Смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика и способ ее изготовления
режущая керамика керамика и способ ее изготовления Смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика
Изобретение относится к изготовлению сверхтвёрдых, высокопрочных, износостойких керамических пластин, для оснащения режущего инструмента для обработки труднообрабатываемых сталей марок 12Х18Н9Т и 14Х17Н2 и труднообрабатываемых сплавов и материалов, а также высокопрочных белых и серых чугунов СЧ18, СЧ20, и др., на металлообрабатывающих станках.
Техническим результатом предлагаемого решения является:
– повышение межкристаллитной коррозионностойкости, температурной износостойкости, твёрдости, стойкости, пластичности, ударной вязкости и работоспособности пластин из смешанной оксидно-нитридо-карбидной режущей керамики ОК60КТZВРК40;
– повышение предела текучести во время горячего прессования и спекания сверхтвёрдых пластин из РК;
− увеличения прочности и твердости пластин.
Сущность изобретения заключается в том, что смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика содержит, оксид кремния, нитрид кремния, карбид кобальта, карбид титана, карбид циркония, карбид вольфрама при следующем соотношении компонентов, мас. %:
оксид кремния SiO2           27 - 30
нитрид кремния Si3N4        27 - 30
карбид кобальта Со2С         9 - 10
карбид титана TiC              9 – 10
карбид циркония 	ZrC	     9 − 10
карбид вольфрама WC       9 - 10.
Способ изготовления режущей пластины из смешанной оксидно-нитридо-карбидной режущей керамики характеризующийся тем, что смесь оксида кремния, нитрида-кремния, прокаливают при температуре 1900 − 1950 °С, подвергают тонкому виброизмельчению на виброустановке в течение 3,8-5,2 ч до получения зерен размером 0,6-1,0 мкм (до 90-95 %) и сушат. После сушки к основному составу вводят карбид кобальта, карбид титана, карбид циркония, карбид вольфрама, и осуществляют смешивание до их равномерного распределения по объему и образования водной суспензии. В полученную водную суспензию вводят раскисляющие добавки катализаторов в виде оксида магния МgO, оксида кальция СаО, оксида натрия Nа2O, и подвергают распылительной сушке с получением смеси, после чего полученную смесь прессуют с формированием  режущей пластины, подвергают спеканию при температуре 4000...4050 °С в высокотемпературной печи фирмы ERSTEVAK модели VSMA−6611, которая предназначена для спекания металлов и сплавов, развивающая температуру до 45000С, и кратковременному отжигу с выдержкой 10,0-15,0 минут при температуре   = 1900-1950оС и подвергают спечённые пластины механической обработке (шлифованием и полированием граней пластин) с получением шероховатости граней, равной Ra = 0,04-0,06 мкм. 
 Применяемые катализаторы в процессе спекания пластин и их присутствие при этом способствует спеканию сплава данной пластины, так как карбиды кобальта, титана, циркония и вольфрама тугоплавкие и при подвергаются спеканию при высокой температуре Т = 4000-4050 °С. Для справки карбид титана ТiС имеет температуру плавления Т = 31400С, карбид кобальта Со2С имеет температуру плавления Т = 12600С, карбид циркония имеет температуру плавления Т = 3500°С, карбид вольфрама WC, имеет температуру плавления 26000С. Поэтому и выбрана рациональная температура спекания Т = 40000С, а также подобрана высокотемпературная печь фирмы ERSTEVAK модели VSMA−6611, а также для измельчения зернистости структуры сплава пластин и уменьшения зерна сплава для повышения механических свойств пластин, спекание производится с присутствием катализаторов оксида кальция, оксида натрия, оксида магния.
Обработка высокопрочных сталей методом снятия стружки, в частности: точение, фрезерование, сверление и пр.
55.19.03
Основы обработки лезвийным инструментом
Владимир
Корниенко
Гаврилович
"Кандидат технических наук"
"Доцент"
"36987982900"
"166059"
РОССИЯ
Александра
Губанова
Анатольевна
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
"U-5464-2019"
"57110261800"
"749256"
"0000-0002-9785-5384"
РОССИЯ
Виктор
Лапшин
Петрович
"Кандидат технических наук"
"Доцент"
"AAM-4582-2020"
"56960018900"
"730577"
"https://www.elibrary.ru/author_profile.asp?authorid=730577"
"0000-0002-5114-0316"
РОССИЯ
Владимир
Пучкин
Николаевич
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
"36020908300"
"653586"
РОССИЯ
Илья
Туркин
Андреевич
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
"-"
"57214871046"
"732193"
"https://orcid.org/0000-0003-4792-4959"
РОССИЯ
Виктория
Бурлакова
Эдуардовна
"Доктор технических наук"
"Профессор"
"ABG-9750-2020"
"6602423236"
"46664"
"0000-0003-3779-7079"
РОССИЯ
РНФ
Российский научный фонд
1137799022261
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Фонды
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
1026103727847
БЕСИК
МЕСХИ
ЧОХОЕВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения