ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ
The process of direct conversion sintering (DCS) of graphite-like hexagonal boron nitride (hBN), in which at sufficiently high parameters of thermobaric exposure, the formation of a single-phase polycrystalline structure exclusively on the basis of cubic BN is possible, was used to obtain a substant...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/282 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Tooling materials science |
Institution
Tooling materials science| id |
oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-282 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Tooling materials science |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-08-28T08:33:35Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
графітоподібний гексагональний нітрид бору високі тиски пряме конверсійне спікання кубічний BN інструментальний матеріал точіння цементованого твердого сплаву ВК 15. |
| spellingShingle |
графітоподібний гексагональний нітрид бору високі тиски пряме конверсійне спікання кубічний BN інструментальний матеріал точіння цементованого твердого сплаву ВК 15. Петруша, Ігор Мельнійчук, Юрій Осіпов, Олександр Мощіль , Віктор Стратійчук, Денис Смірнова, Тамара Білявина, Надія Ткач, Василь Кузьменко, Євген Садова, Юлія ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ |
| topic_facet |
graphite-like hexagonal boron nitride high pressures direct conversion sintering cubic BN tool material turning of cemented hard alloy VK 15. графитоподобный гексагональный нитрид бора высокие давления прямое конверсионное спекание кубический BN инструментальный материал точение цементированного твердого сплава ВК 15. графітоподібний гексагональний нітрид бору високі тиски пряме конверсійне спікання кубічний BN інструментальний матеріал точіння цементованого твердого сплаву ВК 15. |
| format |
Article |
| author |
Петруша, Ігор Мельнійчук, Юрій Осіпов, Олександр Мощіль , Віктор Стратійчук, Денис Смірнова, Тамара Білявина, Надія Ткач, Василь Кузьменко, Євген Садова, Юлія |
| author_facet |
Петруша, Ігор Мельнійчук, Юрій Осіпов, Олександр Мощіль , Віктор Стратійчук, Денис Смірнова, Тамара Білявина, Надія Ткач, Василь Кузьменко, Євген Садова, Юлія |
| author_sort |
Петруша, Ігор |
| title |
ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ |
| title_short |
ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ |
| title_full |
ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ |
| title_fullStr |
ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ |
| title_full_unstemmed |
ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ |
| title_sort |
інструментальний матеріал з кубічного bn для обробки вольфрамо-кобальтових твердих сплавів |
| description |
The process of direct conversion sintering (DCS) of graphite-like hexagonal boron nitride (hBN), in which at sufficiently high parameters of thermobaric exposure, the formation of a single-phase polycrystalline structure exclusively on the basis of cubic BN is possible, was used to obtain a substantially pure (translucent) high-hard material for instrumental use (PcBN). To achieve the necessary p,T-conditions for complete hBN®cBN conversion, a toroidal high-pressure device (АВТТ-30) was applied. Translucent PcBN samples with a diameter of up to 12.2 and a thickness of 4.5 mm were obtained at a pressure of р=8–9 GPa and a temperature of T >2250 °C with a process duration of 40 s. X-ray studies showed the presence of a strong axial texture [111] in the material, such that its axis is normal to the end surface of the sample. The highest reticular density of the (111) planes of cBN crystallites and their substructural features determine the extremely high hardness of this surface. So, when testing using the Vickers pyramid, HV = 80.9 GPa (load F=49 N). The thermal conductivity of the obtained PcBN at 300 K was l @ 195,4 ± 2,3 W/(m×K). The wear resistance test of the materials in the cutting tool was performed in extreme conditions of mechanical processing – turning of parts made from cemented carbide (WC-Co, VK 15 grade). In comparison with the cutting ceramics of the BH group based on cBN (~ 97 vol. %), the wear resistance of a PcBN cutter is 1.5–1.9 times higher, depending on the processing conditions. In addition, it is possible to increase the turning speed by approximately 2 times. It is expected that the obtained PsBN can be effective in milling titanium alloys, Co-Cr alloys and nickel-based heat-resistant alloys. |
| publisher |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/282 |
| work_keys_str_mv |
AT petrušaígor ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT melʹníjčukûríj ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT osípovoleksandr ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT moŝílʹvíktor ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT stratíjčukdenis ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT smírnovatamara ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT bílâvinanadíâ ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT tkačvasilʹ ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT kuzʹmenkoêvgen ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív AT sadovaûlíâ ínstrumentalʹnijmateríalzkubíčnogobndlâobrobkivolʹframokobalʹtovihtverdihsplavív |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:02Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:02Z |
| _version_ |
1850410047522209792 |
| spelling |
oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-2822023-08-28T08:33:35Z ІНСТРУМЕНТАЛЬНИЙ МАТЕРІАЛ З КУБІЧНОГО BN ДЛЯ ОБРОБКИ ВОЛЬФРАМО-КОБАЛЬТОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ Петруша, Ігор Мельнійчук, Юрій Осіпов, Олександр Мощіль , Віктор Стратійчук, Денис Смірнова, Тамара Білявина, Надія Ткач, Василь Кузьменко, Євген Садова, Юлія graphite-like hexagonal boron nitride, high pressures, direct conversion sintering, cubic BN, tool material, turning of cemented hard alloy VK 15. графитоподобный гексагональный нитрид бора, высокие давления, прямое конверсионное спекание, кубический BN, инструментальный материал, точение цементированного твердого сплава ВК 15. графітоподібний гексагональний нітрид бору, високі тиски, пряме конверсійне спікання, кубічний BN, інструментальний матеріал, точіння цементованого твердого сплаву ВК 15. The process of direct conversion sintering (DCS) of graphite-like hexagonal boron nitride (hBN), in which at sufficiently high parameters of thermobaric exposure, the formation of a single-phase polycrystalline structure exclusively on the basis of cubic BN is possible, was used to obtain a substantially pure (translucent) high-hard material for instrumental use (PcBN). To achieve the necessary p,T-conditions for complete hBN®cBN conversion, a toroidal high-pressure device (АВТТ-30) was applied. Translucent PcBN samples with a diameter of up to 12.2 and a thickness of 4.5 mm were obtained at a pressure of р=8–9 GPa and a temperature of T >2250 °C with a process duration of 40 s. X-ray studies showed the presence of a strong axial texture [111] in the material, such that its axis is normal to the end surface of the sample. The highest reticular density of the (111) planes of cBN crystallites and their substructural features determine the extremely high hardness of this surface. So, when testing using the Vickers pyramid, HV = 80.9 GPa (load F=49 N). The thermal conductivity of the obtained PcBN at 300 K was l @ 195,4 ± 2,3 W/(m×K). The wear resistance test of the materials in the cutting tool was performed in extreme conditions of mechanical processing – turning of parts made from cemented carbide (WC-Co, VK 15 grade). In comparison with the cutting ceramics of the BH group based on cBN (~ 97 vol. %), the wear resistance of a PcBN cutter is 1.5–1.9 times higher, depending on the processing conditions. In addition, it is possible to increase the turning speed by approximately 2 times. It is expected that the obtained PsBN can be effective in milling titanium alloys, Co-Cr alloys and nickel-based heat-resistant alloys. Процесс прямого конверсионного спекания (ПКС) графитоподобного гексагонального нитрида бора (hBN), при котором при достаточно высоких параметрах термобарического воздействия возможно образование монофазной поликристаллической структуры исключительно на основе кубического BN, использовано для получения существенно чистого (полупрозрачного) высокотвердого материала инструментального назначения (PcBN). Для достижения необходимых p,T-условий полной конверсии hBN®cBN был задействован аппарат высокого давления тороидального типа (АВТТ-30). Полупрозрачные образцы PcBN, имевшие диаметр до 12,2 при толщине 4,5 мм, получены при давлении р=8–9 ГПа и температуре Т >2250 °С при длительности процесса 40 с. Рентгеновские исследования свидетельствовали о наличии в материале сильной аксиальной текстуры [111]c, такой, что ее ось нормальна к торцевой поверхности образца. Наибольшая ретикулярная плотность плоскостей (111) кристаллитов cBN и их субструктурные особенности обуславливают чрезвычайно высокую твердость этой поверхности. Так, при тестировании с использованием пирамиды Виккерса HV = 80,9 ± 0,2 ГПа (нагрузка F=49 Н). Теплопроводность полученного PcBN при 300 К составляла l @ 195,4 ± 2,3 Вт/(м×К). Испытание работоспособности материалов в режущем инструменте выполнено в экстремальных условиях механической обработки – точение деталей из цементированного карбида марки ВК 15. В сравнении с режущей керамикой группы BH на основе cBN (~97 об%) износостойкость резца из РcBN выше в 1,5–1,9 раза, в зависимости от режимов обработки. Помимо этого, возможно повышение скорости точения примерно в 2 раза. Ожидается, что полученный РсBN может быть эффективным при фрезеровании титановых сплавов, сплавов Co-Cr и жаропрочных сплавов на никелевой основе. Процес прямого конверсійного спікання (ПКС) графітоподібного гексагонального нітриду бору (hBN), при якому за достатньо високих параметрів термобаричної дії можливе утворення монофазної полікристалічної структури виключно на основі кубічного BN, використано для отримання суттєво чистого (напівпрозорого) високотвердого матеріалу інструментального призначення (PcBN). Для досягнення необхідних p,T-умов повної конверсії hBN®cBN було задіяно апарат високого тиску тороїдального типу (АВТТ-30). Напівпрозорі зразки PcBN, що мали діаметр до 12,2 при товщині 4,5 мм, отримані при тиску р= 8–9 ГПа і температурі Т >2250 °С за тривалості процесу 40 с. Рентгенівські дослідження свідчили про наявність в матеріалі сильної аксіальної текстури [111], такої що її вісь нормальна до торцевої поверхні зразка. Найбільша ретикулярна густина поверхонь (111) кристалітів cBN та їх субструктурні особливості обумовлюють надзвичайно високу твердість цієї поверхні. Так, в разі тестування з використанням піраміди Віккерса HV = 80,9 ± 0,2 ГПа (навантаження F=49 Н). Теплопровідність отриманого PcBN при 300 К становила l @ 195,4±2,3 Вт/(м×К). Випробування працездатності матеріалів в ріжучому інструменті виконано в екстремальних умовах механічної обробки – точіння деталей з цементованого карбіду марки ВК 15. В порівнянні з ріжучою керамікою групи BH на основі cBN (~ 97 об%) зносостійкість різця з РcBN вище в 1,5–1,9 раза, в залежності від режимів обробки. Крім цього можливе підвищення швидкості точіння приблизно в 2 рази. Очікується, що отриманий РсBN може бути ефективним і при фрезеруванні титанових сплавів, сплавів Co-Cr та жароміцних сплавів на нікелевій основі Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2023-08-24 Article Article application/pdf http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/282 Інструментальне матеріалознавство; Том 25 № 1 (2022): Інструментальне матеріалознавство; 239-250 Инструментальное материаловедение; Том 25 № 1 (2022): Инструментальное материаловедение; 239-250 Tooling materials science; Vol 25 No 1 (2022): Tooling marerials science; 239-250 2708-7328 2708-731X uk http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/282/249 Авторське право (c) 2022 Інструментальне матеріалознавство |