Получение сверхтвёрдых композитов группы cBN(Al)-SiB4-WC в условиях высоких р, T-параметров

Стратийчук, ДА
Туркевич, ВЗ
Бушля, ВН
Штоль, Я-Э
1Белявина, НН
1Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко
Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019, 8:52-58
https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.08.052
Раздел: Материаловедение
Язык: Украинский
Аннотация: 

Изучены процессы формирования керамо•матричных материалов в системе cBN(Al)—SiB4—WC в усло• виях высоких давлений (7,7 ГПа) в температурном интервале 1600—2300 °С. Показано, что для выбранной нами композиции (BL-группа) 60 об. % cBN, 5 об. % Al, 25 об. % SiB4 и 10 об. % WC во всём температур• ном интервале формируются практически безпористые сверхтвёрдые материалы с твёрдостью не менее 33 ГПа и модулем Юнга 613 ГПа, что обусловлено формированием высокопрочной керамической матрицы как в результате жидкофазного спекания с участием алюминия так и активного химического взаимодействия тетраборида кремния с WС. Экспериментально показано, что процессы консолидации микропорошков целесообразно проводить при температурах не менее 1800 °C, а использование нагрева системы выше 2200 °C приводит к излишней графитизации сBN и собирательной рекристаллизации в целом. По данным XRD анализа установлено, что в результате термического разложения тетраборида кремния и дальнейшей химической реакции с WС образуются новые соединения W2B5 и WSi2, а исходный алюминий окисляется до α-Al2O3 избавляя тем самым систему от избытка кислорода. Все новые соединения образованные в процессе получения керамики, представлены микрокристаллитными формами размером не более 1—3 мкм, которые расположены в межзёренном пространстве основной матрицы, что способствует дополнительному увеличению твёрдости и трещиностойкости. Полученные сверхтвёрдые керамические пластины могут использоваться при точении закалённых (до 60 HRC) и высоколегированных (в том чис• ле инконелеевых сталей) в условиях развития повышенных температур в области резания.

Ключевые слова: cBN, бориды кремния, высокие давления, режущая керамика, сверхтвёрдые материалы