Поликристаллы на основе нитрида бора

Инструменты данной группы широко применяются для обработки закаленных сталей и чугунов. Незначительно уступая алмазу по твердости, они отличаются высокой теплостойкостью, стойкостью к циклическому воздействию высоких температур и химической инертностью к железу.

Промышленностью выпускаются следующие марки поликристаллических сверхтвердых материалов:

Марка	Твердость, HV, ГПа	Теплостойкость, 0С
Композит 01	60 - 80	1100 – 1300
Композит 02	60 – 90	900 – 1000
Композит 03	60	1000
Композит 05	70	1000
Композит 09	60 – 90	1500
Композит 10	50 - 90	750 - 850

Физико-механические свойства:

• микротвердость 20 – 40 ГПа;

• δ_и = 250 – 1200 МПа;

• теплостойкость 800 - 1500⁰С;

• предел прочности на сжатие от 2000 до 4000 МПа (карбонит).

Абразивные материалы.

К абразивным материалам относятся такие естественные и искусственные материалы, основными составляющими которых являются минералы высокой твердости. Они подразделяются на природные (естественные) и искусственные.

Природные абразивные материалы

Алмаз ( А ) – минерал, состоящий из кристаллического углерода с кубической решеткой. Он обладает наибольшей твердостью из всех известных материалов (микротвердость 86 – 100 ГПа), анизотропен (твердость в различных направлениях различна), обладает наибольшим модулем упругости и минимальным коэффициентом линейного расширения.

При нагреве до высокой температуры алмаз превращается в графит и аморфный углерод. В окислительной среде такое превращение начинается при 600⁰С, в защищенной (водородной) - при 1200⁰С; при нагреве в контакте с железом при 800⁰С наблюдается адгезия. Алмаз обладает высокой тепло- и температуропроводимостью, большим сопротивлением сжатию, но хрупок из-за небольшого сопротивления изгибу и вибрационным нагрузкам. Из всех добываемых алмазов около 80% используется для технических нужд, и около 20% - в ювелирной промышленности. Физико-механические свойства:

• твердость (по Моосу) 10;

• δ_и = 300 МПа;

• δ_сж = 2000 МПа;

• температура плавления – 4000⁰С;

• коэффициент линейного теплового расширения – (0,9 – 1,45) ∙ 10^-6;

• коэффициент трения – 0,08 – 0,1.

Из технических алмазов изготавливают:

1. инструменты для шлифования, доводки, разрезки различных материалов;

используют:

2. при волочении проволоки;

3. для бурения горных пород;

4. при сверлении твердых сортов стекла;

5. карандаши и ролики для правки шлифовальных кругов;

6. наконечники в приборах для контроля твердости, измерительных приборов;

7. для обработки часовых и приборных камней и т.д.

Корунд ( Е ) – горная порода, состоящая на 80 – 95% из кристаллического оксида алюминия Aℓ₂O₃ с примесью кварца и других материалов. Корунд имеет микротвердость 19 – 20ГПа, твердость по Моосу 9, применяется для изготовления шлифпорошков и микропорошков для шлифования и полирования изделий из металла и стекла.

Наждак – горная порода, состоящая из корунда, магнетита, гематита (оксиды железа) и кварца; содержание корунда в наждаке ≈ 30%. Из наждака изготавливают шлифзерна для шлифования свободным абразивом.

Гранат – минерал с кубическим типом решетки, представляет собой соединение алюминия, железа, хрома, кальция, магния и марганца с кремниевой кислотой. Шлифзерна из граната используют для изготовления шлифовальной шкурки, применяемой при обработке дерева, пластмасс, кожи.

Кремень – содержит не менее 96% SiO₂ и не более 1% СаО; твердость по Моосу около 7; микротвердость 10 – 11 ГПа, применяется в виде порошков и зерен для изготовления шлифовальной шкурки, применяемой при обработке эбонита, дерева, кожи.