Мечник В. А. Наукові основи створення композитів системи алмаз-Fe-Cu-Ni-Sn спрямованим керуванням їх структуроутворення

Вирішена важлива науково-технічна проблема створення для каменеобробної та добувної промисловості композиційних матеріалів систем алмаз-Fe-Cu-Ni-Sn і алмаз-Co-Cu-Sn, що містять добавки CrB2 і CrSi2, спрямованим керуванням процесами взаємодії утворюваного за графітизації поверхні алмазних зерен вуглецю з твердими компонентами металічної зв’язки, що забезпечує утворення наноструктури на границі поділу алмаззв’язка та підвищення фізико-механічних властивостей і зносостійкості композитів в різних умовах їх використання. Встановлено, що структура металевої зв’язки 51%Fe-32%Cu-9%Ni-8%Sn (за масою) незалежно від параметрів гарячого допресовування складається з твердих розчинів на основі міді і заліза та сполук Cu9NiSn3 і Ni3Sn, а перехідна зона алмаззв’язка має суто ієрархічну структуру і суттєво залежить від тиску та тривалості процесу. Показано, що ключовим для виробництва промислово перспективних композиційних матеріалів алмаз–(49,98%Fe-31,36%Cu-8,82%Ni-7,84%Sn-2,0%СrB2) є створення необхідних умов гарячого допресовування, які забезпечують утворення в перехідній зоні алмаззв’язка прошарків з Cr3C2, Cr7C3, Fe3C і Cr1.65Fe0.35B0.96 нанорозмірної товщини. Встановлено, що в формуванні наноструктури в перехідній зоні алмазметалева зв’язка під час гарячого допресовування досліджуваної композиції при тиску 200 МПа домінує процес дифузії вуглецю, утвореного внаслідок графітизації поверхні алмазних зерен на етапі спікання, в кристалічну гратку - Fe і CrB2, що дозволило розробити КАМ з підвищеною в 2–5 разів зносостійкістю порівняно з КАМ, виготовленими на основі серійних зв’язок.