Enhancement of Operating Characteristics of Hard-Alloy Diamond-Containing Composites due to Diffusive Metallization of Diamond Component during the Process of Sintering with Impregnation. Part 1. Justification of Efficiency of Synthesis Hybrid Technology
Abstract
For the enhancement of chemical and mechanical adhesion of natural diamond particles with a hard-alloy matrix during the synthesis of diamond-abrasive composites the hybrid technology which combined in one technological process the thermal-diffusion metallization of diamond particles and sintering by the developed scheme of the self-metering impregnation is proposed. This technology does not include a re-heating of the metallized coating that causes its destruction and enhances graphitization of diamond thus limiting the appli- cation of metallization method for improvement of diamond retention and creation of high-functional compo- sites for diamond tools. Formation and preservation of adhesion-durable metallized coating is confirmed by experiments simulating the conditions of high temperature interaction of diamond with a carbide-forming metal and a hard-alloy matrix during the sintering of special samples using the regimes of developed techno- logical process. The structural and phase state of the transition zone is studied by scanning electron micros- copy, X-ray structure analysis and X-ray phase analysis of the partition surfaces of the contact zone between the diamond and the matrix obtained by tensile testing of special samples. Comparative service properties tests of prototype and control samples of diamond dressers confirmed efficiency of the developed hybrid technology for the creation of highly resourceful diamond tools.
About the Authors
Petr Petrovich Sharin
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Sofia Petrovna Yakovleva
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Gennadiy Georgievich Vinokurov
Larionov Institute of Physical and Technical Problems of the North SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Vasiliy Ivanovich Popov
M.K. Ammosov North-Eastern Federal University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Исонкин А.М., Богданов Р.К. Влияние ме- таллизации алмазов на показатели работоспо- собности буровых коронок // Науковi працi ДонНТУ. Серiя «Гiрничо-геологiчна». 2011. №14. С.158–163.
2. Коновалов В.А., Ткач В.Н., Шатохин В.В.
3. Разрушение металлической связки при высокоскоростном циклическом нагружении алмазного зерна. Породоразрушающий и металлобрабаты- вающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения // Сб. научных тру- дов ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины. Киев, 2009. № 12. C. 504–508.
4. Tillmann W., Tolan M., Lopes-Dias N.F. et al. Influence of chromium as carbide forming doping element on the diamond retention in diamond tools
5. //International Conference on Stone and Concrete Machining (ICSCM). 2015. Т.3. P. 21–30.
6. Шарин П.П., Яковлева С.П., Гоголев В.Е., Васильева М.И. Структурная организация высо- коизносостойких алмазосодержащих компози- тов на основе твердосплавных порошков, полу- ченных методом спекания с пропиткой медью // Перспективные материалы. 2015. № 6. C. 66–77.
7. Schubert T., Trindade B., Weißgärber T., Kie- back B. Interfacial design of Cu-based composites prepared by powder metallurgy for heat sink appli- cations // Materials Science and Engineering. 2008.
8. V. 475, №1–2. P. 39–44.
9. Яхутлов М.М., Карамурзов Б.С., Беров З.Ж., Батыров У.Д., Нартыжев Р.М. Направ- ленное формирование межфазной границы ал- маз-матрица с использованием нанопокрытий // Изв. Кабардино-Балкарского госуниверситета. 2011. Т. 1, №4. С. 23–25.
10. Локтюшин В.А., Гуревич Л.М. Получение нанотолщинных металлических покрытий на сверхтвердых материалах методом термодиффу- зионной металлизации // Изв. Волжского госу- дарственного технического университета. 2009.
11. T. 11, № 3. C. 50–54.
12. Hsieh Y.Z., Chen J.F., Lin S.T. Pressureless sintering of metal-bonded diamond particle compo- site blocks //Journal of materials science. 2000. Т. 35, №. 21. P. 5383–5387.
13. Шарин П.П., Никитин Г.М., Лебедев М.П., Атласов В.П., Гоголев В.Е., Попов В.И. Способ получения композиционной алмазосодержащей матрицы с повышенным алмазоудержанием на основе твердосплавных порошковых смесей. Заявка на выдачу патента РФ на изобретение № 2015132568 от 04. 08. 2015.
14. Шарин П.П., Никитин Г.М., Лебедев М.П., Махарова С.Н., Гоголев В.Е., Атласов В.П. Спо- соб соединения монокристалла алмаза с метал- лами. Заявка на выдачу патента РФ на изобре- тение № 2015141663 от 30. 09. 2015.
15. Шарин П.П., Лебедев М. П., Гоголев В.Е., Ноговицын Р.Г., Слободчиков П.А. Способ изго- товления алмазных инструментов. Патент РФ
16. №2478455. Опубл. 10. 04. 2012.
Review
For citations:
Sharin P.P., Yakovleva S.P., Vinokurov G.G., Popov V.I. Enhancement of Operating Characteristics of Hard-Alloy Diamond-Containing Composites due to Diffusive Metallization of Diamond Component during the Process of Sintering with Impregnation. Part 1. Justification of Efficiency of Synthesis Hybrid Technology. Arctic and Subarctic Natural Resources. 2016;21(4):134-139. (In Russ.)
Views:
19
Email this article 