Для большинства СТМ на основе BN аш = 2,2 ... 2,7 ГПа (см. табл. 1.1). Исключение составляют ат, композит 09 (3-5 ГПа) и композит 02 (4-6,5 ГПа).

При испытании на растяжение сверхтвердых материалов, так же как и других хрупких материалов (керамика, бетон и др.), для определения предела прочности на растяжение о используют метод диаметрального сжатия. Такая схема нагружения позволяет проводить испытания образцов технологичной формы - дисков и цилиндров.

Разрушающее напряжение при диаметральном сжатии рассчитывают по формуле Ор == Oj = 2Pp/{Dh), где D ah - соответственно диаметр и толщина диска.

Данные по значениям предела прочности на изгиб o для СТМ на основе BN немногочисленны и доюльно противоречивы.

Упругие постоянные: модуль Юнга Е и коэффициент Пуассона определяются в основном по методике, основанной на измерении резонансных частот вынужденных колебаний дискоюго образца и плотности исследуемого материала.

Коэффициент трещиностойкости Kic или критический коэффициент интенсивности напряжений в вершине трещины является характеристикой сопротивления разрушению материалов. Высокая твердость, прочность и модуль упругости, сложность механической обработки и небольшие размеры образцов из СТМ ограничивают применение большинства используемых в настоящее время методов определения коэффициента трещиностойкости. Для определения коэффициента трещиностойкости Ки СТМ используют метод диаметрального сжатия диска с трещиной и метод определения вязкости разрушения керамики по внедрению индентора. Значения коэффициента трещиностойкости Kic Для СТМ на основе BN, измеренные методом диаметрального сжатия, составляют 3,8-6,7 МПа-М (табл. 1.1).

Для гексанита-Р по методике Эванса при нагрузке 50 Н получены значения Kic = 6 ... 18 МПа-М/, близкие к значениям Kic для твердых сплаюв.

Различие значений Kic, измеренных по различным методикам для гексанита-Р, в 4-5 раз свидетельствует о недостаточной изученности сложных физических процессов деформирования и разрушения СТМ.

По технологии получения СТМ на основе алмаза можно разделить на две группы: поликристаллы алмаза, получаемые в результате фазового перехода графита в алмаз; поликристаллы алмаза, получаемые спеканием алмазных зерен.

К поликристаллам, получаемым посредстюм фазового перехода графита в алмаз в присутствии катализаторов при давлении и температуре, соответствующих области термодинамической ста-

1.2. Физико-механические ссойства сверхтвердых материалов на основе алмаза (20 °С)

1.3. Коэффициент трения CTIW на основе алмаза

бильности алмаза, относятся карбонадо (АСПК) и баллас (АСБ), названные так благодаря идентичности их структуры структуре природных карбонадо и балласа.

Из материалов, получаемых спеканием алмазных зерен, в СССР в настоящее время производят СВБН, карбонит и СКМ.

Поликристаллы СВБН получают спеканием алмазного порошка на твердосплавной подложке. Получаемые двухслойные заготовки диа.метром 3,6-4,0 мм и высотой до 2-3 мм припаивают в вершине твердосплавной пластины стандартных размеров.

Карбонит и СКМ получают спеканием порошков синтетического алмаза со специальным покрытием при давлении и температуре, соответствующих области термодинамической стабильности алмаза.

За рубежом на основе технологии спекания алмазных зерен выпускают поликристаллические материалы компакс, сумидиа, синдит и др.

Свойства СТМ на основе алмаза приведены в табл. 1.2 и 1.3. 14

1.2. Основы производства, марки и свойства керамики

В СССР и за рубежом интенсивно ведут работы по расширению применения металлообрабатывающего инструмента, оснащенного режущими сменными многогранными пластинами (СМП) из керамики различных марок.

Основными преимуществами применения керамики являются повышение производительности и качества обработки, стабильность цен и практически неограниченные сырьевые ресурсы исходного материала, имеющегося в каждой стране. Керамику, выпускаемую в СССР и за рубежом, в настоящее время можно разделить на несколько групп, которые различаются химическим составом, методом производства и областями применения.

Первая группа - это наиболее широко известная оксидная (чистая, или белая ) керамика, состоящая в основном из оксида алюминия AlgOg и легирующих добавок (MgO, ZrOj и др.).

Пластины из оксидной керамики получают холодным прессованием с последующим спеканием. Процесс экономичен, стоимость таких пластин минимальна. В состав оксидной керамики не входят дефицитные материалы. Основной недостаток этих пластин - относительно небольшая прочность; но твердость и красностойкость их высоки.

Представителями этой керамики (табл. 1.4) являются ЦМ-332 и ВО-13 (СССР) и зарубежные- СХЗ ( Ниппон Техникал Керамик , Япония), ДИСАЛ 100 ( Диас Тырнов , ЧССР), АС5 ( Карл Хертель , ФРГ), SN56, SN60 ( Фельдмюлле , ФРГ); W80, ( Сумитомо электрик , Япония), НРС-Н1 ( Тошиба Тунгалой , Япония); V-34, V-44 ( Валенайт , США).

Вторая группа керамики - оксидно-карбидная (смешанная, металлическая , черная ) керамика, состоящая из оксида AI2O3 (до 60 %), TIC (до 20-40 %), ZrOa (до 20-40 %) и других карбидов тугоплавких металлов с некоторыми легирующими добавками. Пластины из оксидно-карбидной керамики получают горячим прессованием в графитовых пресс-формах. Процесс более трудоемок, чем процесс получения оксидной керамики. Пластины применяют для обработки ковких, отбеленных чугунов, термоулуч-шенных, цементуемых и закаленных на твердость HRC 30-65 сталей (см. табл. 1.4).

Наиболее известными марками керамики этой группы являются отечественная ВОК-60 и зарубежные SHT-1, SH-1, SH-20 ( Фельдмюлле ), НС-2 ( Ниппон Техникал Керамик ), НРС-А2 ( Тошиба Тунгалой ), СС650 ( Сандвик Коромант , Швеция) и др.

К третьей группе относится керамика на основе нитрида кремния (SigN) с легированием оксидами иттрия, циркония, алюминия