Сверхтвёрдые материалы, синтетические алмазы, композиты

В последние годы, всё более широкое распространение в машиностроении получают так называемые синтетические сверхтвёрдые материалы, которые имеют высокую твёрдость, практически твёрдость алмаза, красностойкость в пределах от 1500 до 1600⁰С, по физико-механическим свойствам намного превосходят минералокерамику и твёрдые сплавы. Делятся сверхтвёрдые материалы на две группы: композиционные материалы, изготовленные на основе нитрида бора (композиты), и поликристаллические и монокристаллические синтетические алмазы.

Выпускают следующие марки поликристаллических алмазов: АСБ – типа баллас (АСБ-6,АСБ-5, АСБ-5А); АСПК – типа карбонадо (АСПК-3, АСПК-2, АСПК-1); СВ, СВАБ, СВС – тип СВ алмазные спёки, композиция нитрида бора и алмазных порошков.

Поликристаллическое строение алмазов приведённых марок, позволяет им обладать высокой динамической прочностью и изотропностью механических свойств, что позволяет использовать лезвийный инструмент, оснащённый вставками из алмаза, при обработке труднообрабатываемых и особопрочных материалов.

Монокристаллические алмазы производят двух марок: АСТ и САМ. Из марки САМ изготавливают режущий инструмент для обработки радиотехнической керамики, полупроводниковых материалов, высококремистых цветных сплавов, марка алмаза АСТ используется для изготовления наконечников измерительных приборов.

Режущий инструмент, оснащённый алмазными вставками, можно изготавливать с минимальным радиусом скругления; острота режущей кромки сохраняется довольно долго, что позволяет производить обработку с малым припуском и получать качественную шероховатость поверхности.

Изготовленные на основе нитрида бора сверхтвёрдые композиционные материалы применяют в режущих инструментах для обработки цементируемых и закалённых сталей, а также других труднообрабатываемых материалов, на металлорежущих станках повышенной жёсткости и точности.

Композиционные материалы подразделяются на две группы по содержанию кубического нитрида бора (КНБ): 1) с массовой долей КНБ от 95% и выше, 2) с долей КНБ 75% и применением различных добавок, например двуокиси алюминия.

В первую группу входят: композит 10 (гексанит Р), композит 01 (эльбор Р), композит 03 (исмит), композит 02 (белбор) и др. друг от друга композиты отличаются физико-механическими свойствами и кристаллической решёткой, зависящими от технологии изготовления композиционного материала.

Во вторую группу входят: композит 05 ( и его модификация композит 05И), в состав которого входит двуокись алюминия и кубический нитрид бора, изготавливаются в виде таблеток высотой 6 мм и диаметром до 8мм;композит 09 – поликристаллы твёрдого нитрида бора (ПТНБ), используется для инструмента, обрабатывающего с ударными нагрузками.

Также разработаны новые сверхтвёрдые материалы, имеющие довольно высокие эксплуатационные свойства. Силинит-Р – материал полученный на основе нитрида кремния, для которого характерно отсутствие адгезии со сплавами на основе меди и алюминия, а также с большинством сталей. Из него изготавливаются многократно перетачиваемые крупные фасонные пластины и многогранные режущие пластинки.