UDC 548.522:621.921.34-492.2

Tao Zhang^1, *, Feng Qin^1, **, Lijun Zhang^2, ***, Li Gao^2, ****, Fanghong Sun^3, *****
¹Mechanical Institute of Technology, Wuxi Institute of Technology, Wuxi, China
²School of Engineering Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai, China
³School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
*zhangt@wxit.edu.cn
**qinf@wxit.edu.cn
***ljzhang@shou.edu.cn
****lgao@shou.edu.cn
*****sunfanghong@sjtu.edu.cn

HFCVD synthesis of boron-doped microcrystalline diamonds (стр. 3–10)

Microcrystalline diamond powders are deposited directly by a HFCVD apparatus with adding amounts of trimethyl borate in gas mixture. The study establishes the relationship between the boron concentration and growth behaviors of microcrystalline diamond particles. The results present that the addition of boron and oxygen atoms increases the growth rate of diamond crystals by a factor of 1.2–1.7, moreover, does not influence the morphology and grain density of diamond particles significantly.

Keywords: microcrystalline diamond particles, boron doping, growth rate, hot filament CVD.

 

УДК 669.018.25

М. М. Прокопів
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна,
keramtex@ukr.net

Формування шарової структури WC–(Cо,Ni,Al) на поверхні різальної пластини з твердого сплаву WC–7(W, Ti)С–10Cо у зоні контакту з розплавом Ni₃Al diamonds (стр. 11–20)

Повідомлено про виявлення нового типу структури на поверхні різальної пластини з твердого сплаву WC–7(W,Ti)С–10Cо марки Т5К10 після контакту з розплавом Ni₃Al при 1530 °С у вакуумі, що включає зовнішній WC–(Cо,Ni,Al) і проміжний WC–(W,Ti)С–(Cо,Ni,Al) шари зі змінним по товщині хімічним і фазовим складом. Максимальні вміст і розміри фази на основі Со характерні для структури на границі зовнішнього і перехідного шарів, які в 1,7 і 2 рази відповідно перевищують аналогічні показники в основній структурі цього зразка. Формування такої структури відбувається шляхом виходу W, C і фази на основі Со з об’єму на поверхню пластини і зустрічного поглинання нею Nі і Аl із розплаву Ni₃Al. Показано, що в сформованій на поверхні пластини шаровій структурі присутня залишкова мікропористість, але меншого рівня, ніж в основній структурі за межею поверхневого шару, яка також зменшилась у порівнянні з рівнем мікропористості в структурі вихідної пластини.

Ключові слова: твердий сплав, розплав, структура, фаза, WC, (W,Ti)С, Cо, Ni₃Al, шар.

 

UDC 621.762.5:536.421.5

Tülay Yıldız*, Süleyman Aba
Fırat University, Faculty of Technology, Department of Metallurgical and Materials Engineering, Elazığ, Turkey
*tyildiz@firat.edu.tr

The effect of sintering temperature on wear resistance of alloys produced by using hot isostatic pressing method diamonds (стр. 21–35)

The present study investigated the effect of the temperature, at which a new matrix material was produced via hot isostatic pressing (HIP) method by adding certain rate of Co and Ni elements into CuSn (85/15) bronze alloy, and Co and Ni elements wear resistance of the samples produced. One of major advantages of HIP method is that heat and pressure are applied simultaneously during the sintering process. Thus, all or almost all of the pores are eliminated during the manufacturing and a denser material is obtained. During the study, sintering pressure and sintering time were kept constant as 15 min, and also sintering temperature was selected to be 700 and 800 °C as the variable parameter. Sintering process was carried out under vacuum starting from the first burn. The produced samples were then prepared metallographically and SEM and EDS analyses were performed for microstructure examinations. Microhardness of the samples was taken to investigate mechanical behaviors of the samples and they were subjected to wear test. Finally, density test was applied to samples and their experimental and theoretical densities were calculated. In conclusion, it was seen that more homogenous samples were obtained as sintering temperature increased. As Co amount and temperature increased in the study, wear resistance increased.

Keywords: hot ısostatic pressing, powder metallurgy, microhardness, abrasive wear.

 

УДК 666.233

В. Ю. Долматов^1, *, Д. В. Руденко¹, Г. К. Буркат², А. С. Александрова², А. Я. Вуль³, А. Е. Алексенский³, А. С. Козлов¹, V. Myllymäki⁴, A. Vehanen⁴, И. А. Дьяков⁵, А. О. Дорохов⁶, М. Н. Киселев^6
1ФГУП “Специальное конструкторско-технологическое бюро “Технолог” г. Санкт-Петербург, Россия
²Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), г. Санкт-Петербург, Россия
³Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, Россия
⁴Carbodeon Ltd. Oy, Vantaa, Финляндия
⁵Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Россия
⁶АО “Завод “Пластмасс”, г. Копейск, Россия
*diamondcentre@mail.ru

Исследование процесса электрохимического осаждения золота в лимоннокислом и фосфорнокислом электролите в присутствии модифицированных детонационных наноалмазов diamonds (стр. 36–47)

Использование модифицированных детонационных наноалмазов в самых распространенных электролитах золочения (лимоннокислый и фосфорнокислый) позволяет увеличить микротвердость в ~ 1,2 раза и износостойкость – от 3,6 раз до износостойкости практически не истираемого покрытия, при этом сохраняя рецептуры электролита, температуру и плотность тока, которые характерны для базового технологического процесса. Толщину покрытия рекомендуется снизить в 2–3 раза.

Ключевые слова: электрохимия, золото, лимоннокислый электролит, фосфорнокислый электролит, модифицированные детонационные наноалмазы, фосфор, монокристаллиты наноалмазов.

 

УДК 621.941

Н. Е. Стахнив, Л. Н. Девин*
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
*ldevin@ism.kiev.ua

Влияние скорости резания на температуру и силы при чистовом точении цветных сплавов резцами с круглыми алмазно-твердосплавными пластинами diamonds (стр. 48–56)

Установлены закономерности изменения температуры, силы резания и шероховатости обработанной поверхности для различных скоростей резания при чистовом точении сплавов алюминия и латуни резцом с алмазно-твердосплавной пластиной.

Ключевые слова: точение, алюминиевые сплавы, латунь, алмазно-твердосплавные пластины, температура резания, сила резания, шероховатость.

 

УДК 621.9: 621.923

В. І. Лавріненко
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
lavrinenko@ism.kiev.ua

Пористість і водопоглинання композитів інструментального призначення як чинники підвищення зносостійкості шліфувальних кругів з НТМ. Повідомлення 2. Заморожування води в пористому просторі композитів з НТМ diamonds (стр. 57–61)

Вперше визначено умови використання пористості абразивних композитів з надтвердих матеріалів у процесі водопоглинання і подальшого заморожування води в композиті. Показано, як змінюються при цьому фізико-механічні властивості (твердість, показники міцності, електропровідність) таких композитів. Досліджено особливості зміни зносостійкості шліфувального інструменту при заморожуванні.

Ключові слова: абразивні композити з НТМ, ефект водопоглинання, пористий простір, заморожування, зносостійкість.

 

UCD 548.7:621.921.1

Y. Chen^{1, 2,*}, X. Chen³, L. AIOuarab³, T. Opoz³, X. P. Xu², G. Yu^4
1College of Mechanical Engineering and Automation, Huaqiao University, Xiamen, PR China
²Ministry of Education Engineering Research Center for Brittle Materials Machining, Huaqiao University, Xiamen, PR China
³Faculty of Engineering and Technology, Liverpool John Moores University, Liverpool, UK
⁴Roll forging institute, Jilin University, Changchun, PR China
*42371502@qq.com

Morphology analysis and characteristics evaluation of typical super abrasive grits in micron scale diamonds (стр. 62–76)

Distribution characterization of geometry shape and size of abrasive grits with high quality in tight size band and exact pattern is crucial for modern tool manufacturer to make fine powder abrasive tool and other powder tools, but complex to be classified and evaluated accurately due to the lack of scientific method. In contrast to industrial methods with sieving mesh size or simplified projection criteria with circumscribed (inscribed or escribed) circle or rectangle, a set of new systemic criteria is developed and validated by measuring three representative grits samples in micron scale under 2D/3D microscopy platform. The features of micron abrasive grits under morphology classification include total four groups, six sub-groups and eighteen sub-types in consideration of spatial geometry and statistical size distribution. For grinding performance analysis and simulation, it would be better to use a set of dominant volumetric geometries rather than use single simple geometry. Furthermore, the significance of abrasive grits geometries in grinding performance is discussed.

Keywords: super abrasive grit, morphology analysis, characteristics categorization, microscopy technique, size distribution.

 

УДК 621.921.34–492.544.023.5:539.215

Г. А. Петасюк
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
petasyuk@ukr.net

Методичні та прикладні особливості опосередковано-аналітичного визначення товщини покриву зерен металізованих порошків надтвердих матеріалів diamonds (стр. 77–89)

Виконано огляд публікацій з визначення товщини покриву зерен металізованих шліфпорошків надтвердих матеріалів. Проаналізовано підходи до постановки даної задачі, вивчено методичні особливості її рішення. Проведені дослідження показали, що у випадку, коли фактична 3D-форма зерна апріорі невідома, найбільш досконалим є підхід, заснований на застосуванні зовнішньої питомої поверхні у розрахунку товщини покриву. Уперше запропоновано використовувати в цій розрахунковій схемі екстраполяційно-афінну 3D-модель зерна. На прикладі шліфпорошка АС125 400/315 доведено перевагу такої 3D-моделі у порівнянні з 3D-моделлю у формі кулі або куба. Використання екстраполяційно-афінної 3D-моделі зерна дозволяє знаходити товщину покриву зерен металізованих алмазних порошків з меншою похибкою. Запропонований на основі такої методичної новації метод може бути використаний і для порошків інших абразивних матеріалів.

Ключові слова: металізація, товщина покриву, опосередковано-аналітичні методи, 3D-модель зерна, зовнішня питома поверхня, пікнометричне співвідношення, адитивність об’єму.

 

УДК 666.3:539.53

А. В. Козирєв
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, Україна
artem.v.kozyrev@gmail.com

Механічні властивості надпровідних матеріалів на основі MgB₂ diamonds (стр. 90–94)

Представлено результати дослідження структури і механічних властивостей консолідованих надпровідних матеріалів на основі MgB₂, одержаних в умовах високих тисків і температур та гарячого пресування. Встановлено, що формування включень фаз вищих боридів із стехіометрією близькою до MgB₁₂ істотно впливає на рівень густини критичного струму та механічних властивостей надпровідних матеріалів, зокрема приводить до збільшення мікротвердості. Присутність добавок Ті і SiС (10 %), що позитивно впливають на рівень надпровідних властивостей, супроводжується зміною механічних властивостей матеріалів, що свідчить про вплив добавок на формування включень MgB₁₂.

Ключові слова: диборид магнію MgB₂, вищі бориди магнію, механічні властивості.