CCF20110103011

Pierwszy syntetyczny diament wyprodukowano w USA w 1955 r. Wymaga to ciśnienia rzędu 3 500-5000 MPa i temperatury 1200-1600°C i następuje z grafitu obecnego w ciekłych metalach - niklu, żelazie lub tantalu, które działają jak katalizatory, a efektem są syntetyczne diamenty o średnicy 0.01 - 1.2 mm. Jest to metoda HPTP (high -pressure high-temperaturę).

Obecnie prowadzone są prace nad metodami niskotemperaturowymi (ok. 900°C) i niskociśnieniowymi (ok. 0.1 MPa), umożliwiającymi uzyskiwanie cienkich powłok lub płytek, które można wykorzystać jako narzędzia szlifierskie lub do obróbki mechanicznej.

Polikrystaliczny regularny azotek boru (PCBN) - jest to materiał, który uzyskał pow szechne zastosowanie w ostatnim dziesięcioleciu.

Narzędzia z regularnego azotku boru są wykonywane w postaci płytek o grubości 0.5-1 mm. połączonych dyfuzyjnie z płytką nośną z węglików spiekanych.

Regularny azotek boru ma twardość nieco mniejszą od diamentu (ok. 1.6 - raza). ale trzykrotnie większą od korundu, który ma twardość 9 w skali Mohsa. Wykazuje znaczną źarowytrzymałość do temperatury 1000°C, nie reagując z metalami oraz stalą. Jest odporny na utlenianie.

Narzędzia ze spiekanego azotku boru są wykorzystywane do obróbki stali ulepszonych cieplnie, utwardzonego żeliwa oraz stopów na osnowie niklu i kobaltu. Wykazują znacznie większą trwałość od narzędzi z węglików spiekanych (prawie 20 razy) . co umożliwia stosowanie bardzo dużych prędkości skrawania

Polikry staliczny regularny azotek boru oznacza się symbolem BN i podaniem grupy zastosowania np. DP-M10.

2.3. Pokry wanie narzędzi cienkimi warstwami materiałów trudnościeralnych

Podniesienie własności narzędzi skrawających uzyskuje się od połowy lat 60-tych XX wieku przez coraz powszechniejsze nanoszenie cienkich powłok, z twardych odpornych na zużycie materiałów ceramicznych.

Wśród wielu technik zwiększających trwałość powierzchni materiałów inżynierskich istotną rolę w praktyce przemysłowej odgrywają dwie metody:

-    chemiczna CVD (chemical vapour deposition),

-    fizyczna PVD (physical vapour deposition).

Wytwarzanie warstw metodą CVD prowadzi się w szczelnym reaktorze w temperaturze ok. 1000°C i przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego. Pary związków chemicznych metalu mającego stanowić podstawowy składnik warstwy trudnościeralnej tzn. tytanu, tantalu, aluminium, chromu lub boru reagują z węglem znajdującym się na powierzchni powlekanego przedmiotu lub z innymi gazami znajdującymi się w atmosferze reaktora, głównie azotem lub tlenem.

Wysoka temperatura konieczna do przebiegu reakcji chemicznych wyklucza zastosowanie metody CYD do narzędzi wykonanych ze stali szybkotnących. Ogranicza to zakres stosowania technik CVD głównie do nanoszenia warstw na płytki z węglików spiekanych lub spiekanych materiałów ceramicznych dla których wysoka temperatura nic powoduje utraty ich własności.

Wytwarzanie warstw metodą PVD polega na bombardowaniu powierzchni przedmiotu strumieniem zjonizowanej plazmy, utworzonej jonów' takich metali jak tytan, wanad, tantal, cyrkon, chrom, molibden, wolfram i niob lub ich związków, gazów reaktywnych (azotu i tlenu) oraz węgla, boru lub krzemu. Nanoszenie powłok prowadzi się na zimno lub w niskich temperaturach, nie przekraczających 500°C, co umożliwia pokrywania przedmiotów zahartowanych i odpuszczonych, bez obawy o spadek ich twardości. W celu uzyskania dobrej przyczepności warstwy do pokrywanego przedmiotu, bardzo istotne jest uzyskanie