Раздел 8. Промышленное производство, материалы и транспорт
8.43 Технология изготовления сверхтвердого композиционного материала на основе микро- и нанопорошков кубического нитрида бора для прецизионной обработки чугунов и закаленных сталей
Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо
ГНУ «Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси»
220072, г. Минск, ул. Академическая, 12
Тел.: +375 (17) 210-07-49, факс: +375 (17) 284-02-41; e-mail: bats@ncpmm.bas-net.by
Аннотация проекта
Современное производство предъявляет к инструментам и инструментальным материалам растущие требования по обеспечению работоспособности в условиях больших скоростей резания и динамических нагрузок, интенсивного теплового и химического взаимодействия с обрабатываемыми материалами. Необходима все более высокая производительность при соблюдении точности геометрии и размеров деталей, качества их рабочих поверхностей. Композиционные сверхтвердые материалы на основе кубического нитрида бора, сочетая высокую твердость, прочность и повышенную ударную вязкость, позволяют удовлетворять всем требованиям механической обработки конструкционных деталей из закаленных сталей и чугунов при производстве элементов техники, особенно эксплуатируемых в экстремальных условиях высоких температур и нагрузок.
Описание проекта
Установлено, что физико-механические свойства композиционных материалов на основе кубического нитрида бора существенным образом зависят от фазового состава, коэффициентов термического расширения входящих фаз, дисперсности и взаимодействия компонентов шихты. Как правило, спекание таких материалов проводят при высоких давлениях в области термодинамической стабильности КНБ. Наличие в матрице определенных тугоплавких соединений в сочетании с некоторыми другими компонентами позволяет повысить пластичность композита, уменьшить процессы рекристаллизации и обратного фазового превращения КНБ → ГНБ (графитоподобный нитрид бора), снизить параметры спекания композита.
Тип технологии
Технические и экономические преимущества
Основные технико-экономические параметры композиционного сверхтвердого материала на основе кубического нитрида бора следующие:
- предел прочности при сжатии – 2, 6 - 3,2 ГПа;
- модуль упругости – 850 – 900 ГПа;
- трещиностойкость – 10 – 13,5 МПа·м1/2;
- твердость по Кнупу – 32 – 38 ГПа;
- теплопроводность – 100 – 120 Вт/м·К
- термостойкость – 1300 К;
- диаметр композита – 7 – 12 мм.
Полученный композиционный материал позволяет производить многократную перезаточку пластин, что увеличивает срок эксплуатации режущих элементов, которые применяются в резцах и фрезах, в 4-6 раз.
Инновационные аспекты предложения
Разработан техпроцесс получения нового сверхтвердого композиционного материала на основе кубического нитрида бора с повышенной ударной вязкостью для чистовой и получистовой обработки закаленных сталей и чугунов.
Где была представлена технология
Выставка на 1-й Международ. конф. "Наноструктурные материалы-2008: Беларусь, Россия, Украина", 22-25 апреля 2008 г., г. Минск: сверхтвердый композиционный материал на основе кубического нитрида бора
Ключевые слова
Сверхтвердый композиционный материал, кубический нитрид бора, режущий инструмент, обработка закаленных сталей и чугуна.
Текущая стадия развития
Статус прав интеллектуальной собственности
Область применения технологии
Производство режущего инструмента для обработки закаленных сталей и чугуна.
Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC
Предпочитаемые регионы
Практический опыт
Техпроцесс внедрен на опытном участке синтеза сверхтвердых материалов Объединенного институт машиностроения НАН Беларуси и опробован на Минском тракторном заводе.
Влияние на окружающую среду
Не оказывает.
Предлагаемые формы сотрудничества
Условия и ограничения при передаче технологии
Наличие необходимого технологического оборудования, перечень которого предоставляется при передаче технологии.
Поддержка, предоставляемая при передаче технологии