Registration Number
0826U004452, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
09-09-2026
popup.evolution
.
Title
Formation of the structure and properties of wear-resistant bilayer PCBN composites for tool applications via high-pressure reaction sintering
Author
Andrii M. Patsyk,
popup.head Mykola P. Bezhenar
popup.head Volodymyr Z. Turkevych
popup.opponent Petro I. Loboda
popup.opponent OSTAP B. ZGHALAT-LOZYNSKYI
popup.review Tetiana V. Kovalenko
popup.review Oksana М. Kaidash
popup.rada
V. Bakul Institute of superhard material of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
В умовах стрімкого розвитку енергетики, машинобудівної та авіакосмічної галузей, підвищується попит на інструменти виготовлені з матеріалів, що здатні витримувати підвищені механічні навантаження, працювати в умовах високих температур та мати підвищену стійкість до зносу. Одним з таких матеріалів є кубічний нітрид бору (КНБ), який поступається за твердістю алмазу, проте відрізняється високою термостійкістю та хімічною стабільністю при обробці сплавів чорних металів.
Актуальність вдосконалення матеріалів інструментального призначення, виготовлених на основі кубічного нітриду бору зумовлена кількома чинниками. По-перше, у машинобудівній галузі зростає попит на використання високоміцних, важкооброблюваних і загартованих сталей, що обумовлює потребу у застосуванні інструментальних матеріалів з підвищеною зносостійкістю. По-друге, для забезпечення високошвидкісної та високоточної обробки таких матеріалів необхідні інструменти, що забезпечують мінімальне тепловиділення, стабільність геометрії різальної кромки та тривалий ресурс безперервної роботи. По-третє, завжди існує тенденція до скорочення виробничих витрат, підвищення ефективності та здешевлення вартості обробки. Покращення властивостей інструменту завдяки регулюванні технологічних умов та поєднання складових підвищує довговічність інструменту. Отримання зразків на твердосплавній підкладці дозволяє зменшити частоту замін інструменту та скоротити час простоїв, що сприятиме покращенню економічної ефективності виробництва.
Дисертація присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання, а саме, створення зносостійких двошарових композитів інструментального призначення з шихти на основі cBN з тугоплавкими сполуками титану та алюмінієм. В результаті проведених досліджень, було одержано композити у кубічному шестипуансонному пресі, спікання відбувалося на твердосплавній підкладці за високого тиску та температури.
В роботі розглянуто теоретичні та практичні основи формування композитів на основі кубічного нітриду бору групи BH та BL, що використовуються для виготовлення робочих різальних інструментів. В результаті виконання дисертаційної роботи створено надтверді PCBN композитів BL групи інструментального призначення (системи cBN – TiC – Al, cBN – TiN – Al, cBN – TiCN – Al). Композити одержували з використанням шестипуансонного пресу ZR800 зусиллям 330 МН. Спікання композитного шару проводили на твердосплавній підкладці за тиску 5,5 ГПа і температури 1850 К. Композитний шар відрізнявся зміцненою продуктами реакційної взаємодії структурою, високими твердістю та тріщиностійкістю. Мікроструктура композитів однорідна на рівні розміру зерна cBN (0,5 – 3 мкм). Просочення кобальту з твердосплавної підкладки в композитний шар забезпечило міцний зв’язок між частинами двошарових пластин. Одержані композити конкурентоспроможні при фінішній обробці загартованих сталей та спецсплавів. При обробці загартованої сталі ХВГ твердістю 59 – 62 HRC в режимі гладкого точіння різальні пластини з досліджуваних PCBN композитів показали високу зносостійкість, їх працездатність відповідала працездатності еталонних виробів компанії Element Six.
Registration Date
2026-08-10
popup.nrat_date
2026-08-10 / 2026-10-19
