آلیاژهای فوق سخت و مواد سرامیکی. مواد فوق سخت به دست آوردن مواد فوق سخت

مواد فوق سخت

مواد فوق سخت- گروهی از مواد با بالاترین سختی که شامل موادی است که سختی و مقاومت در برابر سایش آنها از سختی و مقاومت در برابر سایش آلیاژهای سخت مبتنی بر تنگستن و کاربیدهای تیتانیوم با چسب کبالت، آلیاژهای کاربید تیتانیوم روی چسب نیکل-مولیبدن بیشتر است. مواد فوق سخت پرکاربرد: الکتروکوروندوم، اکسید زیرکونیوم، کاربید سیلیکون، کاربید بور، برازون، رنیم دیبورید، الماس. مواد فوق سخت اغلب به عنوان مواد ساینده استفاده می شوند.

که در سال های گذشتهتوجه دقیق صنعت مدرن به جستجوی انواع جدید مواد فوق سخت و جذب موادی مانند نیترید کربن، آلیاژ بور-کربن-سیلیکون، نیترید سیلیکون، آلیاژ کاربید تیتانیوم- آلیاژ کاربید اسکاندیم، آلیاژهای بوریدها و کاربیدها معطوف شده است. زیر گروه تیتانیوم با کاربیدها و بوریدهای لانتانیدها.

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «مواد فوق سخت» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

مواد سرامیکی فوق سخت- مواد سرامیکی کامپوزیتی که با وارد کردن مواد افزودنی و پرکننده های آلیاژی مختلف در نیترید بور اصلی به دست می آیند. ساختار چنین موادی توسط بلورهای ریز به هم چسبیده تشکیل شده است و بنابراین، آنها... ...

گروهی از مواد با بالاترین سختی که شامل موادی می شود که سختی و مقاومت به سایش آنها از سختی و مقاومت در برابر سایش آلیاژهای سخت مبتنی بر تنگستن و کاربیدهای تیتانیوم با چسب کبالت بیشتر است... ... ویکی پدیا

بردهای فوق سخت تخته فیبر SM-500- با فشار دادن خمیر چوب آسیاب شده با پلیمرها، اغلب فنل فرمالدئید، با افزودن روغن های خشک کن و برخی اجزای دیگر، ساخته می شوند. آنها در طول 1.2 متر، عرض 1.0 متر و ضخامت 5-6 میلی متر تولید می شوند. طبقات از ... ... دایره المعارف اصطلاحات، تعاریف و توضیحات مصالح ساختمانی

مواد پودری- مواد تلفیقی به دست آمده از پودرها؛ در ادبیات، اصطلاح "مواد متخلخل" اغلب همراه با "مواد پودری" استفاده می شود، زیرا یکی از روش های اصلی تثبیت پودرها، تف جوشی است. پودر...... فرهنگ لغت دایره المعارف متالورژی

- (سنگ زنی آبراسیف فرانسوی، از لاتین abradere scrape) اینها موادی با سختی بالا هستند و برای تصفیه سطح استفاده می شوند. مواد مختلف. مواد ساینده در فرآیندهای سنگ زنی، پرداخت،... ... ویکی پدیا استفاده می شود

ویکی‌پدیا مقالاتی درباره افراد دیگر با این نام خانوادگی دارد، به نوویکوف مراجعه کنید. ویکی‌پدیا مقالاتی درباره افراد دیگری به نام‌های نویکوف، نیکولای دارد. نویکوف نیکولای واسیلیویچ ... ویکی پدیا

سنباده کاری یک عملیات پردازش مکانیکی یا دستی است. مواد سخت(فلز، شیشه، گرانیت، الماس و غیره). نوعی فرآوری ساینده که به نوبه خود نوعی برش است. سنگ زنی مکانیکی معمولا... ... ویکی پدیا

- (از قرون وسطی، lat. detonatio انفجار، lat. detonо رعد و برق)، گسترش با سرعت مافوق صوتمناطق گرمازا سریع شیمی رادیویی که جلوی موج ضربه ای را دنبال می کند. موج ضربه ای رادیو را راه اندازی می کند و آب انفجاری را فشرده و گرم می کند... ... دایره المعارف شیمی

شیمی معدنی شاخه ای از شیمی است که با مطالعه ساختار، واکنش پذیری و خواص همه عناصر شیمیاییو ترکیبات معدنی آنها این منطقه تمام ترکیبات شیمیایی را شامل می شود، به استثنای آلی... ... ویکی پدیا

- ... ویکیپدیا

کتاب ها

مواد ابزار در مهندسی مکانیک: کتاب درسی. Grif وزارت دفاع فدراسیون روسیه، Adaskin A.M.. کتاب درسی موادی را برای ساخت ابزارهای برش، مهر زنی، لوله کشی، کمکی، کنترل و ابزار اندازه گیری ارائه می دهد: ابزاری، پرسرعت و ...

مواد ابزار موادی هستند که هدف اصلی آنها تجهیز قسمت کار ابزار است. اینها عبارتند از کربن ابزار، فولادهای آلیاژی و پرسرعت، آلیاژهای سخت، سرامیک های معدنی و مواد فوق سخت.

خواص اساسی مواد ابزار

مواد ابزاری

مقاومت حرارتی 0 درجه سانتیگراد

استحکام خمشی، MPa

میکروسختی، НV

ضریب هدایت حرارتی، W/(mCHK)

فولاد کربن

فولاد

فولاد با سرعت بالا

آلیاژ سخت

سرامیک های معدنی

نیترید مکعبی

8.1. فولادهای ابزار.

با توجه به ترکیب شیمیایی و درجه آلیاژی، فولادهای ابزار به فولادهای ابزار کربنی، فولادهای ابزار آلیاژی و فولادهای برش سریع تقسیم می شوند. خواص فیزیکی و مکانیکی این فولادها در دماهای معمولی کاملاً مشابه است و از نظر مقاومت حرارتی و سختی پذیری در هنگام سخت شدن متفاوت است.

در فولادهای آلیاژی ابزار، محتوای جرمی عناصر آلیاژی برای اتصال تمام کربن به کاربیدها کافی نیست، بنابراین مقاومت حرارتی فولادهای این گروه تنها 50 تا 100 درجه سانتیگراد بالاتر از مقاومت حرارتی فولادهای کربنی ابزار است. در فولادهای پرسرعت، آنها تلاش می کنند تا تمام کربن را به کاربیدهای عناصر آلیاژی متصل کنند و در عین حال امکان تشکیل کاربیدهای آهن را از بین ببرند. به همین دلیل، نرم شدن فولادهای پرسرعت در دماهای بالاتر اتفاق می افتد.

فولادهای کربن ابزار (GOST 1435-74) و آلیاژی (GOST 5950-73). خواص فیزیکی و مکانیکی اصلی کربن ابزار و فولادهای آلیاژی در جداول آورده شده است. فولادهای کربنی ابزار با حرف Y مشخص می شوند و به دنبال آن عددی که محتوای جرم کربن در فولاد را بر حسب دهم درصد مشخص می کند. بنابراین، در فولاد درجه U10، محتوای جرمی کربن یک درصد است. حرف A در نام مربوط به فولادهای با کیفیت بالا با محتوای جرمی کاهش یافته ناخالصی است.

ترکیب شیمیاییفولادهای ابزار کربنی

درجه فولاد

فسفر - 0.035٪، کروم - 0.2٪

نیکل - 0.25٪، مس - 0.25٪

فسفر - 0.03٪، کروم - 0.15٪

مس - 0.2٪

در فولادهای آلیاژی ابزار، رقم اول محتوای کربن جرمی را در دهم درصد مشخص می کند (اگر عدد وجود نداشته باشد، محتوای کربن در آن تا یک درصد است). حروف در نامگذاری محتوای عناصر آلیاژی مربوطه را نشان می دهد: G - منگنز، X - کروم، C - سیلیکون، V - تنگستن، F - وانادیم، و اعداد محتوای عنصر را به عنوان درصد نشان می دهد. فولادهای آلیاژی ابزار با سختی پذیری عمیق، گریدهای 9ХС، ХВСГ، Х، 11Х، ХВГ، با تغییر شکل های کوچک در طول عملیات حرارتی مشخص می شوند.

ترکیب شیمیایی فولادهای ابزار کم آلیاژ

درجه فولاد

ه 0,4

ه 0,3

ه 0,35

ه 0,3

یادداشت:

ترکیب شیمیایی فولاد کم آلیاژ B1 برای حفظ مزایای فولادهای کربنی، بهبود سختی و کاهش حساسیت به گرمای بیش از حد تنظیم شده است.
فولادهای نوع ХВ5 به دلیل محتوای کربن بالا و کاهش محتوای منگنز، سختی (HRC تا 70) را افزایش داده اند.
فولادهای کرومیوم نوع X فولادهایی با سختی پذیری بالا هستند
فولادهای آلیاژی با منگنز نوع 9ХС در برابر کاهش سختی در حین تمپر مقاوم هستند.

این مواد حوزه های کاربرد محدودی دارند: مواد کربنی عمدتاً برای ساخت ابزارهای فلزکاری استفاده می شود و از مواد آلیاژی برای شکل دادن به نخ، نجاری و ابزارهای بلند (LTOs) - بریچ ها، ریمرس ها و غیره استفاده می شود.

8.2. فولادهای پرسرعت (GOST 19265-73)

ترکیب شیمیایی و مشخصات مقاومت گریدهای اصلی این فولادها در جداول آورده شده است. فولادهای پرسرعت با حروف مربوط به عناصر تشکیل دهنده کاربید و آلیاژی مشخص می شوند: P - تنگستن، M - مولیبدن، F - وانادیم، A - نیتروژن، K - کبالت، T - تیتانیوم، C - زیرکونیوم. بعد از این حرف عددی وجود دارد که میانگین محتوای جرم عنصر را به صورت درصد نشان می دهد (محتوای کروم حدود 4 درصد در نام تجاری نشان داده نشده است).

عدد در ابتدای نام گذاری فولاد، محتوای کربن را در دهم درصد نشان می دهد (به عنوان مثال، فولاد 11R3AM3F2 حاوی حدود 1.1٪ C؛ 3٪ W؛ 3٪ Mo و 2٪ V) است. خواص برش فولادهای پرسرعت با حجم عناصر اصلی تشکیل دهنده کاربید تعیین می شود: تنگستن، مولیبدن، وانادیم و عناصر آلیاژی - کبالت، نیتروژن. وانادیوم به دلیل محتوای جرمی کم (تا 3٪) معمولاً در نظر گرفته نمی شود و خواص برش فولادها معمولاً توسط معادل تنگستن برابر با (W + 2Mo)٪ تعیین می شود. در لیست قیمت فولادهای پرسرعت، سه گروه از فولادها متمایز می شود: فولادهای گروه 1 با معادل تنگستن تا 16٪ بدون کبالت، فولادهای گروه 2 - تا 18٪ و میزان کبالت در حدود. 5٪، 200 یا گروه 3 - تا 20٪ و محتوای کبالت 5-10٪. بر این اساس، خواص برش این گروه از فولادها نیز متفاوت است.

ترکیب شیمیایی فولادهای پرسرعت

درجه فولاد

ه 0,5

ترکیب شیمیایی فولادهای ریخته گری شده با سرعت بالا

درجه فولاد

علاوه بر فولادهای استاندارد، از فولادهای پرسرعت مخصوص نیز استفاده می شود که به عنوان مثال، کربنیتریدهای تیتانیوم دارند. با این حال، سختی بالای بلنک های این فولادها و پیچیدگی ماشین کاری به استفاده گسترده آنها کمک نمی کند. هنگام پردازش مواد سخت برش، پودر فولادهای پرسرعت R6M5-P و R6M5K5-P استفاده می شود. خواص برش بالای این فولادها توسط ساختار ریزدانه خاصی مشخص می شود که باعث افزایش استحکام، کاهش شعاع گرد شدن لبه برش و بهبود ماشینکاری با برش و به ویژه آسیاب می شود. در حال حاضر فولادهای پرسرعت بدون تنگستن با محتوای بالایی از عناصر آلیاژی مختلف از جمله آلومینیوم، مالیبدن، نیکل و غیره در حال آزمایش صنعتی هستند.

یکی از معایب قابل توجه فولادهای پرسرعت مربوط به ناهمگنی کاربید است. با توزیع ناهموار کاربیدها در سطح مقطع قطعه کار، که به نوبه خود منجر به سختی ناهموار تیغه برش ابزار و سایش آن می شود. این عیب در فولادهای پرسرعت پودر و ماریجینگ (با محتوای کربن کمتر از 0.03٪) وجود ندارد.

درجه فولاد	هدف تقریبی و ویژگی های تکنولوژیکی
	می تواند برای انواع ابزارهای برش در هنگام پردازش مواد ساختاری رایج استفاده شود. از نظر فناوری بسیار پیشرفته است.
	تقریباً برای اهداف مشابه فولاد P18. پولیش بدتر.
	برای ابزارهایی با شکل ساده که به مقدار زیادی عملیات سنگ زنی نیاز ندارند. مورد استفاده برای پردازش مواد ساختاری رایج؛ انعطاف پذیری را افزایش داده است و می تواند برای ساخت ابزار با استفاده از روش های تغییر شکل پلاستیک استفاده شود. کاهش قابلیت آسیاب
	برای انواع ابزار برش. قابل استفاده برای ابزارهایی که با بارهای شوک کار می کنند. محدوده دمایی باریک تر از فولاد P18، تمایل به کربن زدایی را افزایش داد.
	ابزارهای تکمیل و نیمه تکمیل / برش های شکل دار، قیچی ها، سوهان ها و غیره / هنگام پردازش فولادهای ساختاری.
	همان فولاد R6M5 است، اما در مقایسه با فولاد R6M کمی سختی بیشتر و استحکام کمتری دارد.
	برای ساخت ابزارهایی با اشکال ساده استفاده می شود که به حجم زیادی از عملیات سنگ زنی نیاز ندارند؛ برای پردازش مواد با خواص ساینده افزایش یافته / فایبرگلاس، پلاستیک، لاستیک سخت و غیره توصیه می شود. / برای تکمیل ابزار کار با سرعت برش متوسط و بخش های برش کوچک؛ کاهش قابلیت آسیاب
	برای ابزارهای تکمیل و نیمه تمام که با سرعت های برش متوسط کار می کنند. برای مواد با خواص ساینده افزایش یافته؛ به جای فولادهای R6F5 و R14F4 به عنوان فولادی با قابلیت آسیاب بهتر و تقریباً خواص برش یکسان توصیه می شود.
R9M4K8، R6M5K5	برای پردازش فولادها و آلیاژهای ضد زنگ با مقاومت بالا و مقاوم در برابر حرارت در شرایط افزایش گرمایش لبه برش. آسیاب پذیری اندکی کاهش می یابد.
R10K5F5، R12K5F5	برای پردازش فولادها و آلیاژهای با مقاومت بالا و سخت؛ مواد با خواص ساینده افزایش یافته؛ آسیاب پذیری کم است
	برای پردازش فولادها و آلیاژهای با سختی افزایش یافته؛ تکمیل و نیمه تمام بدون لرزش؛ کاهش قابلیت آسیاب
	برای ابزارهایی با شکل ساده هنگام پردازش فولادهای کربنی و آلیاژی با مقاومت حداکثر 800 مگاپاسکال.
R6M5K5-MP، R9M4K8-MP (پودر)	برای اهداف مشابه فولاد R6M5K5 و R9M4K8. آسیاب پذیری بهتری دارند، در طی عملیات حرارتی تغییر شکل کمتری دارند، استحکام بیشتری دارند و خواص عملکردی پایدارتری از خود نشان می دهند.

8.3. آلیاژهای سخت (GOST 3882-74)

آلیاژهای سخت حاوی مخلوطی از دانه‌های کاربید، نیترید و کربنیتریدهای فلزات نسوز در مواد چسبنده هستند. گریدهای استاندارد آلیاژهای سخت بر اساس کاربیدهای تنگستن، تیتانیوم و تانتالیوم ساخته می شوند. کبالت به عنوان چسب استفاده می شود. ترکیب و خواص اصلی برخی از گریدهای آلیاژهای کاربید برای ابزارهای برش در جدول آورده شده است.

خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای سخت یک، دو و سه کاربید

ترکیب، خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژهای سخت بدون تنگستن

بسته به ترکیب فاز کاربید و بایندر، تعیین آلیاژهای سخت شامل حروف مشخص کننده عناصر تشکیل دهنده کاربید (B - تنگستن، T - تیتانیوم، حرف دوم T - تانتالم) و چسب (حرف K - کبالت) است. . کسر جرمی عناصر تشکیل دهنده کاربید در آلیاژهای تک کاربید که فقط حاوی کاربید تنگستن هستند با تفاوت بین 100٪ و کسر جرمی بایندر (عدد بعد از حرف K) تعیین می شود، به عنوان مثال، آلیاژ VK4 حاوی 4٪ است. کبالت و 96% WC. در آلیاژهای دو کاربید WC+TiC، عدد بعد از حرف عنصر تشکیل دهنده کاربید، کسر جرمی کاربیدهای این عنصر را تعیین می کند، عدد بعدی کسر جرمی بایندر، مابقی کسر جرمی کاربید تنگستن است. (به عنوان مثال، آلیاژ T5K10 حاوی 5٪ TiC، 10٪ Co و 85٪ WC است).

در آلیاژهای تری کاربید، عدد بعد از حروف TT نشان دهنده کسر جرمی کاربیدهای تیتانیوم و تانتالیوم است. عدد پشت حرف K کسر جرمی بایندر است، بقیه کسر جرمی کاربید تنگستن است (به عنوان مثال، آلیاژ TT8K6 حاوی 6٪ کبالت، 8٪ کاربیدهای تیتانیوم و تانتالم و 86٪ کاربید تنگستن است).

در فلزکاری، استاندارد ISO سه گروه از کاربرد ابزارهای برش کاربید را شناسایی می کند: گروه P - برای پردازش موادی که تراشه های پیوسته تولید می کنند. گروه K - تراشه های شکست و گروه M - برای پردازش مواد مختلف (آلیاژهای سخت جهانی). هر منطقه به گروه ها و زیر گروه ها تقسیم می شود.

آلیاژهای سخت عمدتاً به شکل صفحات با اشکال مختلف و دقت ساخت تولید می شوند: لحیم کاری شده (چسب شده) - مطابق با GOST 25393-82 یا قابل تعویض چند وجهی - مطابق با GOST 19043-80 - 19057-80 و سایر استانداردها.

اینسرت های چند وجهی هم از گریدهای استاندارد آلیاژهای سخت و هم از آلیاژهای مشابه با پوشش های فوق سخت تک لایه یا چند لایه TiC، TiN، اکسید آلومینیوم و سایر ترکیبات شیمیایی تولید می شوند. صفحات روکش دار دوام بیشتری دارند. به نام گذاری صفحات ساخته شده از گریدهای استاندارد آلیاژهای سخت پوشیده شده با نیتریدهای تیتانیوم، علامت گذاری حروف KIB (TU 2-035-806-80) و به تعیین آلیاژها مطابق ISO - حرف C اضافه می شود.

صفحات همچنین از آلیاژهای مخصوص تولید می شوند (به عنوان مثال، طبق TU 48-19-308-80). آلیاژهای این گروه (گروه «MS») خاصیت برشی بالاتری دارند. نام آلیاژ شامل حروف MC و یک عدد سه رقمی (برای صفحات بدون روکش) یا چهار رقمی (برای صفحات پوشش داده شده با کاربید تیتانیوم) است:

رقم اول نام مربوط به منطقه کاربرد آلیاژ مطابق طبقه بندی ISO است (1 - پردازش موادی که تراشه های پیوسته تولید می کنند؛ 3 - پردازش موادی که تراشه های شکستگی تولید می کنند؛ 2 - منطقه پردازش مربوط به منطقه M با توجه به ISO)؛

رقم های 2 و 3 زیرگروه کاربرد را مشخص می کنند و رقم 4 نشان دهنده وجود پوشش است. به عنوان مثال، MC111 (مشابه با استاندارد T15K6)، MC1460 (مشابه با استاندارد T5K10)، و غیره.

علاوه بر صفحات تمام شده، پرها نیز مطابق با OST 48-93-81 تولید می شوند. تعیین قسمت های خالی مانند صفحات تمام شده است، اما با اضافه کردن حرف Z.

آلیاژهای سخت بدون تنگستن به طور گسترده ای به عنوان موادی که حاوی عناصر کمیاب نیستند استفاده می شوند. آلیاژهای بدون تنگستن به شکل صفحات نهایی با اشکال و اندازه‌های مختلف، درجه‌های دقت U و M و همچنین صفحات خالی عرضه می‌شوند. مناطق کاربرد این آلیاژها مشابه مناطق استفاده از آلیاژهای کاربید سیمانی دو کاربید تحت بارهای غیر ضربه ای است.

	برای آن اعمال می شود
	پایان تراشکاری با یک مقطع برشی کوچک، رزوه‌کاری نهایی، سوراخ‌های ریمینگ و سایر انواع مشابه فرآوری چدن خاکستری، فلزات غیرآهنی و آلیاژهای آنها و مواد غیرفلزی (لاستیک، الیاف، پلاستیک، شیشه، فایبرگلاس و غیره) . برش شیشه ورق
	تکمیل (تراشکاری، سوراخ کردن، رزوه کاری، ریمینگ) چدن های سخت، آلیاژی و سفید شده، فولادهای سخت شده و سخت شده و همچنین مواد غیرفلزی بسیار ساینده.
	تراش ناهموار با برش ناهموار، فرز خشن و تکمیلی، حفاری و سوراخ کردن سوراخ‌های معمولی و عمیق، فرورفتگی خشن هنگام پردازش چدن، فلزات و آلیاژهای غیرآهنی، تیتانیوم و آلیاژهای آن.
	تکمیل و نیمه تکمیل چدن های سخت، آلیاژی و سفید شده، فولادهای سخت شده و برخی از گریدهای فولادها و آلیاژهای ضد زنگ با استحکام بالا و مقاوم در برابر حرارت، به ویژه آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم، تنگستن و مولیبدن (تراشکاری، حفاری، ریمینگ، رزوه کشی، سوهان زدن).
	پردازش نیمه تمام فولادها و آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، فولادهای زنگ نزن آستنیتی، چدن های سخت ویژه، چدن سخت شده، برنز سخت، آلیاژهای فلزات سبک، مواد غیر فلزی ساینده، پلاستیک، کاغذ، شیشه. پردازش فولادهای سخت شده و همچنین فولادهای کربنی و آلیاژی خام با مقاطع برش نازک با سرعت برش بسیار پایین.
	تراشکاری نهایی و نیمه تمام، حفاری، فرز و سوراخکاری چدن خاکستری و داکتیل و همچنین چدن سفید شده. چرخش مداوم با مقاطع برشی کوچک از فولاد ریخته‌گری شده، فولادهای ضد زنگ با استحکام بالا، از جمله فولادهای سخت شده. پردازش آلیاژهای فلزات غیر آهنی و برخی از گریدهای آلیاژ تیتانیوم هنگام برش با مقاطع برش کوچک و متوسط.
	تراشکاری خشن و نیمه زبر، برش نخ مقدماتی با ابزار تراشکاری، فرز نیمه تمام سطوح جامد، سوراخکاری و سوراخکاری، فروکش کردن چدن خاکستری، فلزات غیرآهنی و آلیاژهای آنها و مواد غیرفلزی.
	جریان ناهموار با بخش برش ناهموار و برش متناوب، صافکاری، فرز ناهموار، حفاری، ریمینگ ناهموار، غرق خشن چدن خاکستری، فلزات غیر آهنی و آلیاژهای آنها و مواد غیرفلزی. پردازش فولادها و آلیاژهای سخت ماشین آلات ضد زنگ، با استحکام بالا و مقاوم در برابر حرارت، از جمله آلیاژهای تیتانیوم.
	زبر و نیمه زبر چدن های سخت، آلیاژی و سفید شده، برخی از گریدها از فولادها و آلیاژهای ضد زنگ، با مقاومت بالا و مقاوم در برابر حرارت، به ویژه آلیاژهای مبتنی بر تیتانیوم، تنگستن و مولیبدن. ساخت انواع ابزار یکپارچه.
	حفاری، قلاب‌زنی، فرزکاری و دنده‌کاری فولاد، چدن، برخی از مواد برش سخت و غیرفلزات با کاربید جامد، ابزارهای کوچک. ابزار برش برای پردازش چوب. چرخش را با یک برش کوچک (برش الماس) به پایان برسانید. برش رزوه و ریمینگ فولادهای کربنی سخت نشده و سخت شده.
	تراشکاری نیمه خشن در حین برش مداوم، پایان تراشکاری در برش های منقطع، برش نخ با ابزارهای تراشکاری و سرهای دوار، فرزکاری نیمه تمام و تکمیلی سطوح جامد، حفاری و سوراخ کردن سوراخ های از پیش ماشینکاری شده، پایانه های متحرک، روکش و سایر انواع مشابه. فرآوری کربن و فولادهای آلیاژی
	تراش ناهموار با برش ناهموار و برش مداوم، نیمه تمام و پایان تراش با برش متناوب. فرز خشن سطوح جامد؛ حفاری سوراخ‌های ریخته‌گری و آهنگری، فرورفتگی خشن و سایر انواع مشابه پردازش فولادهای کربنی و آلیاژی.
	چرخش ناهموار با برش ناهموار و برش متناوب، چرخش شکل، برش با ابزار تراش. اتمام برنامه ریزی؛ آسیاب خشن سطوح ناپیوسته و سایر انواع فرآوری فولادهای کربنی و آلیاژی، عمدتاً به شکل آهنگری، مهر زنی و ریخته گری روی پوسته و مقیاس.
	تراشکاری خشن سنگین آهنگری فولادی، مهر زنی و ریخته گری روی پوسته های دارای پوسته در حضور ماسه، سرباره و اجزاء مختلف غیرفلزی، با برش ناهموار و وجود ضربه. انواع صافکاری فولادهای کربنی و آلیاژی.
	تراشکاری خشن سنگین آهنگری فولادی، مهر زنی و ریخته گری روی پوسته های دارای پوسته در حضور ماسه، سرباره و اجزاء مختلف غیرفلزی با مقطع برش یکنواخت و وجود ضربه. انواع صافکاری فولادهای کربنی و آلیاژی. سنگ زنی سخت و فولادهای کربنی و آلیاژی.
	زبر کردن و نیمه تکمیل گریدهای خاصی از مواد برش سخت، فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فولادهای کم مغناطیسی و فولادها و آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، از جمله تیتانیوم.
	آسیاب فولاد، به ویژه آسیاب شیارهای عمیق و انواع دیگر پردازش که باعث افزایش تقاضا برای مقاومت آلیاژ در برابر بارهای چرخه ای مکانیکی حرارتی می شود.

8.4. سرامیک های معدنی (GOST 26630-75) و مواد فوق سخت

مواد معدنی-سرامیک ابزار دارای سختی، حرارت و مقاومت در برابر سایش بالا هستند. آنها بر اساس آلومینا (اکسید سیلیکون) - سرامیک های اکسید یا مخلوطی از اکسید سیلیکون با کاربیدها، نیتریدها و سایر ترکیبات (سرمت) هستند. مشخصات اصلی و زمینه های کاربرد برندهای مختلف سرامیک معدنی در جدول آورده شده است. شکل و اندازه صفحات سرامیکی چند وجهی قابل تعویض توسط استاندارد GOST 25003-81* تعیین می شود.

علاوه بر مارک‌های سنتی سرامیک‌ها و سرامیک‌های اکسیدی، سرامیک‌های اکسید نیترید (مثلاً سرامیک کورتینیت (مخلوطی از کوراندوم یا اکسید آلومینیوم با نیترید تیتانیوم) و سرامیک‌های نیترید سیلیکون «سیلینیت-R» به طور گسترده استفاده می‌شوند.

خواص فیزیکی و مکانیکی سرامیک های ابزاری

مواد فرآوری شده	سختی	برند سرامیک
چدن خاکستری		VO-13، VSh-75، TsM-332
چدن چکش خوار		VSH-75، VO-13
چدن سفید شده		VOK-60، ONT-20، V-3
فولاد ساختاری کربنی		VO-13، VSh-75، TsM-332
فولاد ساختاری آلیاژی		VO-13، VSh-75، TsM-332
فولاد بهبود یافته		VSh-75، VO-13، VOK-60 Silinit-R
فولاد سخت شده با بدنه		VOK-60، ONT-20، V-3
فولاد سخت شده با بدنه		VOK-60، V-3، ONT-20
آلیاژهای مس
آلیاژهای نیکل		Silinit-R، ONT-20

مواد فوق سخت مصنوعی یا بر اساس نیترید بور مکعبی - CBN یا بر اساس الماس ساخته می شوند.

مواد گروه CBN دارای سختی بالا، مقاومت در برابر سایش، ضریب اصطکاک پایین و بی اثر بودن نسبت به آهن هستند. ویژگی های اصلی و زمینه های استفاده موثر در جدول نشان داده شده است.

خواص فیزیکی و مکانیکی STM بر اساس CBN

که در اخیرااین گروه همچنین شامل مواد حاوی ترکیب Si-Al-O-N ( علامت تجاری"sialon")، بر اساس نیترید سیلیکون Si3N4.

مواد مصنوعی به صورت بلنک یا صفحات جایگزین آماده عرضه می شوند.

بر اساس الماس های مصنوعی، چنین مارک هایی با نام های ASB - الماس مصنوعی "بالاس"، ASPC - الماس مصنوعی "کربنادو" و دیگران شناخته می شوند. از مزایای این مواد می توان به مقاومت شیمیایی و خوردگی بالا، حداقل شعاع تیغه و ضریب اصطکاک با مواد در حال پردازش اشاره کرد. با این حال، الماس دارای معایب قابل توجهی است: استحکام خمشی کم (210-480 مگاپاسکال). فعالیت شیمیایی برای برخی از چربی های موجود در خنک کننده؛ انحلال در آهن در دمای 750-800 درجه سانتیگراد، که عملاً امکان استفاده از آنها را برای پردازش فولاد و چدن منتفی می کند. اساساً الماس مصنوعی پلی کریستالی برای پردازش آلومینیوم، مس و آلیاژهای مبتنی بر آنها استفاده می شود.

هدف STM بر اساس نیترید بور مکعبی

درجه مواد	منطقه برنامه
کامپوزیت 01 (Elbor R)	تراشکاری ریز و ریز بدون ضربه و آسیاب صورت فولادهای سخت شده و چدنهای هر نوع سختی، آلیاژهای سخت (Co=> 15%).
کامپوزیت 03 (Ismit)	تکمیل و نیمه تمام فولادهای سخت شده و چدن با هر سختی
کامپوزیت 05	تراشکاری اولیه و نهایی بدون ضربه فولادهای سخت شده (HRC e<= 55) и серого чугуна, торцовое фрезерование чугуна
کامپوزیت 06	پایان تراشکاری فولادهای سخت شده (HRC e<= 63)
کامپوزیت 10 (هگزانیت R)	تراشکاری مقدماتی و نهایی با و بدون ضربه، آسیاب صورت فولادها و چدن ها با هر سختی، آلیاژهای سخت (Co=> 15%)، تراش متناوب، فرآوری قطعات رسوبی.
	تراشکاری خشن، نیمه زبر و تکمیل کننده چدن با هر نوع سختی، تراشکاری و سوراخ کردن فولادها و آلیاژهای بر پایه مس، برش روی پوست ریخته گری
کامپوزیت 10D
	تراشکاری اولیه و نهایی، از جمله تراشکاری ضربه ای، فولادهای سخت شده و چدن ها با هر سختی، سطح پلاسمای مقاوم در برابر سایش، آسیاب صورت فولادهای سخت شده و چدن ها.

مواد فوق سخت (STM) - اینها شامل الماس (طبیعی و مصنوعی) و مواد کامپوزیتی مبتنی بر نیترید بور مکعبی است.

الماس- یکی از اصلاحات کربن. به دلیل ساختار مکعبی شبکه کریستالی، الماس سخت ترین ماده معدنی شناخته شده در طبیعت است. سختی آن 5 برابر بیشتر از یک آلیاژ سخت است، اما استحکام آن کم است و تک بلورهای الماس طبیعی با رسیدن به بارهای بحرانی به قطعات کوچک تبدیل می شوند. بنابراین، الماس های طبیعی فقط در عملیات تکمیلی استفاده می شوند که با بارهای کم توان مشخص می شوند.

مقاومت حرارتی الماس 700...800 درجه سانتی گراد است (الماس در دماهای بالاتر می سوزد). الماس های طبیعی دارای رسانایی حرارتی بالا و کمترین ضریب اصطکاک هستند.

الماس طبیعی با حرف مشخص می شود آ ، مصنوعی - AC . الماس های طبیعی تک بلورهای منفرد و تکه های آنها یا کریستال ها و سنگدانه های رشد یافته هستند. الماس های مصنوعی به صورت پودرهای ریزدانه به دست می آیند و برای ساخت چرخ های ساینده، خمیرها و ریزپودرها استفاده می شوند. یک گروه جداگانه از الماس های پلی کریستالی (PDA) از مارک های ASB (بالاس) و ASPK (Carbonado) تشکیل شده است. PCD به دلیل ساختار پلی کریستالی خود در برابر بارهای ضربه ای بسیار بهتر از تک بلورهای الماس مقاومت می کند و علیرغم سختی کمتری نسبت به الماس طبیعی، مقاومت کششی و برشی عرضی بالاتری دارد. مقاومت ضربه ای پلی کریستال های الماس به اندازه دانه های الماس بستگی دارد و با افزایش آنها کاهش می یابد.

الماس با مواد حاوی نیکل و آهن میل شیمیایی دارد، بنابراین، هنگام برش فولادهای مبتنی بر آهن، چسبندگی شدید مواد در حال پردازش روی سطوح تماس ابزار الماس رخ می دهد. کربنی که الماس را تشکیل می دهد، هنگام گرم شدن با این مواد به طور فعال واکنش نشان می دهد. این منجر به سایش شدید ابزار الماس می شود و دامنه کاربرد آن را محدود می کند، بنابراین الماس های طبیعی عمدتاً برای تراشکاری ریز فلزات غیر آهنی و آلیاژهایی که حاوی کربن و آهن نیستند استفاده می شود. موثرترین استفاده از ابزار الماس در عملیات تکمیل و تکمیل هنگام پردازش قطعات ساخته شده از فلزات غیر آهنی و آلیاژهای آنها و همچنین از پلیمرهای مختلف به دست می آید. مواد کامپوزیت. این ابزار را می توان برای تراش دادن سطوح ناپیوسته و برای فرز استفاده کرد، اما دوام آن کوتاه تر از ماشین کاری بدون ضربه خواهد بود.

مواد فرآوری شده	V، m/min	s، میلی متر / دور	t، میلی متر
آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم	600…690	0,01…0,04	0,01…0,20
آلیاژهای آلومینیوم منیزیم	390…500	0,01…0,05	0,01…0,20
آلیاژهای آلومینیوم مقاوم در برابر حرارت	250…400	0,02…0,04	0,05…0,10
دورالومین	500…690	0,02…0,04	0,03…0,15
قلع برنز	250…400	0,04…0,07	0,08…0,20
برنز سرب	600…690	0,025...0,05	0,02…0,05
برنج		0,02…0,06	0,03…0,06
آلیاژهای تیتانیوم	90…200	0,02…0,05	0,03…0,06
پلاستیک	90…200	0,02…0,05	0,05…0,15
فایبرگلاس	600…690	0,02…0,05	0,03…0,05

در بسیاری از موارد، مقاومت در برابر سایش بیشتر برش های ساخته شده از الماس مصنوعی، که در عمل مشاهده می شود، در مقایسه با برش های ساخته شده از الماس طبیعی، با تفاوت در ساختار آنها توضیح داده می شود. در الماس طبیعی، ترک ها در لبه برش ظاهر می شوند، رشد می کنند و می توانند به اندازه های قابل توجهی برسند. در PCD (الماس مصنوعی)، ترک های حاصل توسط مرزهای کریستال ها متوقف می شوند، که مقاومت سایشی بالاتر، 1.5...2.5 برابر آنها را تعیین می کند.

یکی دیگر از زمینه های امیدوار کننده برای کاربرد PCD، پردازش موادی است که برش سخت است و باعث سایش سریع ابزار می شود، مانند تخته های خرده چوب، تخته های با چگالی متوسط با محتوای چسب بالا، پوشش داده شده با رزین ملامین، کاغذ لمینت تزئینی، مانند و همچنین سایر مواد دارای اثر ساینده است. ابزارهای دارای PCD در هنگام پردازش چنین موادی دارای دوام هستند که 200..300 برابر بیشتر از دوام ابزار کاربید است.

ابزارهای PCD به شکل درج های چند وجهی قابل تعویض با موفقیت در پردازش مواد کامپوزیت پلیمری استفاده شده است. استفاده از آنها باعث افزایش دوام 15 ... 20 برابر در مقایسه با ابزارهای ساخته شده از آلیاژ سخت می شود.

نیترید بور مکعبی(KNB, BN ) در طبیعت وجود ندارد، به طور مصنوعی از "گرافیت سفید" در فشارها و دماهای بالا در حضور کاتالیزورها به دست می آید. در این حالت، شبکه شش ضلعی گرافیت به یک شبکه مکعبی شبیه به شبکه الماس تبدیل می شود. هر اتم بور به چهار اتم نیتروژن متصل است. از نظر سختی، CBN تا حدودی پایین تر از الماس است، اما مقاومت حرارتی بالاتری دارد و به 1300 ... 1500 درجه سانتیگراد می رسد و عملاً نسبت به کربن و آهن بی اثر است. مانند الماس، CBN نیز شکنندگی و استحکام خمشی کم را افزایش داده است.

چندین مارک CBN وجود دارد که در گروه "کامپوزیت ها" گروه بندی می شوند. انواع CBN از نظر اندازه، ساختار و خواص دانه ها، درصد ترکیب بایندر و همچنین فناوری تف جوشی با یکدیگر متفاوت هستند.

پرکاربردترین کامپوزیت ها عبارتند از: کامپوزیت 01 (elbor-R)، کامپوزیت 05، کامپوزیت 10 (هگزانیت-R) و کامپوزیت 10D (صفحات دو لایه با لایه کاری هگزانیت R). از این میان، قوی ترین کامپوزیت 10 ( σ و = 1000 ... 1500 مگاپاسکال)، بنابراین برای بارهای ضربه ای استفاده می شود. سایر کامپوزیت ها برای تکمیل بدون ضربه فولادهای سخت شده، چدن های با استحکام بالا و برخی از آلیاژهای سخت برش استفاده می شوند. در بسیاری از موارد، تراشکاری با کامپوزیت ها مؤثرتر از فرآیند سنگ زنی است، زیرا به دلیل رسانایی حرارتی بالا، CBN هنگام کار در سرعت های برش بالا باعث سوختگی نمی شود و در عین حال زبری سطح پایینی را فراهم می کند.

از کامپوزیت ها به شکل صفحات کوچک مربعی، مثلثی و گرد استفاده می شود که با لحیم کاری یا مکانیکی روی بدنه ابزار ثابت می شوند. اخیراً از صفحات آلیاژی سخت با لایه ای از کامپوزیت یا الماس پلی کریستالی که بر روی آنها رسوب کرده است نیز استفاده می شود. چنین صفحات چند لایه استحکام بیشتری دارند، مقاومت در برابر سایش دارند و برای چسباندن راحت تر هستند. آنها به شما این امکان را می دهند که کمک هزینه های عمق زیاد را حذف کنید.

ذخیره اصلی برای افزایش بهره وری پردازش برای ابزار بر اساس BN سرعت برش (جدول 11) است که می تواند 5 بار یا بیشتر از سرعت برش یک ابزار کاربید تجاوز کند.

جدول 11. سرعت های برش مجاز توسط مواد مختلف ابزار

جدول نشان می دهد که بیشترین کارایی استفاده از ابزار بر اساس BN هنگام پردازش چدن ها، فولادها و آلیاژهای با سختی بالا رخ می دهد.

یکی از امکانات افزایش کارایی یک ابزار بر اساس BN استفاده از مایعات برش (خنک کننده) است که برای ابزارهای ساخته شده از BN استفاده از آنها با اسپری کردن آنها در سرعت های برش تا 90 ... 100 متر در دقیقه بسیار مؤثر است.

یکی دیگر از زمینه های موثر برای استفاده از ابزارهای مجهز به کامپوزیت های پلی کریستالی، فرآوری سطحی است که برای تقویت قطعات تولید متالورژی استفاده می شود. مواد جوش داده شده با سختی بسیار بالا (تا HRC 60..62) توسط قوس الکتریکی یا سطح پلاسما با سیم ها یا نوارهای با هسته شار تولید می شوند.

حوزه های کاربرد سرعت برش و تغذیه همه گروه های مواد ابزار در نظر گرفته شده تقریباً در شکل نشان داده شده است. 38.

شکل 38. دامنه کاربرد مواد مختلف ابزار با توجه به سرعت برش V و تسلیم س .

1- فولادهای پرسرعت 2 - آلیاژهای سخت 3- آلیاژهای سخت با پوشش؛ 4- سرامیک نیترید؛ 5- سرامیک اکسید-کاربید (سیاه)؛ 6 - سرامیک اکسید; 7 - نیترید بور مکعبی.

فرآیندهای پردازش فلزات با ابزارهای تیغه ای از قوانین کلاسیک تئوری برش فلز پیروی می کند.

در طول توسعه برش فلز، ظهور مواد کیفی ابزار جدید با افزایش سختی، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر سایش با افزایش شدت فرآیند پردازش همراه بود.

ابزارهای مجهز به مواد فوق سخت مصنوعی مبتنی بر نیترید بور مکعبی (CBN) که در اواخر دهه پنجاه و اوایل دهه شصت قرن گذشته در کشور ما و خارج از کشور ساخته شدند و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند، دارای تنوع زیادی هستند.

بر اساس اطلاعات تولیدکنندگان ابزار داخلی و خارجی، استفاده از مواد مبتنی بر CBN در حال حاضر به طور قابل توجهی در حال افزایش است.

در کشورهای صنعتی، مصرف ابزارهای تیغه ای ساخته شده از مواد مصنوعی فوق سخت مبتنی بر CBN به طور متوسط 15 درصد در سال رشد می کند.

با توجه به طبقه بندی پیشنهادی VNIIinstrument، همه مواد فوق سخت بر اساس تغییرات متراکم نیترید بور به نام کامپوزیت ها داده می شود.

در تئوری و عمل علم مواد، کامپوزیت ماده ای است که در طبیعت یافت نمی شود و از دو یا چند جزء با ترکیبات شیمیایی متفاوت تشکیل شده است. کامپوزیت با حضور متمایز مشخص می شود
مرزهایی که اجزای آن را از هم جدا می کند. کامپوزیت از یک پرکننده و یک ماتریس تشکیل شده است. پرکننده بیشترین تأثیر را روی خواص آن دارد، بسته به اینکه کدام کامپوزیت ها به دو گروه تقسیم می شوند: 1) با ذرات پراکنده. 2) با الیاف پیوسته تقویت شده و در چندین جهت با الیاف تقویت شده است.

ویژگی های ترمودینامیکی پلی مورفیسم نیترید بور منجر به ظهور تعداد زیادی از مواد بر اساس تغییرات متراکم و فناوری های مختلف برای تولید آن شده است.

بسته به نوع فرآیند اصلی که در طول سنتز رخ می دهد و تعیین خواص مواد فوق سخت، سه روش اصلی را در فناوری های مدرن برای تولید مواد ابزاری از نیترید بور می توان تشخیص داد:

تبدیل فاز نیترید بور شش ضلعی به مکعب مواد فوق سخت پلی کریستالی که از این طریق به دست می آیند در حضور یا عدم وجود کاتالیزور، نوع، ساختار، پارامترهای سنتز و غیره با یکدیگر تفاوت دارند. مواد این گروه عبارتند از: کامپوزیت 01 (elbor-R) و کامپوزیت 02 (belbor). مطالب این گروه در خارج از کشور منتشر نشده است.
تبدیل جزئی یا کامل نیترید بور wurtzite به مکعب. مواد منفرد این گروه در ترکیب بار اولیه متفاوت هستند. در کشور ما از مواد این گروه برای تولید کامپوزیت 10 یک و دو لایه (هگزانیت-R) و اصلاحات مختلف کامپوزیت 09 (PTNB و ...) استفاده می شود. در خارج از کشور، مواد این گروه در ژاپن توسط شرکت Nippon Oil Fat با نام تجاری Wurtzip تولید می شود.
تف جوشی ذرات مکعبی نیترید بور با مواد افزودنی. این گروه از مواد بیشترین تعداد را دارند، زیرا گزینه های مختلف پیوند و فن آوری های پخت امکان پذیر است. با استفاده از این فناوری، کامپوزیت 05، سیبوریت و نیبوریت در صنایع داخلی تولید می شود. معروف ترین مواد خارجی عبارتند از زون بور، آمبوریت و سومی بورون.

اجازه دهید شرح مختصری از معروف ترین مواد ابزار فوق سخت ارائه دهیم.

کامپوزیت 01(elbor-R) - در اوایل دهه 70 ایجاد شد.

این ماده متشکل از کریستال های مکعبی نیترید بور با جهت گیری تصادفی است که با سنتز کاتالیزوری به دست می آید. در نتیجه پرس در دمای بالا تحت فشار بالا، کریستال های اولیه BN K به اندازه های 5 ... 20 میکرون خرد می شوند. خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت 01 به ترکیب بار اولیه و پارامترهای ترمودینامیکی سنتز (فشار، دما، زمان) بستگی دارد. مقدار جرم تقریبی اجزای کامپوزیت 01 به شرح زیر است: تا 92٪ BN K، تا 3٪ BN r، بقیه ناخالصی های مواد افزودنی کاتالیزور است.

اصلاح کامپوزیت 01 (Elbor-RM)، بر خلاف Elbor-R، با سنتز مستقیم BN r -> BN k، در فشارهای بالا (4.0...7.5 GPa) و دماهای (1300...2000) به دست می آید. درجه سانتی گراد). عدم وجود کاتالیزور در بار، به دست آوردن خواص عملکرد پایدار را ممکن می کند.

کامپوزیت 02(belbor) - ایجاد شده در موسسه فیزیک حالت جامد و نیمه هادی آکادمی علوم BSSR.

با انتقال مستقیم از BN r در دستگاه های فشار بالا با اعمال بار استاتیکی (فشار تا 9 گیگا پاسکال، دما تا 2900 درجه سانتی گراد) به دست می آید. این فرآیند بدون کاتالیزور انجام می‌شود که خواص فیزیکی و مکانیکی بالای کامپوزیت 02 را تضمین می‌کند. با فناوری ساخت ساده‌شده به دلیل معرفی برخی افزودنی‌های آلیاژی، می‌توان خواص فیزیکی و مکانیکی پلی‌کریستال‌ها را تغییر داد.

بلبور از نظر سختی با الماس قابل مقایسه است و از نظر مقاومت در برابر حرارت به طور قابل توجهی از آن فراتر می رود. بر خلاف الماس، از نظر شیمیایی نسبت به آهن بی اثر است و این اجازه می دهد تا به طور موثر برای پردازش چدن و فولاد - مواد اصلی مهندسی - استفاده شود.

کامپوزیت 03(ISM) - برای اولین بار در موسسه مواد و ریاضیات آکادمی علوم SSR اوکراین سنتز شد.

سه درجه از مواد تولید می شود: Ismit-1، Ismit-2، Ismit-3، که از نظر خواص فیزیکی، مکانیکی و عملیاتی متفاوت هستند، که نتیجه تفاوت در مواد اولیه اولیه و پارامترهای سنتز است.

نیبوریت- دریافت شده توسط موسسه فیزیک و فیزیک آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی.

سختی بالا، مقاومت در برابر حرارت و اندازه قابل توجه این پلی کریستال ها خواص عملکرد بالای آنها را مشخص می کند.

سایبوریت- برای اولین بار در موسسه مواد و ریاضیات آکادمی علوم SSR اوکراین سنتز شد.

پلی کریستال ها با پرس گرم بار (سینترینگ) در فشارهای استاتیکی بالا تولید می شوند. این مخلوط حاوی پودر مکعب نیترید بور و افزودنی های فعال کننده ویژه است. ترکیب و مقدار مواد افزودنی و همچنین شرایط تف جوشی ساختاری را فراهم می کند که در آن بلورهای BN K در هم رشد کرده یک قاب پیوسته (ماتریس) را تشکیل می دهند. سرامیک های جامد نسوز در فضاهای بین دانه ای قاب تشکیل می شود.

کامپوزیت 05- ساختار و فناوری تولید در NPO VNIIASH توسعه داده شد.

این ماده اساساً حاوی کریستال هایی از نیترید بور مکعبی (85...95٪) است که در فشارهای بالا با افزودن اکسید آلومینیوم، الماس و سایر عناصر پخته شده است. از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی، کامپوزیت 05 نسبت به بسیاری از مواد فوق سخت پلی کریستالی پایین تر است.

اصلاح کامپوزیت 05 کامپوزیت 05IT است. با هدایت حرارتی بالا و مقاومت در برابر حرارت مشخص می شود که با وارد کردن مواد افزودنی ویژه به شارژ به دست می آید.

کامپوزیت 09(PTNB) در موسسه فیزیک شیمی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی توسعه داده شد.

چندین گرید تولید می شود (PTNB-5MK، PTNB-IK-1، و غیره)، که در ترکیب شارژ اولیه (مخلوطی از پودر BN B و BN K) متفاوت است. تفاوت کامپوزیت 09 با سایر مواد کامپوزیتی در این است که بر اساس ذرات مکعب نیترید بور به ابعاد 3...5 میکرون است و پرکننده آن نیترید بور وورتزیت است.

در خارج از کشور، تولید مواد این کلاس با استفاده از تبدیل نیترید بور ورتزیت در ژاپن توسط شرکت Nippon Oil Fate به همراه دانشگاه دولتی توکیو انجام می شود.

کامپوزیت 10(hexanite-R) در سال 1972 توسط موسسه مسائل علم مواد آکادمی علوم SSR اوکراین به همراه کارخانه الماس مصنوعی و ابزار الماس پولتاوا ایجاد شد.

این یک ماده فوق سخت پلی کریستالی است که اساس آن اصلاح wurtzite نیترید بور است. فرآیند تکنولوژیکیبه دست آوردن هگزانیت-R، مانند کامپوزیت های قبلی، از دو عملیات تشکیل شده است:

سنتز BN B توسط انتقال مستقیم BN r -> BN B در ضربه شوکدر مورد منبع و
تف جوشی پودر BN B در فشارها و دماهای بالا.

کامپوزیت 10 با ساختار ریزدانه مشخص می شود، اما اندازه کریستال می تواند در محدوده های قابل توجهی متفاوت باشد. ویژگی های ساختاری همچنین خواص مکانیکی ویژه کامپوزیت 10 را تعیین می کند - نه تنها دارای خواص برش بالایی است، بلکه می تواند تحت بارهای ضربه ای نیز با موفقیت کار کند، که در مارک های دیگر کامپوزیت ها کمتر مشخص است.

بر اساس هگزانیت-R، درجه بهبود یافته کامپوزیت 10 - هگزانیت-RL، تقویت شده با کریستال های نخ مانند - الیاف "سبیل یاقوت کبود" - در موسسه مسائل علم مواد آکادمی علوم SSR اوکراین به دست آمد.

کامپوزیت 12با تف جوشی در فشارهای بالا مخلوطی از پودر نیترید بور وورتزیت و ذرات پلی کریستالی بر پایه Si 3 N 4 (نیترید سیلیکون) به دست می آید. اندازه دانه فاز اصلی کامپوزیت از 0.5 میکرون تجاوز نمی کند.

چشم انداز پیشرفتهای بعدی، ایجاد و تولید کامپوزیت ها با استفاده از کریستال های نخ مانند یا سوزنی شکل (سبیل) به عنوان پرکننده همراه است که می توان آن را از موادی مانند B 4 C, SiC, Si 2 N 4 به دست آورد. VeO و همکاران

یکی از جهت گیری های بهبود خواص برشی ابزار که افزایش بهره وری نیروی کار در حین ماشینکاری را ممکن می سازد، افزایش سختی و مقاومت حرارتی مواد ابزار است. امیدوار کننده ترین در این زمینه الماس و مواد فوق سخت مصنوعی مبتنی بر نیترید بور هستند.

الماس و ابزار الماسبه طور گسترده در پردازش قطعات ساخته شده از مواد مختلف استفاده می شود. الماس ها با سختی فوق العاده بالا و مقاومت در برابر سایش مشخص می شوند. از نظر سختی مطلق، الماس 4-5 برابر سخت تر از آلیاژهای سخت و ده ها و صدها برابر بیشتر از مقاومت به سایش سایر مواد ابزار هنگام پردازش آلیاژهای غیر آهنی و پلاستیک است. علاوه بر این، الماس ها به دلیل رسانایی حرارتی بالا، گرما را از ناحیه برش بهتر حذف می کنند، که به اطمینان از تولید قطعات با سطح بدون سوختگی کمک می کند. با این حال، الماس ها بسیار شکننده هستند، که دامنه کاربرد آنها را بسیار محدود می کند.

کاربرد اصلی برای ساخت ابزارهای برش است الماس مصنوعی، که در خواص آنها نزدیک به طبیعی است. در فشارها و دماهای بالا در الماس‌های مصنوعی می‌توان همان آرایش اتم‌های کربن را مانند الماس‌های طبیعی به دست آورد. وزن یک الماس مصنوعی معمولاً 1/8-1/10 قیراط (1 قیراط - 0.2 گرم) است. به دلیل کوچک بودن بلورهای مصنوعی، برای ساخت ابزارهایی مانند مته، برش و غیره نامناسب هستند و به همین دلیل در ساخت پودرهای چرخ های الماس تراش و خمیرهای لپینگ استفاده می شوند.

ابزار الماس تیغه ایبر اساس مواد پلی کریستالی مانند "کربنادو" یا "بالاس" تولید می شوند. این ابزارها عمر ابزاری با ابعاد طولانی دارند و ارائه می کنند کیفیت بالاسطح درمان شده آنها در پردازش تیتانیوم، آلیاژهای آلومینیوم با سیلیکون بالا، فایبرگلاس و پلاستیک، آلیاژهای سخت و سایر مواد استفاده می شوند.

الماس به عنوان یک ماده ابزار دارای اشکال قابل توجهی است - در دماهای بالا وارد یک واکنش شیمیایی با آهن می شود و عملکرد خود را از دست می دهد.

به منظور پردازش فولاد، چدن و سایر مواد مبتنی بر آهن، مواد فوق سخت، از نظر شیمیایی نسبت به آن بی اثر است. چنین موادی با استفاده از فناوری نزدیک به فناوری تولید الماس به دست می آیند، اما نیترید بور، به جای گرافیت، به عنوان ماده اولیه استفاده می شود.

پلی کریستال های اصلاح شده متراکم نیترید بور در مقاومت حرارتی نسبت به تمام مواد مورد استفاده برای ابزار تیغه برتری دارند: الماس 1.9 برابر، فولاد پرسرعت 2.3 برابر، آلیاژ سخت 1.7 برابر، سرامیک معدنی 1.2 برابر.

این مواد همسانگرد هستند (قدرت یکسان در جهت های مختلف) دارای ریزسختی کمتر، اما نزدیک به سختی الماس، افزایش مقاومت در برابر حرارت، هدایت حرارتی بالا و بی اثری شیمیایی نسبت به کربن و آهن هستند.

ویژگی های برخی از مواد مورد بررسی که در حال حاضر "کامپوزیت" نامیده می شوند، در جدول آورده شده است.

ویژگی های مقایسه ای STM بر اساس نیترید بور

نام تجاری	عنوان اصلی	سختی HV، GPa	مقاومت حرارتی، o C
کامپوزیت 01	البور-آر	60...80	1100...1300
کامپوزیت 02	بلبور	60...90	900...1000
کامپوزیت 03	اسمیت	60	1000
کامپوزیت 05	کامپوزیت	70	1000
کامپوزیت 09	PCNB	60...90	1500
کامپوزیت 10	Hexanit-R	50...60	750...850

اثربخشی استفاده از ابزارهای تیغه ای ساخته شده از درجات مختلف کامپوزیت با بهبود طراحی ابزارها و فناوری ساخت آنها و تعیین منطقه منطقی استفاده از آنها مرتبط است:

کامپوزیت 01 (elbor-R) و 02 (belbor)

کامپوزیت 05

کامپوزیت 10 (هگزانیت-R)

در عین حال، طول عمر ابزارها نسبت به سایر مواد ابزار ده ها برابر افزایش می یابد.