Смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика и способ ее изготовления

Название	Смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика и способ ее изготовления
Разработчик (Авторы)	Бурлакова Виктория Эдуардовна, Пучкин Владимир Николаевич, Туркин Илья Андреевич, Лапшин Виктор Петрович, Губанова Александра Анатольевна, Корниенко Владимир Гаврилович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2830762
Дата регистрации	25.11.2024
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет"
Область применения (класс МПК)	C22C 1/10 (2006.01) B22F 3/14 (2006.01) C22C 29/00 (2006.01) C04B 35/01 (2006.01) B23B 27/14 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к изготовлению сверхтвёрдых, высокопрочных, износостойких керамических пластин, для оснащения режущего инструмента для обработки труднообрабатываемых сталей марок 12Х18Н9Т и 14Х17Н2 и труднообрабатываемых сплавов и материалов, а также высокопрочных белых и серых чугунов СЧ18, СЧ20, и др., на металлообрабатывающих станках.

Известны (ГОСТЫ на режущую керамику ВОК-60 ГОСТ 25003-81; ВОК-63, В-3, ВОК-73 ГОСТ19043-80). Известна Монография (авторов: Пучкина В.Н., Корниенко В.Г., Кононенко Т.В. «Повышение технологических режимов на станках с ЧПУ при токарной обработке (методология). Монография Изд. ФГБОУ ВО «КубГТУ», г. Краснодар. 2014, с. 173) и Монография авторов В.Н. Пучкин, В.Г. Корниенко, Т.В. Кащеева, Р.Л. Пломодьяло, А.Д. Лебедь. Изд. ФГБОУ ВО «КубГТУ», г. Краснодар. 2023, с. 540), и Монография авторов В.Н. Пучкин, В.Г. Корниенко, Т.В. Кащеева, Р.Л. Пломодьяло, А.Д. Лебедь. «Исследование сверхтвёрдых пластин из режущей керамики нового состава для оснащения инструмента, применяемого на станках с ЧПУ» Изд. ФГБОУ ВО «КубГТУ», г. Краснодар. 2023, с. 540), в которой проведены исследования сверхтвёрдых пластин из РК, на повышения твёрдости и стойкости сверхтвёрдых пластин в 1,17 раза, а также износостойкости и жаропрочности, ударной вязкости, которые легли в основу настоящей заявки на изобретение, сверхтвёрдых пластин из РК нового предлагаемого состава.

Приводим пример изготовления стандартных пластин.

Выпускаемая отечественная оксидно-карбидная режущая керамика марок ВОК-60, ВОК-63, В-3, ВОК-73 (смешанная, «металлическая», «черная») керамика, состоящая из оксида А1203 (до 60 %), TiC (до 20-40 %), и других карбидов тугоплавких металлов с некоторыми легирующими добавками. Пластины из оксидно-карбидной керамики получают горячим прессованием в графитовых пресс-формах.

Изготовление стандартных пластин начинают с размола компонентов смеси и приготовления шихты. Затем выполняют смешивание компонентов, мокрый размол приготовленной шихты, сушку, дозирование и горячее прессование. Закончив прессование, разбирают пресс-форму, вынимают спрессованные заготовки и передают их на механическую обработку.

Качество и стабильность стандартных режущих пластин в значительной степени определяются следующими факторами: содержанием карбида титана и оксида алюминия в исходной шихте, временем размола смеси, температурой и временем выдержки при горячем прессовании, давлением прессования.

Твёрдость пластин в стадии поставки, HRA 92...94.

Стойкость стандартных пластин в стадии поставки при резании труднообрабатываемых и жаропрочных сталей марок 12Х18Н10Т, 14Х17Н2 и др. – 25-30 мин.

Механические свойства стандартных пластин в стадии поставки: напряжение изгиба σи = 600 МПа; плотность 4,2 г/см3; размер зерна 2-3 мкм; твёрдость HRA 92-94..........

Формула изобретения

1. Смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика, содержащая карбид титана, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид кремния, нитрид кремния, карбид кобальта, карбид вольфрама и карбид циркония, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

2. Способ изготовления режущей пластины из смешанной оксидно-нитридо-карбидной режущей керамики по п. 1, характеризующийся тем, что основной состав в виде смеси оксида кремния и нитрида кремния прокаливают при температуре 1900-1950°С, подвергают тонкому виброизмельчению на виброустановке в течение 3,8-5,2 ч до получения зерен размером 0,6-1,0 мкм в количестве 90-95 % и сушат, после сушки к основному составу вводят карбид кобальта, карбид титана, карбид вольфрама и карбид циркония и осуществляют смешивание до их равномерного распределения по объему и образования водной суспензии, в полученную водную суспензию вводят раскисляющие добавки катализаторов в виде оксида магния МgO, оксида кальция СаО, оксида натрия Nа2O, и подвергают распылительной сушке с получением смеси, после чего полученную смесь прессуют с формированием режущей пластины, затем спекают при температуре 4000-4050°С и подвергают кратковременному отжигу с выдержкой 10,0-15,0 мин при температуре = 1900-1950°С, после чего осуществляют механическую обработку спеченных пластин путем шлифования и полирования граней пластин с получением шероховатости граней, равной Ra = 0,04-0,06 мкм.

Изобретение " Смешанная оксидно-нитридо-карбидная режущая керамика и способ ее изготовления" (Бурлакова Виктория Эдуардовна, Пучкин Владимир Николаевич, Туркин Илья Андреевич, Лапшин Виктор Петрович, Губанова Александра Анатольевна, Корниенко Владимир Гаврилович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога