Способ получения поликристаллического сверхтвердого материала

 

Изобретение относится к производству синтетических сверхтвердых материалов, используемых для оснащения буровых коронок, правящих карандашей и других инструментов, работающих в тяжелых условиях абразивного износа. Целью изобретения является повышение прочности материала. Способ получения поликристаллического сверхтвердого материала включает размещение между слоями порошка кремния предварительно прокаленного алмазного порошка или смеси алмазного порошка с порошком алмазосодержащего поликристаллического материала с дисперсностью 10 500 мкм и зольностью 0,5 20 мас. спеками при давлении и температуре в области стабильности алмазной решетки, причем порошок кремния предварительно смешивают с бором в количестве 0,5 15 мас. и органическим связующим на основе резольных или новолачных смол в количестве 0,5 5 мас. и прессуют в таблетки. 1 табл.

Изобретение относится к производству синтетических сверхтвердых материалов, используемых для оснащения буровых коронок, правящих карандашей и других инструментов, работающих в тяжелых условиях абразивного износа. Целью изобретения является повышение прочности материала. С этой целью в способе получения поликристаллического сверхтвердого материала, включающем размещение между слоями порошка кремния предварительно прокаленного алмазного порошка или смеси алмазного порошка с порошком алмазосодержащего поликристаллического материала дисперсностью 10-500 мкм и зольностью 0,5-2,0 мас. спекание при давлении и температуре в области стабильности алмазной решетки, порошок кремния предварительно смешивают с бором в количестве 0,5-15 мас. и органическим связующим на основе резольных или новолачных смол в количестве 0,4-5 мас. с последующим прессованием таблеток. Изготавливают таблетки диаметром, соответствующим внутреннему диаметру графитового нагревателя. Таблетки содержат бор в количестве 0,5-15 мас. органическое связующее 0,4-5 мас. кремний остальное. Шихту из прокаленного алмазного порошка или смеси алмазного порошка с порошком алмазосодержащего материала дисперсностью 10-500 мкм и зольностью 0,5-20 мас. размещают между кремнийсодержащими слоями (таблетками) и спекают при температуре выше 1600^оС и давлении в области стабильности алмазной решетки. В качестве органического связующего используют широко распространенные и обладающие невысокой токсичностью смолы, например, пульвербакелит (ПВБ), ГОСТ 3562-63 (новолачная смола) или клей БФ-2, ГОСТ 1217-74 (резольная смола). Введение бора в слой кремния повышает прочность материала вследствие того, что при высоких давлениях и температуре бор вместе с жидким кремнием поступает в алмазную шихту и образует с неалмазными формами углерода карбид бора. Введение органического связующего на основе резольных или новолачных смол позволяет выполнить слой достаточно прочным, обуславливая возможностью прессования на пресс-автоматах. Изготовление кремнийсодержащих таблеток заданных размеров и массы обеспечивает точную дозировку кремния и бора, что повышает прочность материала. П р и м е р 84,6 мас. технического кремния зернистостью менее 80 мкм марки КР-0 ГОСТ 2169-67 смешивают с 15 мас. аморфного бора и 0,4 мас. ПВБ. Смесь прессуют на пресс-автоматах для получения таблеток требуемого размера и массы (диаметр 4,2 ± 0,2 мм масса 16,0 ± 0,1 г). Таблетки отжигают при 200 ± 20^оС в течение 1,5 ч для полимеризации смолы. Алмазный порошок зернистостью 20/14 мкм, ГОСТ 9206-80 размещают между слоями (таблетками) и помещают в камеру высокого давления. Затем шихту спекают при температуре 1700^оС и давлении 9 ГПа в течение 1,5 с. Прочность материала определяют по ГОСТ 9206-80 по среднему усилию разрушения зерен размером 630/500 мкм. Примеры и свойства улучшенных материалов сведены в таблицу. Таким образом, изобретение позволяет получать сверхтвердый материал повышенной прочности и эффективно использовать его в буровом инструменте.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СВЕРХТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА, включающий размещение между слоями на основе порошкообразного кремния прокаленного алмазного порошка или смеси алмазного порошка с порошком алмазосодержащего поликристаллического материала дисперсностью 10-500 мкм и зольностью 0,5 20 мас. спекание полученной системы при давлении и температуре в области стабильности алмаза, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности материала, порошок кремния предварительно смешивают с бором в количестве 0,5 - 15 мас. и органическим связующим на основе резольных или новолачных смол в количестве 0,4 5 мас. и прессуют из полученной смеси таблетки.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---