О МЕХАНИЗМЕ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ПЛАКИРОВАНИЯ АЛМАЗА КАРБИДОМ ВОЛЬФРАМА В ПРОЦЕССЕ СПЕКАНИЯ ИНСТРУМЕНТА С НАНОМОДИФИЦИРОВАННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СВЯЗКОЙ Сu–Fe–Co–Ni
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-5-53-63
Аннотация
Существуют три основных пути улучшения качества алмазного инструмента на металлической связке: повышение 1) свойств связки, 2) качества алмазных зерен, 3) адгезии связки к алмазам. В работе предложен эффективный способ одновременного повышения свойств связки и адгезии связки к алмазным зернам в процессе спекания композиционного материала. Изучен механизм самопроизвольного формирования покрытия на основе карбида вольфрама на поверхности алмазов в процессе спекания металломатричного композита, содержащего упрочняющие частицы карбида вольфрама. Покрытие формируется по механизму газотранспортной реакции.
Об авторах
Д. А. Сидоренко
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
канд. техн. наук, науч. сотр. науч.-учеб. центра (НУЦ) СВС МИСиС–ИСМАН (119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4). Тел.: (495) 638-44-42
Е. А. Левашов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
докт. техн. наук, акад. РАЕН, проф., зав. кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий МИСиС, директор НУЦ СВС. Тел.: (495) 638-45-00
П. А. Логинов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
инженер НУЦ СВС. Тел.: (499) 237-53-36
Россия
инженер НУЦ СВС. Тел.: (499) 237-53-36
Н. В. Швындина
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
вед. инженер НУЦ СВС. Тел: (495) 638-44-42
Россия
вед. инженер НУЦ СВС. Тел: (495) 638-44-42
Е. А. Скрылева
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
вед. инженер Центра коллективного пользования «Материаловедение и металлургия» МИСиС. Тел.: (495) 638-44-39
И. Е. Ускова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
Россия
Россия
нач. отдела планирования, координации и анализа научной деятельности МИСиС.
Тел.: (495) 638-44-89
Список литературы
1. Konstanty J. Powder metallurgy diamond tools. Oxford: Elsevier, 2005.
2. Sinteticheskiye sverkhtverdyye materially [Synthetic ultrahard materials]. Vol. 2. Ed. N.V. Novikov. Kyiv: Naukova Dumka, 1986.
3. Uemura M. An analysis of the catalysis of Fe, Ni or Co on the wear of diamonds. Tribol. Int. 2004. Vol. 37. P. 887—892.
4. Tillmann W., Ferreira M., Steffen A., Rüster K., Möller J., Bieder S., Paulus M., Tolan M. Carbon reactivity of binder metals in diamond—metal composites — characterization by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Diamond Relat. Mater. 2013. Vol. 38. P. 118—123.
5. Molinari A., Marchetti F., Cialanella S., Scardi Р., Tiziani A. Study of the diamond-matrix interface in hot-pressed cobalt-based tools. Mater Sci Eng. A. 1990. Vol. 130. P. 257—262.
6. Il’yushchenko A.F., Osipov V.A. Almaznyy instrument na adgezionno-aktivnykh svyazkakh dlya sverleniya betona i pravki abrazivnykh krugov [Diamond tools for adhesivelyactive bundles for drilling of concrete and editing abrasive circles]. Sb. nauch. tr. ISM im. V.M. Bakulya NAN Ukrainy [Collection of scientific works of the V.M. Bakul Institute of superhard materials of the NAS of Ukraine]. 2010. Vol. 13. P. 450—455.
7. Lakhotkin Yu.V. Chemical deposition of nanostructured tungsten and tungsten-alloy coatings from gas phase. Prot. Met. Phys. Chem. 2008. Vol. 44. P. 319—332.
8. Berov Z.Zh., Karamurzov B.S., Tlibekov A.Kh., Yakhutlov M.M. Selection of a coating material for diamond grits and optimization of its thickness. J. Superhard Mater. 1998. Vol. 5. P. 55—61.
9. Endler I., Leonhardt A., Scheibe H.-J., Born R. Interlayers for diamond deposition on tool materials. Diamond Relat. Mater. 1996. Vol. 5. P. 299—303.
10. De Oliveira L.J., Cabral S.C., Filgueira M. Study hot pressed Fe-diamond composites graphitization. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2012. Vol. 35. Р. 228—234.
11. Hell J., Chirtoc M., Eisenmenger-Sittner C., Hutter H., Kornfeind N., Kijamnajsuk P., Kitzmantel M., Neubauer E., Zellhofer K. Characterisation of sputter deposited niobium and boron interlayer in the copper—diamond system. Surf. Coat. Technol. 2012. Vol. 208. P. 24—31.
12. Qiu W.Q., Liu Z.W., He L.X., Zeng D.C., Mai Y.-W. Improved interfacial adhesion between diamond film and copper substrate using a Cu(Cr)—diamond composite interlayer. Mater. Lett. 2012. Vol. 81. P. 155-157.
13. Ma Zh., Wang J., Wu Q., Wang Ch. Preparation of flat adherent diamond films on thin copper substrates using a nickel interlayer. Surf. Coat. Technol. 2002. Vol. 155. P. 96—101.
14. Huang Y., Xiao H., Ma Zh, Wang J., Pengzhao Gao. Effects of Cu and Cu/Ti interlayer on adhesion of diamond film. Surf. Coat. Technol. 2007. Vol. 202. P. 180—184.
15. Zhang Z., Chen D.L. Contribution of Orowan strengthening effect in particulate-reinforced metal matrix nanocomposites. Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 483. P. 148—152.
16. Zaitsev А.A., Kurbatkina V.V., Levashov E.A. Features of the effect of nanodispersed additives on the sintering process and properties of powdered cobalt alloys. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2008. Vol. 49. P. 120—126.
17. Zaitsev А.A., Kurbatkina V.V., Levashov E.A. Features of the influence of nanodispersed additions on the process of and properties of the Fe—Co—Cu—Sn sintered alloy. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2008. Vol. 49. P. 414—419.
18. Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Zaytsev A.A. Improved mechanical and tribological properties of metal-matrix composites dispersion-strengthened by nanoparticles. Materials. 2010. No. 3. P. 97—109.
19. Zaitsev A.A., Sidorenko D.A., Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Andreev V.A., Rupasov S.I., Sevast’yanov P.V. Diamond tolls in metal bonds dispersion-strengthened with nanosized particles for cutting highly reinforced concrete. J. Superhard Mater. 2010. Vol. 34. No. 6. P. 423—431.
20. Zaitsev A.A., Sidorenko D.A., Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Rupasov S.I., Andreev V.A., Sevast’yanov P.V. Designing and application of a dispersion-reinforced binder based on Сu—Ni—Fe—Sn alloy for cutting tools made of ultrahard materials. J. Superhard Mater. 2012. Vol. 34. No. 4. P. 270—280.
21. Tokova L.V., Zaitsev A.A., Kurbatkina V.V., Levashov E.A., Sidorenko D.A., Andreev V.A. Features of the influence of ZrO2 and WC nanodispersed additives on the properties of metal matrix composite. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. No. 2. P. 186—190.
22. Sidorenko D.A., Zaitsev A.A., Kirichenko A.N., Kurbatkina V.V., Levashov E.A., Sevast’yanov P.I., Rupasov S.I. Modification of the Fe—Cu—Co—Sn—P metal matrix with various forms of carbon nanomaterials. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. P. 639—644
23. Andreev V.A., Gureev A.I., Sevast’yanov P.I., Loginov V.I., Levashov E.A., Loginov P.A., Rupasov S.I., Kurbatkina V.V. Osobennosti vliyaniya nanomodifitsirovaniya i makrostrukturirovaniya na svoystva svyazki Fe—Mo dlya almaznogo instrumenta [Features of nanomodification and makrostructuring influence on the properties of Fe—Mo binder for diamond tools]. Izv. vuzov. Poroshk. metallurgiya i funkts. pokrytiya. 2013. No. 3. С. 82—91.
24. Sidorenko D.A., Zaitsev A.A., Kirichenko A.N., Levashov E.A., Kurbatkina V.V., Loginov P.A., Rupasov S.I., Andreev V.A. Interaction of diamond grains with nanosized alloying agents in metal—matrix composites as studied by Raman spectroscopy. Diamond Relat. Mater. 2013. Vol. 38. P. 59—62.
25. Narulkar R., Bukkapatnam S., Raff L.M., Komanduri R. Graphitization as a precursor to wear of diamond in machining pure iron: A molecular dynamics investigation. Comput. Mater. Sci. 2009. Vol. 45. P. 358—366.
26. Furimsky E., Sears P. Iron-catalyzed gasification of char in CО2. Energy Fuels. 1988. Vol. 2. P. 634—639.
27. Panov V.S., Chuvilin A.M., Fal’kovskii V.A. Tekhnologiya i svoystva spechennykh tverdykh splavov i izdeliy iz nikh [Technology and properties of sintered hard alloys and items made of them]. Moscow: MISIS, 2004.
28. Bushmer C.P., Crayton P.H. Carbon self-diffusion in tungsten carbide. J. Mater. Sci. 1971. Vol. 6. P. 981—988.
Рецензия
Для цитирования:
Сидоренко Д.А., Левашов Е.А., Логинов П.А., Швындина Н.В., Скрылева Е.А., Ускова И.Е. О МЕХАНИЗМЕ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ПЛАКИРОВАНИЯ АЛМАЗА КАРБИДОМ ВОЛЬФРАМА В ПРОЦЕССЕ СПЕКАНИЯ ИНСТРУМЕНТА С НАНОМОДИФИЦИРОВАННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СВЯЗКОЙ Сu–Fe–Co–Ni. Известия вузов. Цветная металлургия. 2015;(5):53-63. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-5-53-63
For citation:
Sidorenko D.A., Levashov E.A., Loginov P.A., Svyndina N.V., Skryleva E.A., Uskova I.E. A mechanism of spontaneous diamond cladding with tungsten carbide in the course of tool sintering with the Cu–Fe–Co–Ni nanomodified metallic binder. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2015;(5):53-63. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-5-53-63
Просмотров:
726
Послать статью по эл. почте 