Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур
Одержано зразки надтвердого шарового композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високого тиску 7,7 ГПа і високої температури 2100 К. Встановлено, що алмазовмісний шар містить повністю стехіометричний TiC і характеризується рівномірним зменшенням вмісту незв’язаного кобальту від підкладки до поверхн...
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2011
|
| Назва видання: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63262 |
| 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: | Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур / О.С. Осіпов, Т.В. Колабиліна, М.О. Бондаренко, Н.М. Білявина, Г.П. Гажа // 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. 342-347. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63262 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-632622025-02-23T17:09:16Z Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур Осіпов, О.С. Колабиліна, Т.В. Бондаренко, М.О. Білявина, Н.М. Гажа, Г.П. Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Одержано зразки надтвердого шарового композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високого тиску 7,7 ГПа і високої температури 2100 К. Встановлено, що алмазовмісний шар містить повністю стехіометричний TiC і характеризується рівномірним зменшенням вмісту незв’язаного кобальту від підкладки до поверхні різального шару від 10 до 2 мас.%. Зносостійкість отриманих композитів не змінюється після відпалу на повітрі до температури 1200 К. Получены образцы сверхтвердого слоевого композита в системе алмаз- Ti-WC/Co в условиях высокого давления 7,7 ГПа и высокой температуры 2100 К. Установлено, что алмазосодержащий слой содержит полностью стехиометртичный TiC и характеризуется равномерным уменьшением содержания несвязанного кобальта от подложки до поверхности режущего слоя от 10 до 2 мас.%. Износостойкость полученных композитов не изменилась после отжига на воздухе до температуры 1200 К. Samples of the superhard laminate composite material in the diamond-Ti- WC/Co system under high pressure of 7,7 GPa and high temperature of 2100 К were obtained. It was established that the diamond layer contains wholly stoichiometric TiC and characterizes by uniform decrease in the free cobalt content from the substrate to the cutting layer surface in the range of 10 to 2 wt.%. Wear resistance index for obtained composits remains practically invariable after annealing in air until the temperature 1200 K. 2011 Article Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур / О.С. Осіпов, Т.В. Колабиліна, М.О. Бондаренко, Н.М. Білявина, Г.П. Гажа // 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. 342-347. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63262 921.34:620.179.4:622.24.004.69 uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения application/pdf Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| spellingShingle |
Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Осіпов, О.С. Колабиліна, Т.В. Бондаренко, М.О. Білявина, Н.М. Гажа, Г.П. Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
Одержано зразки надтвердого шарового композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високого тиску 7,7 ГПа і високої температури 2100 К. Встановлено, що алмазовмісний шар містить повністю стехіометричний TiC і характеризується рівномірним зменшенням вмісту незв’язаного кобальту від підкладки до поверхні різального шару від 10 до 2 мас.%. Зносостійкість отриманих композитів не змінюється після відпалу на повітрі до температури 1200 К. |
| format |
Article |
| author |
Осіпов, О.С. Колабиліна, Т.В. Бондаренко, М.О. Білявина, Н.М. Гажа, Г.П. |
| author_facet |
Осіпов, О.С. Колабиліна, Т.В. Бондаренко, М.О. Білявина, Н.М. Гажа, Г.П. |
| author_sort |
Осіпов, О.С. |
| title |
Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур |
| title_short |
Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур |
| title_full |
Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур |
| title_fullStr |
Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур |
| title_full_unstemmed |
Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур |
| title_sort |
спікання композиту в системі алмаз-ti-wc/co в умовах високих тисків та температур |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63262 |
| citation_txt |
Спікання композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах високих тисків та температур / О.С. Осіпов, Т.В. Колабиліна, М.О. Бондаренко, Н.М. Білявина, Г.П. Гажа // 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. 342-347. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT osípovos spíkannâkompozituvsistemíalmaztiwccovumovahvisokihtiskívtatemperatur AT kolabilínatv spíkannâkompozituvsistemíalmaztiwccovumovahvisokihtiskívtatemperatur AT bondarenkomo spíkannâkompozituvsistemíalmaztiwccovumovahvisokihtiskívtatemperatur AT bílâvinanm spíkannâkompozituvsistemíalmaztiwccovumovahvisokihtiskívtatemperatur AT gažagp spíkannâkompozituvsistemíalmaztiwccovumovahvisokihtiskívtatemperatur |
| first_indexed |
2025-11-24T03:35:33Z |
| last_indexed |
2025-11-24T03:35:33Z |
| _version_ |
1849641228288655360 |
| fulltext |
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
342
По степени влияния на повышение эффективности гравитационного разделения (получение
наиболее чистого концентрата при минимальных потерях алмаза) рассмотренные виды
дезинтеграции алмазно-графитового материала можно расположить в следующий ряд: механическая
дезинтеграция → химическая дезинтеграция → последовательное применение химической и
механической дезинтеграций → обработка ВЭР.
Подано результати дослідження впливу способів дезінтеграції дисперсного алмазно-
графітового матеріалу на гравітаційний розподіл алмазу і графіту на концентраційному столі.
Ключові слова: алмаз, графіт, дезінтеграція, гравітаційний розподіл, концентраційний стіл.
The results of investigation of the influence of ways of disintegration dispersed diamond-graphite
material on the process of gravitational separation of diamond and graphite at a concentration table pre-
sented in this paper.
Keywords: diamond, graphite, disintegration, gravity separation, concentration table.
Литература
1. Богатырева Г.П., Олейник Н.А. выбор критерия оценки раскрытия продукта синтеза алмаза /
Сверхтвердые матер. – 1995. – № 1. – С. 65–70.
2. Обоснование концепции избирательного разрушения продукта синтеза алмаза /А.Л. Майст-
ренко, Н.В. Новиков, Г.П. Богатырева, Н.А. Олейник // Сверхтвердые матер. – 2005. – № 1. –
С. 17–27.
3. Справочник по обогащению руд. Основные процессы / Под ред. О.С. Богданова. – М.: Недра,
1983. – 381 с.
4. Синтез алмазов /Н.В. Новиков, Д.В. Федосеев, А.А. Шульженко, Г.П. Богатырева – К.: Наук.
думка, 1987. – 160 с.
5. Дезинтеграция продукта синтеза алмаза ударными волнами, генерируемыми в жидкости элек-
троразрядными импульсами большой мощности /Г.П. Богатырева, А.Л. Майстренко, О.Н.
Сизоненко и др. // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и
технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. – К.: ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН
Украины, 2009. – Вып. 12.– С. 191–198.
Поступила 22.06.11
УДК 621.921.34:620.179.4:622.24.004.69
О. С. Осіпов1, канд. техн. наук; Т. В. Колабиліна1, інж.; М. О. Бондаренко1, д-р техн. наук;
Н. М. Білявина2, канд. фіз.-мат. наук, Г. П. Гажа1, інж.
1 Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ
2 Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна
СПІКАННЯ КОМПОЗИТУ В СИСТЕМІ АЛМАЗ-Ti-WC/Co В УМОВАХ
ВИСОКИХ ТИСКІВ ТА ТЕМПЕРАТУР
Одержано зразки надтвердого шарового композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co в умовах
високого тиску 7,7 ГПа і високої температури 2100 К. Встановлено, що алмазовмісний шар містить
повністю стехіометричний TiC і характеризується рівномірним зменшенням вмісту незв’язаного
кобальту від підкладки до поверхні різального шару від 10 до 2 мас.%. Зносостійкість отриманих
композитів не змінюється після відпалу на повітрі до температури 1200 К.
Ключові слова: алмаз, високий тиск, композит, термостійкість, зносостійкість.
Розвиток нафтової і газової промисловості передбачає виконання великого обсягу бурових
робіт з метою пошуку, розвідки і розробки нафтових та газових родовищ. Техніку буріння нафтових
та газових свердловин потрібно постійно вдосконалювати, особливо у зв’язку зі збільшенням обсягів
глибокого та надглибокого буріння, а також зростаючою потребою буріння похило спрямованих та
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
343
горизонтальних свердловин. Одним з основних надтвердих композиційних матеріалів, яким обладну-
ється буровий інструмент, є алмазно-твердосплавні пластини (АТП), що спікаються в умовах високо-
го тиску (6–8 ГПа) і високої температури (1800 – 2100 К) [1–5]. Високий вміст кобальту (6–18 ваг.%)
у структурі алмазовмісного різального шару призводить до низької термостійкості зразків АТП, що
не дає змоги ефективно використовувати їх при температурі понад 1000 К.
Термостійкість зразків звичайних АТП можна значно збільшити в разі вилучення кобальту з
структури алмазовмісного різального шару хімічним впливом кислотами HNO3, HF, і лугами NaOH,
KOH [6–8] . У такий спосіб можна вилужити кобальт на глибину робочого шару 100 мк.
З аналізу досліджень проведених в умовах вакууму і високого тиску зі взаємодії алмазу з ти-
таном з утворенням металоподібного карбіду за типом хімічного зв’язку, випливає, що активне кар-
бідоутворення починається з температури 1400–1500 К, що значно нижче температури просочування
розплавом Со-WC-С шару алмазного мікропорошку (1800–1900 К) при спіканні АТП [9, 10]. Це фор-
мує науково-технологічні передумови формування карбідо-алмазного різального шару АТП перед
просочуванням кобальтовмісним розплавом з твердосплавної підкладки суміші мікропорошків алмаз-
Ti. Реакція карбідоутворення зумовлює утворення міцного контакту на міжфазовій міжзерновій межі
поділу алмаз-карбід, природа якого полягає в міжатомній взаємодії. При цьому зауважимо, що вміст
кобальту у структурі різального шару, джерелом якого є просочуючий розплав Со-WC-С, можна ре-
гулювати і в результаті сформувати алмазовмісний шар з підвищеним показником термостійкості.
Мета цієї роботи – виконати експерименти з отримання зразків термостійкого шаруватого
композиту в системі алмаз-Ti-WC/Co за високого тиску та температури і розробити на їх основі висо-
коефективний буровий інструмент ріжучого типу.
Як вихідні матеріали вибрали алмазні мікропорошки марки АСМ 40/28, мікропорошок Ti з
розміром частинок 5 – 10 мкм і твердосплавні пластини марки ВК 15 (WC – 85 ваг.%; Со – 15 ваг.%).
Зразки композитів отримали з використанням установки високого тиску ДО 043 максимальне
зусилля якої становить 19,6 МН. Для цього використовували тороїдальний апарат високого тиску
(АВТ) з діаметром центрального заглиблення 30,0 мм. За корисного реакційного об’єму 5,5 см3 спіка-
ли дві заготовки АТП за один цикл навантаження. Параметри спікання брали такі: тиск – 7,7±0,3 ГПа;
температуру – 2100±50 К; тривалість нагрівання – 60 с Тиск у реакційному об’ємі АВТ визначали за
методикою встановлення фазових поліморфних перетворень у вісмуті та селеніді свинцю під дією на
них високого тиску. Для встановлення температури спікання композиту використовували методику
визначення термо-е.р.с. вольфрам-ренієвої термопари марки ВР 5/20, робочий спай якої розміщали в
центрі реакційного об’єму АВТ.
Схематичне зображення робочого простору установки високого тиску для спікання композиту
з використанням блок-матриць з твердосплавними вставками, що мають заглиблення тороїдальної
форми, а також центральне заглиблення діаметром 30,0 мм та висотою 11,0 мм показано на рис. 1.
Суміш алмазних мікропорошків з домішками мікропорошків титану (5 об.%) розміщували на повер-
хні твердосплавної пластини марки ВК 15.
Зразки композитів після спікання в умовах високого тиску і температури зображені на рис. 2.
Рис. 1. Схема поперечного перерізу АВТ для
спікання композитів у початковому
(праворуч) та стиснутому (ліворуч)
станах: 1 – внутрішнє сталеве кільце
опорної плити; 2 – внутрішнє сталеве
кільце блок-матриці; 3 – твердосплавна
вставка опорної плити; 4 – твердосплавна
вставка блок-матриці; 5 – тороїдальне
кільце з пресованого літографського
каменю; 6 – контейнер з літографського
каменю; 7 – комірка високого тиску
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
344
Рис. 2. Зразки композитів після спікання: а – до шліфування поверхні; б – після шліфування поверхні
Завдяки застосуванню захисних ізолюючих капсул, виготовлених з ніобію, отримали надій-
ний бар’єр між розплавом Со-WC-C і графітовим нагрівачем, який дає змогу уникнути їх взаємодії і
як результат запобігти спонтанній кристалізації алмазу на поверхні зразків і виникненню тріщин в
алмазовмісному різальному шарі.
Для визначення особливостей структури зразків композиту виконували шліфування і полірування
бічної поверхні. Після шліфування поверхні зразки композитів мали діаметр 13,5 мм і висоту 3,5 мм.
Рентгенівські знімки зразків композитів робили з боку алмазовмісного шару в CuКa-
випромінюванні, за допомогою дифрактометра установки ДРОН-3М. Методика якісного рентгенофа-
зового аналізу ґрунтувалася на ідентифікації кристалічних фаз за такими характерними ознаками, як
значення міжплощинних відстаней d(hkl) і інтенсивностей ліній I(hkl) рентгенівського спектру. Ви-
значення кристалічних структур сполук за відомими структурними моделями передбачало
обов’язкове уточнення методом найменших квадратів координатних та теплових параметрів структу-
ри, коефіцієнтів заповнення атомами відповідних правильних систем точок (стехіометрію сполуки), а
також параметрів текстури (тобто переважної орієнтації певного кристалографічного напрямку пер-
пендикулярно до поверхні зразка або вздовж неї) [11].
Уточнення кристалічної
структури TixCy в композиті
(зокрема, коефіцієнтів запов-
нення атомами відповідних
правильних систем точок) за-
свідчує, що атоми титану у
структурі повністю займають
правильну систему точок, тобто
склад TiC повністю стехіомет-
ричний. При цьому зразок TiC
текстурується з віссю текстури
[111], орієнтованою перпенди-
кулярно до поверхні зразка.
Рентгенофазовий аналіз
даних зразків наочно демон-
струє, що структуроутворення
при спіканні в умовах високого
тиску 8,0 ГПа і температури
2100 К двох контактуючих ша-
рів алмаз – титан і твердий сплав на основі карбіду вольфраму і кобальту, спричиняє утворення ком-
позиту, з різальним алмазовмісним шаром фазового складу: алмаз, Со, TiC (рис. 3).
Результати дослідження мікроструктури за допомогою електронного скануючого мікроскопа
свідчать, що алмазовмісний шар композиту має однорідну структуру з рівномірним розподілом кар-
бідоутворюючої добавки титану (рис. 4).
Рис. 3. Фрагмент дифрактограми алмазовмісного шару
зразків композиту отриманих у системі алмаз-Ti-WC/Co
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
345
а б а б
Рис. 4. Зображення структури композиту алмаз-Со-TiC-WC/Co у скануючому електронному
мікроскопі при збільшенні ×50 та ×250 разів: а – алмазовмісний ріжучий шар;б – твердосплавна
підкладинка
Результати дослідження розподілу титану і кобальту по перерізу зразка композита вздовж ал-
мазовмісного шару вказують на те, що інфільтрації розплаву на основі кобальту (Со-WC-С) перешко-
джає саме процес карбідоутворення TiC. Проте у верхньому різальному шарі композиту його вміст
достатній (4,0–2,0 мас.%) для забезпечення міцного міжчастинкового зв’язку алмаз-алмаз (рис. 5).
Рис. 5. Розподіл в осьовому перерізі зразка композиту алмаз-Со-TiC-WC/Co вмісту 1 – кобальту, 2 –
титану: ліворуч від нуля – шар з твердого сплаву ВК15; праворуч – алмазовмісний шар
До визначальних показників якості бурового інструменту належить показник зносостійкості
значення якого встановлювали за величиною лінійної ділянки (h) зношення пластин композитів після
стругання блоку кварцового пісковику з включеннями цементиту за методикою наведеною в [12].
Результати дослідів з визначення показника зносостійкості зразків пластин отриманих у системі
алмаз-Ti-WC/Co та серійних зразків АТП після нагрівання їх на повітрі протягом трьох хвилин
представлені на рис. 6.
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
346
а б
Рис.6. Залежність зносостійкості зразків (h) від температури нагрівання (T) на повітрі протягом
3 хв: а – зразки композиту алмаз-TiC-Со-WC/Co; б - зразки стандартних АТП
Таким чином, значення показника зносостійкості зразків АПТ, отриманих у системі алмаз-Ti-
WC/Co знаходиться на рівні значень показника зносостійкості зразків стандартних АТП і практично
не змінюється після відпалу на повітрі до температури 1200 К. Мікротвердость за Кнупом зразків
композиту і стандартних АТП однакова, і становить 56±3 ГПа.
Висновки
1. Розроблено науково-технологічні принципи одержання в умовах високого тиску 7,7 ГПа та
високої температури 2100 К двошарового композиційного матеріалу, до складу якого входить над-
твердий різальний шар алмаз-TiC-Co розміщений на твердосплавній підкладці WC/Co.
2. Встановлено, що при спіканні системи алмаз-Ti-WC/Co алмазовмісний шар містить повніс-
тю стехіометричний TiC и характеризується рівномірним зменшенням вмісту незв’язаного кобальту
від підкладки до поверхні різального шару від 10 до 2 мас.%.
3. Встановлено, що показник термостійкості композиту одержаного у системі алмаз-Ti-WC/Co
має значення 1200 К, що на 200 К вище за показник термостійкості зразків АТП, які випускаються
серійно.
4. Розроблені термостійкі АТП рекомендовані для оснащення бурового інструменту та його
промислового тестування за високої швидкості буріння.
Получены образцы сверхтвердого слоевого композита в системе алмаз- Ti-WC/Co в условиях
высокого давления 7,7 ГПа и высокой температуры 2100 К. Установлено, что алмазосодержащий
слой содержит полностью стехиометртичный TiC и характеризуется равномерным уменьшением
содержания несвязанного кобальта от подложки до поверхности режущего слоя от 10 до 2 мас.%.
Износостойкость полученных композитов не изменилась после отжига на воздухе до температуры
1200 К.
Ключевые слова: алмаз, высокое давление, композит, термостойкость, износостойкость.
Samples of the superhard laminate composite material in the diamond-Ti- WC/Co system under high
pressure of 7,7 GPa and high temperature of 2100 К were obtained. It was established that the diamond
layer contains wholly stoichiometric TiC and characterizes by uniform decrease in the free cobalt content
from the substrate to the cutting layer surface in the range of 10 to 2 wt.%. Wear resistance index for
obtained composits remains practically invariable after annealing in air until the temperature 1200 K.
Key words: diamond, high pressure, composite, thermostability, wear resistance.
Література
1. Поликристаллические материалы на основе алмаза / А. А. Шульженко, В. Г. Гаргин,
В. А. Шишкин, А. А. Бочечка. – К.: Наук. думка, 1989. – 192 с.
2. Sintering behavior of the diamond-cobalt system at high temperature and pressure / M. Akaishi,
H. Kanda, Y. Sato et al. // J. of Mater. Sci. – 1982. – Vol. 17, N 1. – P. 193–198.
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
347
3. Clark I. E., Bex P. A. The use of PCD for petroleum and mining drilling // Industrial Diamond Rev.
– 1999. – N 1. – P. 43–49.
4. Cook M. W., Bossom P. K. Trends and recent developments in the material manufacture and cutting
tool application of polycrystalline diamond and polycrystalline cubic boron nitride // Intern. J. of
Refract. Met. & Hard Mater. – 2000. – Vol. 18, N 2–3. – P. 147–152.
5. Scott D. E. The history and impact of synthetic diamond cutters and diamond enhanced inserts on
the oil and gas industry // Industrial Diamond Rev. – 2006. – N 1. – P. 48–55.
6. Pat. 0185189 A1 USA, IC Е21В 10/42, Е21В 10/46. Manufacture of thermally stable cutting
elements / A. Griffo, M. K. Keshavan. – Publ. 07.08.08.
7. Pat. 7493973 USA, IC E21B 10/46. Polycrystalline diamond materials having imported abrasion
resistance, thermal stability and impact resistance / M. K. Keshavan, Y. Zhang, Y. Shen, A. Griffo,
M. Janssen. – Publ. 24.02.09.
8. Pat. 0060391 USA, IC E21B 10/36. Thermally stabile diamond polycrystalline diamond
constructions / R. K. Eyre, A. Griffo, T. W. Oldham. – Publ. 23.03.06.
9. Кушталова И. П., Стасюк Л. Ф. Закономерности образования граничных слоев в системе ал-
маз-переходной металл // Процессы взаимодействия на границе раздела фаз. – К.: ИСМ АН
УССР, 1982. – С. 13–16.
10. Найдич Ю. В., Уманский В. П., Лавриненко И. А. Прочность алмазо-металлического контакта
и пайка алмазов. – К.: Наук. думка, 1988. – 135 с.
11. Марків В. Я., Бєлявіна Н. М. Апаратно-програмний комплекс для дослідження
полікристалічних речовин за їх дифракційними спектрами // Тез. доп. другої міжнар. конф.
“Конструкційні та функціональні матеріали”, КФМ 97. – Львів, – 1997. – С. 260–261.
12. Воронин Г. А., Осипов А. С., Шульженко А. А. Композит на основе алмаза и карбида кремния
для оснащения бурового инструмента // Минералог. журн. – Киев, 1995. – 17, N 6. – С. 90–95.
Надійшла 15.06.11
УДК 621.762.-539.89.-548.73
В. М. Волкогон, М. С. Ковальченко, доктори технічних наук; С. К. Аврамчук,
А. В. Кравчук, кандидати технічних наук; Ю. О. Федоран
Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, м. Київ
ДО ПИТАННЯ ПРО АКТИВУВАННЯ ПРОЦЕСУ СПІКАННЯ КОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ
ПОРОШКІВ ВNВ ШЛЯХОМ ЇХ ПОПЕРЕДНЬОГО ДЕФОРМУВАННЯ
Наведено результати дослідження впливу попереднього деформування прокатуванням порошків
ВNв на їх ущільнення у процесі спіканні за високого тиску і температури (р = 7,7 ГПа, Т = 1100–1800 ºС, τ
= 60–120 с). Розраховано середнє значення енергії активації ущільнення при спіканні попередньо
деформованих при навантаженні р = 0,8 ГПа та р = 1,4 ГПа порошків ВNв та встановлено, що вона
залежить від напруження деформації і становить відповідно 128 кДж/моль та 75 кДж/моль.
Ключові слова: нітрид бору, прокатування, деформування, тиск, температура, ущільнення,
енергія активації.
У технологічному процесі отримання полікристалічних надтвердих матеріалів (ПНТМ) з вюр-
цитного нітриду бору вирізняються дві основні стадії: холодне пресування (при створенні тиску в апа-
раті високого тиску (АВТ) і спіканні (гарячому пресуванні) за високого тиску і температури в області
термодинамічної стабільності сфалеритного нітриду бору. Послідовність цих стадій процесу лише така.
Використання вюрцитного нітриду бору при виготовленні надтвердих матеріалів дає можли-
вість отримувати гетерофазний матеріал зі значною зміною його властивостей шляхом управління
ступенем фазового перетворення ВNв→ВNсф. Спікання компактного матеріалу супроводжується фа-
зовими перетвореннями ВNв→ВNсф та ВNв→ВNг. Результати вивчення кінетики фазових перетворень
при гарячому пресуванні вюрцитного нітриду бору за високого тиску і температури засвідчили, що
|