е. А. Барановская
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев
ПОЛУЧЕНИЕ ПОРОШКОВ КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
ВЫСОКОЙ ОДНОРОДНОСТИ
Представлены результаты исследования влияния различных видов адгезионно-магнитной
сортировки на эффективность получения и характеристики порошка кубического нитрида бора. На
примере зернистости 100/80 экспериментально подтверждено, что адгезионное закрепление
ферромагнитных частиц на поверхности кристаллов в процессе их дробления с последующим
разделением в магнитном поле позволяет получить порошки, значительно различающиеся по
дефектности поверхности, прочности и характеризующиеся высокой однородностью по прочности.
Ключевые слова: порошки кубического нитрида бора, адгезия, сортировка, магнитное поле.
Введение
Сверхтвердый материал – кубический нитрид бора (сBN) – получают путем синтеза при
высоких температуре и давлении. По своим свойствам и эксплуатационным характеристикам сBN
существенно отличается от синтетического алмаза, он более хрупкий и имеет меньшую прочность.
Кубический нитрид бора наибольшее распространение получил как инструментальный материал для
обработки сталей и сплавов.
Синтез кристаллов сBN осуществляют из пересыщенных растворов нитрида бора в расплавах
щелочных, щелочноземельных металлов и их соединений. Как правило, используют спонтанную
кристаллизацию из многокомпонентного реакционного состава [1]. Специфика кристаллизации
состоит в том, что равновесие между твердой и жидкой фазами на диаграмме состояния определяется
не точкой, как в однокомпонентных составах, а линией, так что интервал кристаллизации изменяется
от десятков до сотен градусов, вследствие чего изменяется и термодинамика процесса [1–3]. В
результате кристаллы зарождаются не одновременно, растут с разными скоростями, и, как следствие,
прочность, размеры и морфология поверхности кристаллов значительно различаются.
С целью выделения cBN (сырья для изготовления порошков кубического нитрида бора)
продукт после синтеза подвергают механическому дроблению, дезинтеграции, термохимической
обработке расплавами гидроксидов щелочных металлов или обработке концентрированной серной
кислотой с добавлением сульфата калия, гравитационному обогащению [4, 5]. Выделенный cBN
представляет собой совокупность зерен: монокристаллы различной степени совершенства, агрегаты,
друзы нарастания и перекристаллизации, сростки и двойники.
Сырье рассевают, используя набор сит. Получают шлифпорошки узких зернистостей от 400/315
до 50/40. Эти порошки состоят из зерен cBN, различающихся по дефектности поверхности, форме
зерен и прочности [6].
По мере развития и совершенствования процессов синтеза сBN, а также повышения
требований к инструменту, возрастают требования к характеристикам качества порошков cBN.
Исходя из требований, предъявляемых к инструменту, основными характеристиками качества
порошков cBN являются зерновой состав, однородность по линейным размерам, прочностные
характеристики – прочность, однородность порошка по прочности.
Одним из путей повышения эффективности получения порошков cBN улучшенного качества
является разработанный в Институте сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины
способ адгезионно-магнитный сортировки, который основан на различии кристаллов порошков
сверхтвердых материалов (СТМ) как синтетического алмаза, так и кубического нитрида бора по
уровню дефектности поверхности. Поверхность кристаллов cBN, особенно дефектные участки
поверхности, содержит активные связи. При определенных условиях эти некомпенсированные связи
могут прочно удерживать адгезионно-закрепившиеся твердые нано- и микрочастицы [7, 8].
Возникающие силы адгезионного взаимодействия весьма значительны и реально обеспечивают
возможность разделения кристаллов в магнитном поле. Величина силы адгезии сферической частицы
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
245
железа диаметром 1 мкм к гладкой поверхности кристалла кубического нитрида бора размером 200
мкм составляет ~ 10-2 дин, а вес кристалла – порядка 10-3 дин. Следовательно, сила адгезионного
взаимодействия превышает силу тяжести кристалла cBN. Поэтому поверхностные силы могут
эффективно применяться в процессах разделения порошков cBN, а закрепившиеся микрочастицы
железа будут выступать в роли магнитных носителей. Адгезионная сила закрепления возрастает с
уменьшением размера ферромагнитных частиц. При нанесении ферромагнитных частиц на
поверхность кристаллов, последние приобретают магнитные свойства. Их величина пропорциональна
уровню дефектности поверхности и массе закрепившихся частиц железа, что обеспечивает условия
их высокоселективного разделения.
Разработанный способ сортировки включает дробление сырья, его классификацию по
зернистостям, перемешивание порошков отдельных зернистостей с мелкодисперсным
ферромагнитным порошком с нанесением ферромагнитных частиц на дефектные участки
поверхности кристаллов, разделение кристаллов в полиградиентном магнитном поле на группы с
разной степенью дефектности поверхности, химическую обработку [7, 9]. Дефектность поверхности
тесно связана с прочностью кристаллов. Поэтому способ адгезионно-магнитной сортировки
порошков позволяет сортировать зерна порошка по прочности.
Для повышения селективности разделения кристаллов с развитой дефектностью поверхности,
а именно, низкопрочных кристаллов кубического нитрида бора, необходимо повышение
селективности закрепления частиц.
Цель работы – исследование влияния различных видов сортировки на эффективность
разделения порошков кубического нитрида бора.
Методика эксперимента
Исследования проводили на порошках cBN торговой марки «кубонит» [10].
Процесс разделения порошков выполняли с помощью адгезионно-магнитной сортировки
традиционным способом и новым. В новом способе нанесение ферромагнитных частиц крупностью
меньше 5 мкм выполняли в процессе дробления сырья.
После дробления порошки с закрепившимися на поверхности зерен ферромагнитными
частицами рассевали на ситах с размерами ячеек сит от 630 мкм до 40 мкм с образованием
зернистостей от 400/315 до 50/40. После проведения рассева определяли выход и прочность каждой
зернистости. После этой операции порошки разделяли в полиградиентном магнитном поле разной
напряженности от 1 до 20 кА/м. Определяли выход каждой фракции порошков, их прочность (р, Н)
[10]. Дефектность поверхности зерен кубонита оценивали по коэффициенту поверхностной
активности (Ка %) [11]. Кроме того, оценивали состав шлифпорошков кубонита по прочности и
линейным размерам единичных зерен и рассчитывали коэффициенты однородности по прочности
(Кодн пр) [12]. По техническим условиям ТУ У 26.8-5417377-170:2007 «Шлифпорошки кубического
нитрида бора» определяли марки, полученных в результате сортировки порошков кубонита.
Результаты и их обсуждение.
Характеристика порошков cBN после дробления сырья вместе с ферромагнитным порошком
представлена в табл. 1.
Таблица 1. Результаты рассева по зернистостям сырья кубонита после дробления
Зернистость Выход, % масс. Прочность, Н
400/315 3,4 8,7
315/250 5,1 8,5
250/200 8,1 10,5
200/160 12,3 13,9
160/125 14,5 11,5
125/100 15,6 9,2
100/80 15,9 6,4
80/63 11,5 5,6
63/50 8,3 3,3
50/40 5,3 1,3
Итого 100,0
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
246
Как видно из таблицы, содержит все зернистости от 400/315 до 50/40, причем наибольшее
количество порошка (69,8 % масс.) представлено основными зернистостями 200/160-80/63.
Порошки одной из основных зернистостей, а именно, зернистости 100/80 с прочностью 6,4 Н
с ферромагнитными частицами на поверхности, разделяли в магнитном поле разной напряженности
от 1 до 20 кА/м с получением 4 продуктов разделения. В полученных продуктах определяли выход,
дефектность поверхности (Ка), прочность (р), однородность по прочности (Кодн.пр) и по линейным
размерам (Кодн.л.р.). По результатам контроля устанавливали марки полученных порошков cBN
согласно [9]. Результаты сортировки представлены в табл. 2.
Таблица 2. Результаты разделения порошка кубонита зернистости 100/80 по дефектности
поверхности зерен новым способом
№ продуктов
разделения
Выход,
%
Ка,
%
р,
Н
Кодн. пр.
%
Марка
ТУ У 88.090.018-98
1 7,5 0,08 8,3 62 К7
2 24,2 0,14 7,4 60 К6
3 59,2 0,48 6,0 55 К5
4 9,1 1,00 5,1 37 К4
Исходный 100,0 0,41 6,4 18 К5
Как следует из табл. 2, в результате сортировки получены порошки cBN с разной
дефектностью поверхности. С уменьшением дефектности поверхности от 1,00 % до 0,08 % возрастает
прочность порошков от 5,1 до 8,3 Н.
Прочность порошков cBN, выделенных в 1-й продукт, по сравнению с прочностью исходного
порошка возрастает приблизительно в 1,3 раза. Однородность порошка, как по прочности, так и по
линейным размерам, также увеличивается. Так, в продуктах разделения по сравнению с исходным
порошком однородность по прочности возрастает в 2,1–3,4 раза.
Для сравнения в табл.3 приведены результаты разделения порошка cBN традиционным
способом [5].
Таблица 3. Результаты разделения порошка кубонита зернистости 100/80 по дефектности
поверхности зерен традиционным способом
№ продуктов
разделения
Выход,
%
Ка,
%
Р,
Н
Кодн. пр.
%
Марка
ТУУ88.090.018-98
1 18,8 0,34 7,5 49 К6
2 27,2 0,41 6,9 47 К5
3 36,6 0,58 6,0 40 К5
4 17,4 0,81 5,6 23 К4
Исходный 100,0 6,4 18 К5
Как следует из табл. 3, в результате сортировки традиционным способом также получены
порошки cBN с разной дефектностью поверхности. С уменьшением дефектности поверхности от 0,81
% до 0,34 % возрастает прочность порошков с 5,6 до 7,5 Н. В продуктах разделения, по сравнению с
исходным порошком, однородность порошков по прочности возрастает в 1,3–2,7 раза.
Анализ данных, приведенных в табл.1 и 2, показывает, что в результате разделения новым
способом получены порошки cBN, которые более значительно различаются как по дефектности
поверхности, так и по прочности. При этом различие порошка по прочности первого и четвертого
продуктов составляет 1,6 раза, а при сортировке традиционным способом – 1,4 раза.
Графически изменение прочности шлифпорошков, полученных по новому способу и по
традиционной технологии, представлены на рис. 1.
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
247
Рис. 1. Прочность шлифпорошков cBN исходных и после адгезионной сортировки
В новом способе нанесение ферромагнитных частичек производится в процессе дробления
исходного материала, поэтому происходит более высокая избирательность закрепления частичек
железа на вновь образуемой поверхности исходного порошка кубического нитрида бора, которая
появляется в процессе дробления. При этом адгезионная сила закрепления частичек будет меньше,
что позволяет избирательно закрепиться и удерживаться на развитой дефектной поверхности зерен
cBN большего количества частичек, какие создают приобретенные магнитные свойства и как
следствие повышается селективность разделения, что создает условия получения порошков cBN,
различающихся между собой по дефектности поверхности и по прочности.
На рис.2 графически проиллюстрировано изменение коэффициентов однородности по
прочности шлифпорошков cBN исходных и после адгезионно-магнитной сортировки. На рис. 2, а
показаны коэффициенты однородности шлифпорошков, полученных по новому способу и на рис. 2, б -
традиционным способом.
а б
Рис.2. Диаграммы изменения коэффициента однородности по прочности шлифпорошков cBN,
полученных по новому способу (а) и традиционным способом (б)
Из рис. 2 видно, что однородность порошка по прочности, полученного новым способом выше
однородности порошка, полученного традиционным способом. Это объясняется тем, что в новом
способе ферромагнитные частицы закреплялись на поверхности кристаллов в процессе дробления
исходного сырья. Дробление порошков cBN (разрушение кристаллов) сопровождается образованием
новой поверхности, а, следовательно, образованием новых некомпенсированных связей, приводящих к
закреплению большего количества ферромагнитных частиц на поверхности, что, в свою очередь
усиливает магнитные свойства кристаллов cBN. Адгезионная сила закрепления частиц при этом
значительно меньше, что обеспечивает избирательность их закрепления и удерживания на развитой
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
248
поверхности и создает условия для эффективного селективного разделения порошков cBN в магнитном
поле.
Выводы
1. Адгезионно-магнитная сортировка кристаллов порошков cBN, независимо от способа
нанесении ферромагнитных частиц на поверхность кристаллов, позволяет производить в магнитном
поле разделение кристаллов по степени дефектности, по прочности при высокой однородности
порошка по прочности.
2. В результате адгезионно-магнитной сортировки при нанесении ферромагнитных частиц в
процессе дробления исходного сырья получены порошки кубического нитрида бора, значительно
более различающиеся между собой по степени дефектности поверхности, прочности, однородности
по прочности.
3. Экспериментально установлено, что закрепление ферромагнитных частиц на поверхности
кристаллов cBN во время дробления, по сравнению с нанесением ферромагнитных частиц при
перемешивании, позволяет получать порошки зернистости 100/80, различающиеся между собой по
прочности в 1,6 раза.
У роботі наведено результати дослідження впливу різних видів адгезійно-магнітної
сортировки на ефективність отримання і характеристики порошку кубічного нітриду бору. На
прикладі зернистості 160/125 експериментально підтверджено, що фіксація феромагнітних часток
на поверхні кристалів у процесі їх подрібнення с послідуючим розділенням у поліградієнтному
магнітному полі дозволяє отримати порошки, які значно відрізняються за дефектністю поверхні,
міцністю та характеризуються високою однорідністю за міцністю і лінійними розмірами.
Ключові слова: порошки кубічного нітриду бору, адгезія, сортировка, магнітне поле.
The results of studies of the effect of different types of adhesion-magnetic sorting efficiency of
production and characteristics of powders of cubic boron nitride are given in the paper. On the example of
grit 160/125 experimentally confirmed that the fixation of ferromagnetic particles on the surface of the
crystals in the process of crushing followed by separation in poligradientnom magnetic field allows us to
obtain powders, differ significantly in surface defects, hardness, characterized by high uniformity of
strength and dimensions.
Key words: powders of cubic boron nitride, adhesion, sorting, magnetic field.
Литература
1. Шульженко А.А., Божко С.А., Соколов А.Н. и др. Синтез, спекание и свойства кубического
нитрида бора. Киев. Наукова думка. – 1993. – 256 с.
2. Carius Alan C. The grindability of powder metal materials using CBN abrasives. –– The Publication
GE Superabrasives, Intertech––2000, Vancouver, BC, Canada, July 17 –– 21, 2000. –– 7 p.
3. Божко С.А., Беженарь Н.П. Термодинамика твердофазного взаимодействия кубического нитри-
да бора с переходными металлами групп IVа и VIа при высоких давлениях // Влияние высоких
давлений на свойства сверхтвердых материалов. – Киев: Наук. Думка, 1985. – С. 11 – 16.
4. Олейник Н.А. Ресурсосберегающая технология переработки продукта синтеза кубического
нитрида бора с повышенным содержанием микропорошков // Резание и инструмент в техно-
логических системах: Междунар. науч.-техн. Сб. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2007. — Вып. 73.
— С. 228–233.
5. Богатирьова Г.П., Майстренко А. Л., Олійник Н.О., Петасюк Г. А., Базалій Г. А., Гвяздовська
В. Л., Пюра Г. Г.Технологічні особливості переробки продукту синтезу кубічного нітриду бо-
ру/ Наукові нотатки: міжвуз. зб. – Луцьк. – 2007, Вип. 20 с.33-37.
6. Шульженко А.А., Богатырева Г.П., Соколов А.Н. и др. Получение однородных по качеству
термостабильных шлифпорошков кубического нитрида бора // Породоразрушающий и метал-
лообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения. –
Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля, ИПЦ АЛКОН НАНУ, 2003. – С. 124–129.
7. Соколов А.Н., Ильницкая Г.Д, Невструев Г.Ф.,Будяк А.А. Управление качеством порошков
кубического нитрида бора// Материалы Х международной научно-техничес-кой конференции
«Машиностроение и техносфера XXI», Севастополь, 8-14 сентя-бря 2003 – сб.докладов.- Дон
ГТУ, 2003. –Т. 3. – С. 141–145.
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
249
8. Шульженко А.А., Соколов А.Н., Невструев Г.Ф., Ильницкая Г.Д. Термостабильные шлифпо-
рошки кубического нитрида бора // Інструментальний світ.-2005. - № 3 – С. 11–13.
9. Новіков М.В., Богатирьова Г.П., Ільницька Г.Д., Невструєв Г.Ф. Спосіб розподілу зернистого
матеріалу за дефектністю поверхні зерен. Патент України № UA65128, МПК B03C 7/00, B03C
1/00 № 2003065195; Заявлено 05.06.2003; Опубл. 15.03.2004. Бюл. № 3.
10. ТУ У 88.090.018-98 Порошки кубического нитрида бора. – Киев: ГОССТАНДАРТ Украины,
1998. – 62 с.
11. Пат. 65129 А України, МКИ G01N27/12. Спосіб оцінки дефектності зерен порошкового мате-
риалу / Г.Ф. Невструєв, Г.Д. Ільницька. – № 2003065196; Заявл. 05.06.2003, Опубл. 15.03.2004,
Бюл. № 3.
12. Оценка качества порошков сверхтвердых материалов. Ч. 1. Теоретические основы метода
оценки характеристик качества. Н.В. Новиков, Г.Ф. Невструев, Г.Д. Ильницкая и др. // Сверх-
твердые материалы. - 2006. - № 5. - С. 74–83; Ч. 2. Практическое применение нового метода
оценки характеристик качества. – С. 58-67.
13. М 28.5-272:2008. Методика аналитической оценки прочностных характеристик шлифпорошков
сверхтвердых материалов (СТМ). Введ. 01.01.2008. – К.: ИСМ НАН Украины, 2008. – 14 с.
Представлена 14.07.11
УДК 622.23.051.7
Н. В. Новиков, акад. НАН Украины; А. П. Закора, Г. Д. Ильницкая, Л. И. Александрова,
Р. К. Богданов, кандидаты технических наук, С. А. Ивахненко, М. Г. Лошак, доктора технических
наук, О. А. Заневский, канд. хим. наук
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРУПНЫХ
СИНТЕТЧЕСКИХ МОНОКРИСТАЛЛОВ ДЛЯ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА
Представлены результаты исследования магнитной восприимчивости и предела прочности
на сжатие монокристаллов алмаза, выращенных с использованием растворителей на основе железо
– никель. Показана корреляционная зависимость между магнитными и механическими
характеристиками кристаллов размером 1600/1250 мкм после ситового рассева.
Ключевые слова: алмаз, прочность, термостабильность, магнитная восприимчивость,
неразрушающий контроль, буровой инструмент.
Как известно, характер разрушения горных твердых и очень твердых пород VIII-X категории
буримости определяется соотношением, с одной стороны, их физико-механических, структурных,
текстурных, минералогических и петрографических свойств, с другой - технологических параметров
режима бурения и связанных с ними характеристик бурового инструмента. Это справедливо для всех
видов бурения, но при использовании алмазного инструмента приобретает особое значение из-за
подверженности алмазов действию высокого контактного напряжения и высокой температуры [1].
Основным видом износа алмазов в процессе работы алмазного бурового
породоразрушающего инструмента является хрупкое разрушение путем скалывания отдельных вы-
ступающих частей вследствие развития микротрещин в алмазном зерне при контакте с горной поро-
дой [2].
В процессе бурения алмазной коронкой осевая нагрузка распределяется не по всей площади
поверхности алмазсодержащей матрицы, а перераспределяется между алмазами, выступающими из
поверхности матрицы на одинаковую высоту, поэтому основной причиной износа алмазных зерен яв-
ляется их неоднородность по размеру и прочности.
Исходя из требований, предъявляемых к алмазному буровому инструменту, основными
характеристиками синтетических алмазов (СА) должны являться зернистость и зерновой состав,
прочность, однородность по прочности и термостойкости.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63243 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2223-3938 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T21:30:06Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Новиков, Н.В. Богатырева, Г.П. Ильницкая, Г.Д. Соколов, А.Н. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. Барановская, Е.А. 2014-05-31T07:03:26Z 2014-05-31T07:03:26Z 2011 Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности / Н.В. Новиков, Г.П. Богатырева, Г.Д. Ильницкая, А.Н. Соколов, Н.А. Олейник, И.Н. Зайцева, Е.А. Барановская // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 244-249. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63243 621. 921:661.65 Представлены результаты исследования влияния различных видов адгезионно-магнитной сортировки на эффективность получения и характеристики порошка кубического нитрида бора. На примере зернистости 100/80 экспериментально подтверждено, что адгезионное закрепление ферромагнитных частиц на поверхности кристаллов в процессе их дробления с последующим разделением в магнитном поле позволяет получить порошки, значительно различающиеся по дефектности поверхности, прочности и характеризующиеся высокой однородностью по прочности. Ключевые слова: порошки кубического нитрида бора, адгезия, сортировка, магнитное поле. У роботі наведено результати дослідження впливу різних видів адгезійно-магнітної сортировки на ефективність отримання і характеристики порошку кубічного нітриду бору. На прикладі зернистості 160/125 експериментально підтверджено, що фіксація феромагнітних часток на поверхні кристалів у процесі їх подрібнення с послідуючим розділенням у поліградієнтному магнітному полі дозволяє отримати порошки, які значно відрізняються за дефектністю поверхні, міцністю та характеризуються високою однорідністю за міцністю і лінійними розмірами. The results of studies of the effect of different types of adhesion-magnetic sorting efficiency of production and characteristics of powders of cubic boron nitride are given in the paper. On the example of grit 160/125 experimentally confirmed that the fixation of ferromagnetic particles on the surface of the crystals in the process of crushing followed by separation in poligradientnom magnetic field allows us to obtain powders, differ significantly in surface defects, hardness, characterized by high uniformity of strength and dimensions. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности Article published earlier |
| spellingShingle | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности Новиков, Н.В. Богатырева, Г.П. Ильницкая, Г.Д. Соколов, А.Н. Олейник, Н.А. Зайцева, И.Н. Барановская, Е.А. Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| title | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности |
| title_full | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности |
| title_fullStr | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности |
| title_full_unstemmed | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности |
| title_short | Получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности |
| title_sort | получение порошков кубического нитрида бора высокой однородности |
| topic | Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| topic_facet | Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63243 |
| work_keys_str_mv | AT novikovnv polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti AT bogatyrevagp polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti AT ilʹnickaâgd polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti AT sokolovan polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti AT oleinikna polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti AT zaicevain polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti AT baranovskaâea polučenieporoškovkubičeskogonitridaboravysokoiodnorodnosti |