НИТУ «МИСиС», г. Москва
Н. И. Полушин, заведующий
А. И. Лаптев, вед. науч. сотр., e-mail: laptev@misis.ru, научно-исследовательская лаборатория «Сверхтвердые материалы»
Э. М. Барагунов, студент
Изучены микроструктура и механические свойства 4 матриц сложного химического состава: WС – Co – Fe – Cu, WС – Со – Fe – Cu – Ni, WC – Cu + релит (плавленый и дробленый WC), WC – Cu – Ni + релит, применяемых при изготовлении алмазных буровых геолого-разведочных коронок. Процесс изготовления образцов матриц проводили методом инфильтрации при условиях получения алмазных буровых коронок (при температуре 1150 oС в течение 15 мин). Были изготовлены шлифы безалмазных коронок, проведены их металлографический, рентгенофазовый и микрорентгеноспектральный анализы, определены их твердость, микротвердость, плотность и пористость. Твердость матриц определяли по шкале HRC, микротвердость матриц определяли на приборе ПМТ-3 при использовании нагрузки 2 Н. В процессе работы установлено, что методом инфильтрации расплавами на основе меди и кобальта прессовок из частиц карбида вольфрама и частиц карбида вольфрама с добавлением релита можно получать плотные матрицы алмазного инструмента с открытой пористостью <1 %. Наиболее твердыми являются матрицы на основе мелкозернистого карбида вольфрама, пропитанного сплавом сложного состава Co – Fe – Cu – Ni, введение никеля улучшает твердость матриц алмазного инструмента за счет повышения прочности сплавов на основе меди. Состав матриц не влияет на твердость частиц релита, введение которых не приводит к значительному росту общей твердости матриц.
1. Цыпин Н. В. Износостойкость композиционных алмазосодержащих материалов для бурового инструмента. — Киев : Наукова думка, 1983. — 192 с.
2. Бугаков В. И., Елютин А. В., Караваев К. М., Лаптев А. И., Полушин Н. И. Свойства связок алмазного камнеразрушающего инструмента // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1998. № 4. C. 54–57.
3. Бугаков В. И., Елютин А. В., Караваев К. М., Лаптев А. И., Полушин Н. И. Новый тип связок на основе никеля, легированного диборидами титана и хрома, для алмазного камнеразрушающего инструмента // Там же. № 5. C. 61–68.
4. Бугаков В. И., Елютин А. В., Лаптев А. И., Поздняков А. А., Полушин Н. И. Разработка припоя для пайки алмазосодержащего слоя к стальному корпусу при изготовлении алмазного породоразрушающего инструмента // Материаловедение. 2003. № 12. С. 48–52.
5. Бугаков В. И., Лаптев А. И., Полушин Н. И., Бочаров М. В., Сорокин М. Н. Методика оценки износостойкости связок алмазного инструмента // Там же. 2004. № 2. C. 24–28.
6. Бугаев А. А. Исследование и разработка коронок, импрегнированных синтетическими алмазами, и эффективности их применения при бурении геолого-разведочных скважин : дис. ... канд. техн. наук. — М., 1970.
7. Бугаков В. И., Лаптев А. И., Поздняков А. А. Роль высокого давления при закреплении алмазного зерна в связке при изготовлении камнеразрушающего инструмента горячим прессованием // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2005. № 6. С. 69–72.
8. Бондаренко Н. А., Жуковский А. Н., Мечник В. А. Основы создания алмазосодержащих композиционных материалов для породоразрушающих инструментов. — Киев : Институт сверхтвердых материалов НАН Украины, 2008. — 456 с.
9. Будюков Ю. Е., Власюк В. И., Спирин В. И. Алмазный инструмент для бурения направленных и многоствольных скважин. — Тула : Гриф и К, 2007. — 176 с.
10. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента / под ред. В. Н. Бакуля. — М. : Машиностроение, 1975. — 296 с.