Созданы высококачественные алмазные покрытия для инструментов
Ученые модифицировали связующий состав для инструментов. В порошок из частиц металлов решили поместить несколько добавок и примесей, в том числе гидрид титана, а также наночастицы карбида вольфрама, углеродные нанотрубки и гексагональный нитрид бора.
Материаловеды из МИСИС разработали связующий состав для алмазных режущих инструментов, чье применение повышает прочность связей между частицами драгоценного камня и режущей поверхностью циркулярных пил и других орудий труда. Этот материал значительно повысит долговечность и эффективность этих инструментов для обработки пород и работ в строительной индустрии.
Невозможно создать инструмент, который можно было бы использовать для обработки различных материалов с одинаковой эффективностью. Снижение скорости износа увеличивает время резки, что приводит к экономическим потерям в производстве. Один из способов решения этой проблемы – модификация компонентов связующего состава.
Многие режущие инструменты, применяемые в горном деле, а также при строительстве и на других производствах, обладают покрытием, которое состоит из миниатюрных синтетических алмазов, а также окружающего их связывающего вещества. Алмазы значительно улучшают механические характеристики этих орудий труда, а связывающее вещество удерживает их частицы на поверхности инструментов и замедляет их износ.
В качестве подобных связующих веществ используются различные порошки, которые содержат в себе частицы железа, никеля, кобальта и других металлов. Они перемешиваются с синтетическими алмазами и особым образом сжимаются и спекаются, что приводит к образованию покрытий, состоящих из частиц драгоценного камня. Такие покрытия хорошо переносят значительную часть механических нагрузок, однако при работе с некоторыми материалами, такими как армированный бетон или гранит, они быстро изнашиваются и становятся нестабильными.
Исследователи обнаружили, что эту проблему можно решить, если поместить в порошок из частиц металлов несколько добавок и примесей, в том числе гидрид титана, а также наночастицы карбида вольфрама, углеродные нанотрубки и гексагональный нитрид бора. Их добавление, как показали проведенные исследователями опыты на прототипе алмазной циркулярной пилы, позволяет значительно повысить предсказуемость износа покрытия и повысить скорость обработки сложных материалов, в том числе армированного бетона.
Проведенные учеными замеры показали, что новые покрытия, содержащие все три наноматериала, ускоряют обработку материалов на 50% и при этом делают процесс износа циркулярной пилы более предсказуемым за счет образования защитного слоя из карбида вольфрама на поверхности алмазных частиц. По словам исследователей, их разработка уже заинтересовала одного из ведущих российских производителей режущих инструментов, что указывает на ее высокую коммерческую перспективность.
Источник: nauka.tass.ru
