Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ

Изобретение относится к области изготовления инструментов из твердых материалов.

Известные способы изготовления инструментов из твердых материалов, например карбида бора или элементарного бора, или их смеси с добавкой либо без добавки инертных тугоплавких окислов, или карбидов, путем прессования и спекания смеси не позволяют получить плотного изделия при достаточно большом содержании карбида бора в смеси.

С целью повышения плотности материала для изготовления инструментов предлагается шихту подвергать горячему прессованию при 1900-2100°С в течение не более 5 мин, обжигу с медленным охлаждением с 1700-1900°С, дроблению на куски 3-10 мм в поперечнике и измельчению с обжатием получаемой крупки до пористости 10-25%, отсеву фракции 150-200 меш, смешению остатка из зерен 0,1-5 мм в поперечнике с порошками карбидов тугоплавких металлов, имеющих в поперечнике не более 5 мк, таким образом, чтобы в смеси содержание карбида бора было не менее 55 об. %, после чего смесь спекают.

Горячее прессование может осуществляться и при температуре 1400-1550°С, а отжиг с медленным охлаждением с температуры в 1400-1450°С.

В случае использования в качестве исходного материала карбида бора из порошка карбида бора изготавливают беспористые брикеты спеканием их при 1900-2100°С под давлением 100 кг/см² и времени выдержки не более 5 мин. Для торможения роста зерен к исходному порошку карбида бора можно добавить не более 12 об. % тугоплавкой инертной присадки, например мелкозернистого порошка окиси тория, окиси циркония, окиси бериллия, карбида циркония, карбида кремния и т.п..

Спеченные брикеты карбида бора сохраняют заметное механическое напряжение, вызванное быстрым нагревом и охлаждением при горячем прессовании. Для устранения напряжения брикеты подвергают отжигу в угольно-трубчатой печи при температуре 1700-1900°С с последующим медленный охлаждением вместе с печью в течение нескольких часов. Затем обожженные брикеты дробят в стальной ступке до кусочков размером 3-10 мм, а затем последние засыпают в стальную или победитовую пресс-форму и подвергают дальнейшему размельчению путем медленного раздавливания под действием гидравлического или медленно действующего механического пресса. После просеивания крупка через сито 150-200 меш полученный порошок карбида бора смешают с порошками карбида вольфрама или карбида титана и кобальтом, никелем и т.п. зернистостью не выше 5 мк при содержании карбида бора в смеси 55-82 об. %. Затем смесь подвергают прессованию и спеканию или горячему прессованию при 1400-1550°С.

В случае использования метода горячего прессования после него проводят отжиг в угольно-трубчатой печи при 1400-1450°С с медленным охлаждением вместе с печью.

В качестве исходного порошка для изготовления инструментов может быть использован элементарный кристаллический бор, по своей твердости приближающийся к твердости карбида бора, или его смесь с карбидом бора.

Полученный инструмент обладает высокой плотностью, прочностью, твердостью и износостойкостью.