На основе плотных модификаций нитрида бора

Окончание табл. 11.21

ПСТМ на основе плотных модификаций нитрида бора, незначи­тельно уступая алмазу по твердости, отличаются высокой тер­мостойкостью, стойкостью к циклическому воздействию высоких температур и, что особенно важно, более слабым химическим взаимодействием с железом, являющимся основным компонентом боль­шинства материалов, подвергаемых в настоящее время обработке резанием.

Поликристаллы типа композит 01 имеют мелкозернистую структуру, доминирующей фазой которой являются мелкие зерна КНБ, сросшиеся и взаимно проросшие с образованием прочного аг­регата. Примеси равномерно распределены по объему образца. На­ряду с основной кубической модификацией в них возможно частич­ное содержание непрореагировавшего гексагонального нитрида бо­ра.

Размеры зерен и включений сопутствующих фаз примерно равны 30 мкм, пористость равномерная, составляет 10%.

Композиционные сверхтвердые ма­териалы (КСТМ). Однородные по объемуКСТМ получают спеканием смеси порошков синтетического алмаза и кубического или вюрцитного нитрида бора. Сюда относят материалы типа ПКНБ – АС, СВАБ (СНГ), компакт (Япония). Эти материалы следует рассматривать как перспективные.

Из материалов этого класса наибольшей микротвердостью об­ладают материалы СВ–1 и СВ–40, а наименьшей – СВ–14, СВАБ. Не­восстановленная микротвердость изменяется от 47,0 до 66,0 ГПа, а модуль упругости – от 640 до 810 ГПа.

К классу композиционных относят также алмазосодержащие материалы на основе твердых сплавов. Из материалов этой груп­пы, хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, следует от­метить «Славутич» (из природных алмазов) и твесалы (из синте­тических алмазов).

Двухслойные композиционные по­ликристаллические материалы (ДСКМ). Принципиальной особенностью ДСКМ является то, что спекание по­рошков сверхтвердых материалов производится при высоких темпе­ратурах и давлениях на подложке из твердых сплавов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, в результате чего образу­ется слой ПСТМ толщиной 0,5–1 мм, прочно связанный с материа­лом подложки. Алмазоносный слой может содержать компоненты подложки.

Двухслойные материалы имеют некоторые преимущества по сравнению с однородными по объему СТМ. Упрощается технология крепления режущего инструмента в корпусе державки путем пайки к твер­досплавной подложке. Наличие подложки, прочно соединенной с рабочим слоем из СТМ, придает материалам повышенную ударную прочность, а использование слоя СТМ малой толщины (0,5–2 мм) делаетих более экономичными, поскольку при затачивании и перетачивании инструмента значительно уменьшаются безвозвратные потери дорогостоящих сверхтвердых материалов.

К наиболее известным отечественным двухслойным сверхтвер­дым композиционным материалам из кубического нитрида бора от­носятся композит 05–ИТ–2С, композит 10Д, ВПК [65, 66], на ос­нове алмаза – ДАП, диамет, АМК–25, АМК–27, БПА, АТП. За рубе­жом двухслойные поликристаллические сверхтвердые материалы на основе алмаза выпускает фирма «De Beers» (ЮАР) с торговой маркой синдит РКД010 и РКД 025 [48]. Синдит РКД025 рекомендуется главным образом для грубой обработки, а более мелкозернистый синдит марки РКД010 – для окончательной обработки.

Области применения инструмента из ПСТМ. Основная область эффективного применения лезвийного режущего инструмента из ПСТМ – автоматизированное производство на базе станков с ЧПУ, многоцелевых станков, автоматических линий, специальных скоростных станков.

В табл. 11.22 приведены скорости резания, рекомендуемые для обработки различных материалов инструментом из ПСТМ.

Выбор конк­ретной скорости резания определяется величиной снимаемого при­пуска, возможностями оборудования, подачей, наличием ударных нагрузок в процессе резания и многими другими факторами.

Следует отметить, что в отличие от рекомендуемых по твер­досплавному инструменту скорости резания инструментом из ПСТМ при фрезеровании в 1,5–3 раза выше, чем при точении.

Разработана и выпускается широкая номенклатура инструмен­тов из ПСТМ [65,66]. Это токарные проходные, подрезные, рас­точные, канавочные, резьбовые резцы, в том числе ступенчатой конструкции для снятия повышенных припусков с деталей типа прокатных валков, торцовые хвостовые и насадные фрезы, в том числе регулируемые и переналаживаемые, которые могут оснащать­ся пластинами из различных инструментальных материалов с опти­мальной для каждого геометрией, гамма расточных напайных и сборных резцов, зенковки, расточные головки и т.д. Для обра­ботки древесностружечных плит на автоматических линиях созданы пилы, оснащенные ПСТМ. Инструменты могут оснащаться как напайными режущими элементами (цилиндрические и прямоугольные вставки, твердосплавные многогранные пластины с напаянными в одной из вершин ПСТМ), так и сменными круглыми и многогранными пластинами цельной или двухслойной конструкции.

Таблица 11.22