автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Формирование структуры и свойств алмазометаллических композитов, полученных методом взрывного прессования

На правах рукописи

Васильева Мария Ильинична

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ АЛМАЗОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВЗРЫВНОГО ПРЕССОВАНИЯ

Специальность: 05.02.01- Материаловедение (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск-2004

Работа выполнена в Институте физико-технических проблем Севера Сибирского отделения Российской академии наук (ИФТПС СО РАН).

Научный руководитель: кандидат технических наук

Яковлева Софья Петровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Левин Алексей Иванович

кандидат технических наук III иц Елена Юрьевна

Ведущее предприятие - Якутский государственный университет

Защита состоится « 24 » декабря 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного Совета Д 003.039 при Объединенном Институте физико-технических проблем Севера СО РАН по адресу: 677891, г. Якутск, ул.Октябрьская, 1. (тел/факс (4112) 33-66-65. E-mail: t.a.kapitonova@iptpn.vsn.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ИФТПС СО РАН.

Отзывы на автореферат, подписанные и заверенные гербовой печатью организации, просим направить в двух экземплярах в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «it » ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

им. М.К. Аммосова

кандидат технических наук

сЫое- V

иг я э*

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. В настоящее время алмазные инструменты получили широкое применение во всех отраслях промышленности. Использование их обеспечивает качественную высокопроизводительную механическую обработку деталей машин и механизмов.

Алмазные инструменты изготавливаются на металлических, органических и керамических связках. По сравнению с инструментом на органических и керамических связках, инструмент на металлических связках обладает более высокими значениями износостойкости, алмазоудержания и теплопроводности, эффективен при повышенных рабочих режимах. Однако в существующих технологиях его изготовления используются дорогие цветные металлы на основе сплавов меди, кобальта, вольфрама и т.д. Поэтому актуальна проблема разработки технологий изготовления алмазных инструментов, содержащих в качестве связки дешевые и прочные сплавы на основе железа. Здесь принципиально новые перспективы для создания алмазометаллических композитов (АМК) открывает использование энергии взрыва. Возможности взрывного прессования (ВП) связаны с экстремальностью процессов, протекающих при высоких давлениях, скоростях, температурах, когда в результате практически мгновенного высокоинтенсивного воздействия на порошки происходят их уплотнение, нагрев и деформирование, сопровождающиеся контактообразованием между частицами. Кроме того, использование карбидообразующей матрицы из таких сплавов дает возможность повысить алмазоудержание за счет образования химических связей на границе алмаз-матрица.

Другой аспект проблемы - сокращение времени воздействия высоких температур на алмазные частицы в процессе спекания.

Анализ научной и патентной литературы показывает, что процессы взрывного прессования порошков, достаточно подробно изученные для широкого спектра материалов, мало исследованы в случае использования смесей с порошками алмазов, причем преимущественно рассматриваются алмазы искусственного происхождения. Вместе с тем, применение порошков природного алмаза может быть особенно перспективно, так как его коэффициент трения с металлом ниже по сравнению с синтетическим, что представляет собой резерв для улучшения эксплуатационных показателей

композитов.

РОС " ' <*ЛЬНАЯ Ь' * . I » К А

ЗЙОбРК

Работа выполнена в соответствии с планами научных работ Института физико-технических проблем Севера СО РАН: по теме Программы фундаментальных исследований СО РАН 1.11.1.10, раздел 5 «Исследование процессов формирования структуры и механизмов изнашивания алмазосодержащих покрытий и композитов инструментального назначения, полученных с использованием концентрированных потоков энергии (плазмы, взрыва), и разработка режимов изготовления рабочих элементов алмазного инструмента», № гос. регистрации 01.960003474; по теме Программы фундаментальных исследований СО РАН «Исследование и разработка технологий с использованием концентрированных источников энергии (

(сварочной дуги, плазмы, взрыва) для получения функциональных материалов и неразъемных соединений с высоким комплексом служебных свойств применительно к условиям Севера, а также для переработки техногенных отходов», № гос. регистрации 01.2.00104054; по проекту РФФИ р98арктика № 03-03-96007 «Формирование структуры и свойств порошковых алмазометаллических материалов при прессовании взрывом».

Цель работы: Создание износостойких алмазометаллических композитов с использованием порошков сплавов на основе железа методом взрывного прессования.

Цель работы предусматривает обоснование перспективности применения метода взрывного прессования для получения износостойких АМК и комплексное исследование основных факторов, определяющих прочность и износостойкость композитов. В связи с этим для достижения поставленной цели >

потребовалось решение следующих задач

1. Исследовать структуру и свойства связующих материалов и экспериментальных АМК в зависимости от параметров взрывного прессования и последующей термообработки (ТО).

2. Исследовать сохранность алмазной компоненты в составе АМК, полученных взрывным прессованием (гранулометрический состав и прочность алмазных частиц в состояниях до прессования и после рекуперации из спрессованного композита);

3. Исследовать износостойкость и процессы деструкции при абразивном износе экспериментальных АМК во взаимосвязи с их структурой.

4. Предложить составы связующего материала и определить режимы получения наиболее высоких физико-механических свойств АМК данного состава при использовании метода ВП.

Научная новизна и практическая значимость. Новизну работы составляет обоснование перспективности и разработка режимов технологического процесса взрывного прессования для создания износостойких алмазосодержащих материалов, в связи с чем исследованы материаловедческие аспекты воздействия ударных волн и последующего нагрева на металлическую и алмазную компоненты.

Впервые систематически исследованы условия формирования и регулирования составов и свойств порошковых АМК, полученных с применением энергии взрыва на стадии формования.

Выявлены основные факторы, определяющие создание высокоэффективных АМК методом ВП с последующим нагревом, предложены составы порошковых смесей, технологические режимы и изготовлены опытные образцы. В основе полученных результатов идея использования в качестве связующего материала двухкомпонентных смесей порошков различного уровня твердости (легкодеформируемого и высокопрочного). Эффективность примененных подходов подтверждена экспериментально получением цилиндрических образцов АМК с износостойкостью, соответствующей уровню износостойкости промышленных алмазных карандашей, но при более чем вдвое меньшем содержании алмаза (опытные образцы и карандаши идентичны по размерам и составам алмазной компоненты).

Методология исследования. Методологическая суть работы заключается в применении подхода комплексного исследования основных аспектов, определяющих прочность и износостойкость композитов: составов матрицы, строения структуры после воздействия взрыва и последующей термообработки, влияния ударных волн на алмазные частицы, процессов деструкции материала при износе. На первом этапе работы для выявления наиболее благоприятных режимов ВП и ТО связующего материала получены и исследованы образцы из смесей связующих порошков без добавления алмазных. Далее исследованы строение и свойства образцов АМК с различными связками, в том числе двухкомпонентными. Также изучались характеристики алмазных зерен до и после воздействия ударных волн.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Обоснование перспективности применения метода взрывного прессования на стадии формования порошковых смесей для получения

износостойких алмазометаллических композитов с матрицей из порошков сплавов на основе железа и порошков природного алмаза.

2. Совокупность экспериментальных данных по влиянию составов порошковых смесей, технологических параметров ВП и ТО на структуру, свойства и некоторые особенности механизма изнашивания АМК. Обоснование основных факторов, определяющих создание износостойких АМК.

3. Использование двухкомпонентного связующего материала из порошков железоуглеродистых сплавов с различной твердостью как подхода, обеспечивающего возможность выполнения одного из наиболее труднодостижимых требований к абразивным структурам - одновременного сочетания твердости и пластичности.

4. Рекомендации по режимам ВП и ТО для исследованных составов алмазометаллических композитов, обеспечивающих их высокую износостойкость.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международной конференции «Сварка и родственные технологии - в XXI век» (Киев, 1998г.), межрегиональной конференции «Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов» (Хабаровск, 2001), I, II Евразийских симпозиумах по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата (Якутск, 2002, 2004) Всесоюзных научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-9 Красноярск, 2003, ВНКСФ-10 Москва, 2004), Юбилейной XV Международной Интернет-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов по современным проблемам машиноведения (Москва, 2003), республиканской научно-практической конференции «Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых» (Якутск, 2003).

Публикации. По теме диссертации имеется 12 публикаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы. Содержит 126 страниц, включая 39 рисунков, 14 таблиц, библиографию из 82 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана характеристика области исследования, проведено обоснование актуальности темы работы. Сформулированы цель и задачи диссертации.

В первой главе представлен литературный обзор, посвященный исследованию и разработке композиционных алмазосодержащих материалов на металлической связке.

В работах Г.А. Бовкуна, E.H. Петровой, Н.В. Новикова, B.C. Попова, Г.И. Василенко и др. отмечается, что при формировании структуры и свойств алмазосодержащего композита большую роль играют механические свойства связующего материала, которые регулируются легированием различными металлами, введением наполнителей, твердых смазок (графита, борида, сульфидов и т.д.).

Исходя из природы процессов в зоне контакта алмазного инструмента с обрабатываемым материалом, основные требования к связкам могут быть сформулированы следующим образом: материал связки должен обладать определенным сочетанием твердости, прочности и пластичности, обеспечивающим оптимальную износостойкость и хорошее алмазоудержание.

Большая часть алмазосодержащего инструмента на металлической основе изготавливается прессованием с последующим спеканием и горячей допрессовкой. При спекании основным технологическим параметром является максимальная температура нагрева, что обуславливает трудоемкость, энергоемкость изготовления инструмента. В одних случаях (традиционное спекание под давлением) температура определяет продолжительность процесса и малую стойкость оснастки (для пресс-форм применяют труднообрабатываемые и дефицитные жаропрочные сплавы), в других (горячее прессование) отрицательно влияет на прочностные свойства алмаза.

В работах отечественных и зарубежных авторов показано, что в ходе взрывного прессования в тонких поверхностных слоях порошков достигаются температуры, достаточные для спекания. Если к моменту прохождения волн разгрузки успевает произойти теплообмен вглубь частиц, то соединение получает прочность, превышающую растягивающие напряжения, возникающие в результате явления разгрузки. Метод взрывного прессования позволяет широко варьировать составы порошков, включая порошки и их сочетания, трудно или совсем не поддающиеся спеканию обычными способами. Помимо этого, можно провести последующую термообработку, позволяющую получить дополнительное упрочнение деформированных ударными волнами частиц металлической матрицы и улучшить алмазоудержание вследствие образования химических связей на границе алмаз-матрица, более прочных по сравнению с механическими.

Физико-механические свойства алмазных частиц в основном зависят от прочности, характера внешнего воздействия на них и содержания включений. В работах В.А. Лукаша, А.И. Маркова было изучено влияние ударных волн на синтетические алмазы, расположенные в различных связках, используемых при изготовлении алмазно-абразивного инструмента. Согласно этой работе, материал связки существенно влияет на гранулометрический состав используемого порошка. Показано, что под воздействием ударных волн прочность алмазных зерен снижается. Однако, алмазы, размещаемые в более плотных связках, лучше сохраняют свои свойства. Поэтому комбинированием взрывного прессования и связок повышенной твердости можно обеспечить лучшую сохранность алмазной компоненты, чем при традиционных методах спекания.

Таким образом, во-первых, имеется необходимость разработки технологий изготовления алмазометаллических композиций на основе дешевых и прочных порошков при малом временном интервале воздействия высокой температуры на алмазную компоненту; во-вторых, в этом плане перспективно ВП порошков железоуглеродистых сплавов, имеющих высокую уплотняемость и более высокую адгезионную активность по отношению к алмазу.

Во второй главе для выбора режимов ВП и последующей ТО приведены расчеты параметров ВП, методика получения композитов, а также результаты исследования заготовок из порошков различных сплавов на основе железа и АМК с однокомпонентной матрицей. Представлены использованные методы исследования структуры и определения механических свойств.

Для экспериментов по взрывному прессованию была выбрана нашедшая широкое применение на практике цилиндрическая схема (рис.1), в соответствии с которой металлические ампулы с шихтой помещались в цилиндрические контейнеры и засыпались взрывчатым веществом. В работе использовали аммонит 6ЖВ и гранулотол.

Алмазные порошки АСВ 160/125 (связующий материал ПЖ-6) и А7К80 500/400 (связующий материал ПХ18Н9Т и ПР-М6ФЗ) вводили из расчета получения 100% (25% по объему) их содержания в беспористом композите.

Основные параметры режимов прессования были рассчитаны согласно предложенным в работах Вольфа, Лейба, Шмидта графическим зависимостям и формулам расчета параметров прессования с учетом вида используемого взрывчатого вещества.

Рис. 1. Схема ВП: 1 - компактируемый порошок в

ампуле;

2 - внешняя оболочка ампулы;

3 - взрывчатое вещество;

4 - электродетонатор; 5,6- пробки ампулы.

Оптимальные параметры взрывного прессования определяются показателем г, равным отношению массы взрывчатого вещества твв к суммарной сумме прессуемого порошка тп и ампулы тА:

_ _ твв

Г DO

вв , ' (1) т П + т А

Для условий наших экспериментов по графикам Вольфа-Лейба-Шмидта были выбраны значения коэффициента гвв в пределах от 0,8 до 1,5, как обеспечивающие максимальную плотность получаемых прессовок. Далее, с учетом размеров использованных в экспериментах ампул (материал ампул сталь 3) и массы компактируемых порошков, были рассчитаны соответствующие значения массы взрывчатого вещества и объем его засыпки (Dbb- наружный диаметр засыпки).

Для выбора режимов термической обработки, обеспечивающих наилучшее упрочнение частиц матрицы (без развития явления рекристаллизации) проводили нагрев по 6 режимам:

15 минут при 800, 900 и 1000°С (случай однокомпонентной матрицы); 10 минут при 600, 800 и 900°С (случай двухкомпонентной матрицы).

Металлографические исследования структуры полученных образцов проведены на микроскопе «Neophot 32», поверхности износа АМК исследовали с помощью растрового микроскопа JXA-50A. Для оценки пористости использован точечный метод A.A. Глаголева.

Микротвердость измеряли на микротвердомере ПМТ-ЗМ при нагрузке на индентор 0,5 Н (измерялась микротвердость матричных компонент).

Для гранулометрического анализа и исследования статической прочности алмазных частиц А7К80 дисперсностью 500/400 мкм в исходном состоянии и после рекуперации применяли стандартные методики в соответствии с ГОСТ 9206-80. В этих экспериментах использовали однокомпонентные связки различной прочности.

Проведены испытания на износостойкость прессовок из матричных материалов при трении о закрепленные абразивные частицы. Измерялся линейный износ как разница в высоте образца до и после испытаний. ^

Экспериментальные АМК из смесей связующих порошков различной твердости с алмазным порошком А7К80 испытывали на машине СМЦ-2 при трении их об абразивный круг из электрокорунда (определялась интенсивность <

массового изнашивания). Также проведены сравнительные испытания алмазных правящих карандашей, изготовленных промышленным способом и совпадающих по геометрическим размерам и гранулометрическому составу алмазной компоненты с опытными образцами АМК. Карандаши изготовлены по ГОСТ 607-80, тип 04, исполнение А, алмазы дисперсностью 500/400 мкм, объемная доля алмазного сырья 5 % (примерно в 2,5 раза выше, чем у исследуемых образцов АМК).

Торцовые части испытуемых образцов и карандашей истирались плоской поверхностью равномерно вращающегося круга при постоянной осевой нагрузке 5 Н. Определяли их весовой износ после прохождения равных промежутков пути трения.

С целью выявления эффективности взрывного прессования в зависимости от твердости прессуемого материала были выбраны порошки с разными 1

значениями этого параметра. Для предварительной отработки режимов прессование было проведено на однокомпонентных порошках при варьировании значений 0Вв- В таблице 1 приведены средние значения микротвердости и химический состав порошков использованных материалов.

При выбранных условиях экспериментов плотно спрессованы пластичные и менее износостойкие порошки: микроструктура полученных образцов относительно однородна и характеризуется наличием деформированных зерен (рис.2). Порошок высокой твердости скомпактировался при максимальном 0вв=55 мм и только в центральной области, что указывает на необходимость увеличения давления при ВП.

Таблица 1

Химический состав и микротвердость спрессованных порошков

Материал Н50, МПа Содержание легирующих элементов, %

С Б! N1 Мп Сг Мо V Си В Ре

ПХ18Н9Т 1800 0,12 - 8,0 - 18,0 - - - - ост.

45ГМФ 3700 0,43 0,2 - 1,2 0,3 0,14 0,12 - - ост.

ПР- 290Х14Ф12Д 7200 2,9 - - - 14,5 - 12,0 0,8 - ост.

ПГ-ФБХ6 6500 3,55,5 1,02,5 - 1,54,0 3237 - - - 1,32,0 ост.

ПЖ-6 2400 <0,25 <0,45 - <0,47 - - - - - ост.

Исходя из полученных выше результатов, для получения образцов беспористого АМК был выбран достаточно мягкий порошок ПЖ-6. Прессование проводили по трем режимам, различающимся уровнем мощности: при значениях диаметра засыпки взрывчатого вещества Ом, равных 40, 45 и 50 мм. Количество взрывчатого вещества варьировали для корректировки уровня мощности, так как сложно определить требуемое значение давления на фронте ударной волны, являющееся функцией многих и трудноучитываемых параметров.

Рис. 2. Микроструктура компактов из относительно мягких порошков; а) - ПХ18Н9Т; б) - 45ГМФ; х500

Испытания образцов на износ после 15-минутной термообработки при 800, 900 и 1000°С показали снижение линейного износа в 3...4 раза (табл. 2).

Таблица 2

Изменение линейного износа ДЛ (мм) опытных образцов АМК в зависимости от режима получения

Режим получения Бвв. мм

40 45 50

Взрывное компактирование (ВК) - - 21

ВК + 800°С 18 27 22,5

ВК + 900°С 12,5 9 5

ВК + 1000°С 5 5 5

Результаты электронно-микроскопических исследований свидетельствуют, что это связано с улучшением алмазоудержания: при достижении достаточно прочного закрепления частиц в матрице изменяется механизм разрушения и удаления алмазных зерен. Удаление зерен алмаза в компактах при испытаниях сразу после взрывного прессования происходит по механизму вырыва (рис. 3,а). После термообработки компактов превалирование микротрещин, образующихся по границе алмаз-матрица, уступает место транскристаллитному раскалыванию частиц алмаза (рис. 3,6). Считается, что транскристаллитное раскалывание алмазных частиц благоприятствует росту эксплуатационных характеристик композита вследствие образования новых режущих кромок у алмазных частиц.

а) б)

Рис. 3. Микромеханизмы удаления алмазных частиц с поверхности АМК на основе ПЖ-6: а) - вырыв (поверхность износа АМК в состоянии после ВП); б)-транскристаллитный скол (поверхность износа АМК, полученного комбинированием ВП и ТО).

Наиболее предпочтительным из исследованных режимов получения алмазометаллического композита из порошка ПЖ-6 является компактирование при значении диаметра засыпки 0вв=50мм с последующей термообработкой

при 900°С. При таком режиме обеспечивается лучшая сохранность частиц алмаза в ходе термического воздействия, а также достигается удовлетворительный уровень алмазоудержания. Таким образом, проведение термообработки после формования взрывом смесей порошков алмаза и железоуглеродистых сплавов является эффективным средством улучшения износостойкости композита за счет повышения алмазоудержания и твердости матрицы (оценка уровня ее роста приведена в главе 4).

В третьей главе исследовано влияние ударных волн на характеристики алмазных частиц. При ВП, как и при традиционном спекании, неизбежно изменение зернового состава и прочности алмазной компоненты. Проведен анализ влияния твердости связующего материала на уровень сохранности алмазных частиц, для чего были получены две группы образцов из порошков различной твердости: ПХ18Н9Т (микротвердость 1800-2200 МПа) и ПР-М6ФЗ (микротвердость 5900-7100 МПа). Соответственно, для ВП использовали аммонит 6ЖВ и более мощный гранулотол.

Как видно из табл. 3, использование связок с повышенной твердостью позволило при Овв сохранить близкими к исходным показатели среднего размера зерна (1ср, доли основной фракции Оф и статической прочности а алмазных зерен, которые уменьшились на 4%, 2% и 10% соответственно.

Таблица 3

Характеристики алмазного порошка А7К80 500/400 до и после воздействия ударных волн

Исходное состояние Овв- 40мм 0вв=50мм

Материал ¿ср мкм и,% оф % о, Н <1 ср мкм и, % оф, % о, Н ¿ср мкм и, % оф % о, Н

А7К80 490 81 53 118 - - - - - - - -

А7К80+ ПХ18Н9Т - - - - 440 63 43 82 405 65 29 85

А7К80+ ПРМ6ФЗ - - - - 441 73 40 89 470 68 52 106

Изменение количества изометричных зерен и в мягкой связке при существующих условиях экспериментов составляет 19-22 %, в твердой 10-13 %

Очевидно, что при взрывном прессовании АМК применение связок повышенной твердости обеспечивает лучшую сохранность алмазной составляющей. Полученные результаты являются важным обоснованием перспективности взрывного прессования для изготовления алмазометаллических композитов, так как при традиционных способах спекания снижение этих характеристик достигает 30% и более.

В четвертой главе представлены результаты исследования образцов с двухкомпонентной матрицей.

Как уже отмечалось износостойкие структуры должны обладать повышенной прочностью, твердостью, а также иметь некоторый запас пластичности. Высокая степень уплотнения при получении порошковых материалов достигается за счет пластической деформации частиц. Вместе с тем, возможность пластической деформации при прессовании должна быть ограниченной для минимизации внутренних напряжений и во избежание исчерпания пластичности. Это противоречивое требование к сочетанию прочности и пластичности композита должно удовлетворяться и в процессе его контактного взаимодействия с обрабатываемой поверхностью: хорошее сопротивление износу обеспечивается высокой прочностью, а сопротивление образованию микротрещин и их залечивание - пластичностью. Как показали описанные во второй главе исследования, введение пластичной компоненты снижает пористость прессовок, а высокоскоростное взрывное деформирование создает условия для ее интенсивного упрочнения при последующей термообработке. Можно полагать, что такое решение перспективно для удовлетворения наиболее труднодостижимого требования к износостойким материалам - обеспечения одновременного сочетания высокой прочности и пластичности. Кроме того, введение «мягкой» компоненты должно обеспечить более равномерное деформирование твердых частиц при ВП.

Исходя из этого, в работе использовали смесь порошков, относящихся к разным классам сплавов на основе железа- ПХ18Н9Т (относительно мягкий порошок нержавеющей стали) и ПР-ФБХ6 (износостойкий порошок повышенной твердости для напыления). В смесях меняли процентное соотношение компонент: содержание мягкого порошка в них составляло 20,30 и 40%. Для каждого из трех составов порошков применяли три режима прессования, различающиеся по мощности воздействия, для чего варьировали диаметр Эвв засыпки аммонита (Овв = 40, 45, 50 мм).

Исследованы структурные изменения и свойства двухкомпонентных алмазометаллических композитов, полученных взрывным прессованием в

зависимости от технологических параметров и состава, а также последующей термической обработки.

Рис. 4. Изменение структуры образцов в зависимости от состава (при Dbb-50 мм): а - 20% ПХ18Н9Т + 80%ПГ-ФБХ6; б - 30% ПХ18Н9Т + 70%ПГ-ФБХ6; в - 40% ПХ18Н9Т + 60%ПГ-ФБХ6; х 250.

В результате взрывного прессования смесей порошков связующих материалов были получены монолитные компакты, микроструктура которых представляет собой конгломерат из твердых недеформированных частиц порошка ПГ-ФБХ6 и деформированных частиц мягкой составляющей ПХ18Н9Т (рис. 4). Образцы различаются между собой содержанием пор: сплошность образцов улучшается с ростом мощности прессования и с увеличением содержания мягкой компоненты.

Специфика взрывотермического упрочнения особенно значительно проявляется в случае пластичной компоненты: наблюдается более чем трехкратное увеличение ее микротвердости для ВП при DBB = 45 мм (рис. 5). Аналогичные результаты получены и в случае другого значения мощности заряда взрывчатого вещества (максимальный рост микротвердости прочной компоненты составил 35%). Это объясняется известными фактами высокой энергетической активности деформированного ударными волнами металла, способствующей ускорению диффузионных процессов, и взаимодействия атомов углерода с дефектами кристаллической решетки при нагреве. В результате происходит процесс его перераспределения с образованием мелкодисперсных карбидов.

Для сплава ПГ-ФБХ6 наблюдается некоторое разупрочнение при температурах выше 600°С (DBB = 50 мм) и 800 0 С (DBB = 45 мм), что связано с коагуляцией карбидов и рекристаллизационными процессами. Регулированием мощности заряда взрывчатого вещества, очевидно, можно добиться некоторого изменения температуры рекристаллизации.

18000 16000 14000

« 12000

§ 10000

. 8000 |

И 6000 |

4000 | 2000 |

0

1

2

3

4

5

□ ПХ18Н9Т ■ ПГ-ФБХ6

Рис. 5. Влияние режимов обработки на значения микротвердости компонент

связующего материала с составом 40% ПХ18Н9Т, 60% ПГ-ФБХ-6: 1 - исходное состояние; 2 - после ВП при /Эдв = 45 мм; 3-ВП+ 600° С; 4-ВП+ 80(ГС; 5 - ВП + 90СРС;

Из сравнения диаграмм микротвердости для дальнейших экспериментов по получению компактов с алмазными порошками наиболее целесообразным был признан режим прессования при 0Пв = 50 мм (по сочетанию уровней упрочнения обеих компонент).

Испытания на износостойкость АМК в зависимости от состава и технологических параметров получения, а также сравнительного анализа износостойкости опытных АМК и промышленных алмазных карандашей показали следующее. Независимо от количественного соотношения компонент матрицы, лучшие результаты по износостойкости получены для образцов, спрессованных при максимальном диаметре засыпки взрывчатого вещества Овв = 50мм (рис.6).

По результатам сравнительною анализа установлено, что износостойкость экспериментальных композитов соответствует износостойкости промышленно выпускаемых карандашей (но при вдвое меньшем содержании алмазного порошка) - рис. 7.

Интенсивность изнашивания, г/м

а)

Интенсивность изнашивания, г/м 0,014

50 Диаметр ВВ, мм

б)

40 Содержание ПХ18НТ, %

1

Рис. 6. Зависимость интенсивности изнашивания АМК а) - от мощности ВП; б) - от состава матрицы;

■ 20% ПХ18Н9Т + 80% ПГ-ФБХб; 1 -0И№ = 50 мм;

2 - 40% ПХ18Н9Т +

ПГ-ФБХб

Dur = 40 ММ.

Интенсивность изнашивания, г/м

0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0

1 2 3 4 5 6 7

Номер образца

Рис 7. Интенсивности изнашивания опытных образцов различных

составов и алмазных правящих карандашей промышленного изготовления: 1 - прессовка без алмазных частиц; 2 - АМК на основе 20%ПХ18Н9Т + 80%ПГ-ФБХ6, DBß=40 мм; 3 - АМК на основе 40% ПХ18Н9Т + 60% ПГ-ФБХб, DBb=50 мм;

4 - АМК на основе 20%ПХ18Н9Т + 80%ПГ-ФБХ6, DBB=45 мм; 5 - АМК на основе 30%ПХ18Н9Т+ 70% ПГ-ФБХб, Dbb=50mm; 6,7- алмазные карандаши.

П п п п

Сопоставление результатов исследования износостойкости в зависимости от составов, режимов ВП и ТО АМК с двухкомпонентной матрицей позволило сделать следующие выводы:

1. Независимо от количественного соотношения компонент матрицы и условий испытания на износ, лучшие результаты по износостойкости получены для образцов, спрессованных при максимальном диаметре засыпки взрывчатого вещества 0вв=50 мм.

2. Показатели износостойкости (интенсивность массового изнашивания) больше в композитах с повышенным содержанием труднодеформируемой компоненты.

3. Выбор температуры ТО после ВП определяется достижением максимума упрочнения труднодеформируемой компоненты.

Исходя из этого, для исследованных смесей порошков А7К80 500/400, ПХ18Н9Т, ПГ-ФБХ рекомендованы содержания ПХ18Н9Т не более 30%; Ввв= 50 мм; температура отжига не выше 800°С.

Основные результаты и выводы

В работе выполнен комплекс материаловедческих исследований влияния высокоэнергетического метода взрывного прессования и последующей термообработки на порошковые смеси алмаза и сплавов на основе железа, в результате чего обоснована эффективность применения данного метода на стадии формования АМК. Варьирование основными технологическими параметрами - мощностью заряда и температурой нагрева - позволяет целенаправленно воздействовать на кристаллическую структуру связующей металлической основы. Предложены условия регулирования состава, структуры и технологических параметров для формирования износостойких АМК.

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Метод взрывного прессования в сочетании с последующей термообработкой является эффективным средством воздействия на структуру и свойства получаемых порошковых материалов. Эффективность применения энергии взрыва для получения износостойких АМК из порошков железоуглеродистых сплавов определяется особенностями высокоскоростной ударно-волновой деформации, создающей условия для интенсивного

упрочнения матрицы при дополнительном кратковременном высокотемпературном нагреве.

2. Термообработка спрессованных взрывом АМК повышает алмазоудержание, что проявляется в благоприятном изменении механизма разрушения и удаления алмазных частиц: превалирование микротрещин по границе алмаз-матрица уступает место транскристаллитному раскалыванию алмазных зерен (соответственно, их удаление вырывом сменяется постепенным выкрашиванием).

3. Совокупное влияние упрочнения матрицы и улучшения алмазоудержания в результате термообработки после ВП повысило износостойкость АМК с матрицей из порошка ПЖ-6 в 3...4 раза.

4. Взрывное прессование с применением в составе матрицы порошков повышенной твердости дает возможность сохранить близкими к исходным показатели среднего размера, доли основной фракции и статической прочности алмазных частиц и обеспечить значительно лучшую сохранность алмазной составляющей, чем при традиционных способах спекания.

5. Исследовано воздействие ВП на широкий спектр порошковых материалов из сплавов железа. Предложены двухкомпонентные составы матриц из железоуглеродистых порошков различной прочности (легкодеформируемого и высокопрочного), что позволяет при обеспечении высокой твердости уменьшить пористость и создать условия для пластического уплотнения, необходимого для закрепления алмазных зерен. При выбранных составах матрицы общее увеличение микротвердости после ВП и ТО составило более 300% для пластичной компоненты и более 35% для прочной.

6. Получены образцы АМК из природного алмаза на двухкомпонентной матрице, имеющие износостойкость на уровне износостойкости промышленных алмазных карандашей, но при более чем вдвое меньшем содержании алмаза.

7. Предложены рекомендации для выбора порошковых составов и технологических параметров, определяющих создание износостойких АМК на двухкомпонентной связке методом ВП с последующим нагревом:

• использование твердых связующих порошков в алмазометаллическом композите обеспечивает лучшую сохранность алмазных зерен;

• уровень воздействия взрыва должен быть достаточным для ударно-волновой деформации твердой компоненты;

• высокое содержание труднодеформируемой компоненты является более важным фактором улучшения износостойкости, чем снижение пористости за счет увеличения содержания пластичной компоненты;

• обеспечение высокой твердости труднодеформируемой компоненты в результате термообработки является более важным фактором улучшения износостойкости, чем повышение твердости мягкой компоненты.

Основные публикации по теме диссертации

1. Яковлева С.П., Милохин С.Е., Махарова С.Н., Васильева М.И. Алмазометаллические композиты, полученные взрывным прессованием /Тез. докл. междунар. конф. «Сварка и родственные технологии - в XXI век». -Киев, 1998. - С. 144.

2. Яковлева С.П, Махарова С.Н., Васильева М.И. Влияние взрывного прессования на характеристики алмазных частиц/ Наука и образование. - 2000. -№4(20). - С. 54.

3. Ларионов В.П, Яковлева С.П., Махарова С.Н., Васильева М.И. Получение алмазометаллических композитов взрывным прессованием // Химическая технология,- 2000. - №2. - С. 12-16.

4. Ларионов В.П., Яковлева С.П., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Разработка научных основ технологии получения алмазометаллических композитов взрывным прессованием // Химическая технология. - 2002. - №1. - С. 28-32.

5. Яковлева С.П., Винокуров Г.Г., Махарова С.Н., Васильева М.И. Износостойкость алмазометаллических композитов, полученных взрывным

прессованием/ Тез. докл. междунар. конф. «Сварка и родственные гсхноло1ии -2002» -Киев, 2002. -С. 37-38.

6. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Алмазометаллические композиты, полученные методом взрывного прессования/ Тр. I Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата - Якутск, 2002. - Ч. VI. -С. 89-97.

7. Яковлева С.П., Махарова С.П., Винокуров Г.Г., Васильева М И. Исследование структуры и свойств алмазометаллических композитов, полученных методом взрывного прессования / Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых - 9 - Красноярск, 2003 -С 636-637.

8. Яковлева С.П., Винокуров Г.Г, Махарова С.Н., Васильева М.И Алмазометаллические композиты инструментального назначения, полученные взрывным прессованием/ Юбилейная XV Междунар. Интернет-конференция молодых ученых, аспирантов и студентов по современным проблемам машиноведения, ИМАШ. 3-5 декабря 2003 г , 28 с.

9. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Васильева М.И. Получение алмазометаллических композитов на основе природного алмазного сырья методом взрывного прессования / Республиканская научно-практ конф. «Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых)/, Якутск, 2003 г. -Ч. 1. - С. 177-180

10. Яковлева С.П., Винокуров Г.Г., Махарова С.Н., Васильева М.И. Анализ факторов, влияющих на износостойкость алмазометаллических композитов. /Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых - 10 - Москва, 2004. -С. 1164-1165.

11. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И Исследование характеристик алмазных частиц после воздействия ударных волн/ Тр. И Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата - Якутск, 2004. - Ч III. - С. 259-260.

12. Яковлева С.П., Махарова С Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Технология получения алмазометаллических композитов методом взрывного прессования/ Наука производству.-2004 №9 (77) С. 15-18

I

и

Лицензия серии ПД № 00840 от 10.11.2000 г.

Формат 60x84 7(6. Бумага офсетная №2. Печать офсетная. Усл.п.л. 1,28. Тираж 100 экз. Заказ № 202.

ЯФ ГУ «Издательство СО РАН»

677891, г. Якутск, ул. Петровского, 2, тел./факс: (411-2) 36-24-96 E-mail: kuznetsov@psb.ysn.ru

'S

РНБ Русский фонд

2006-4 3077

v. .а

У1ПОЗИЦИОННЫЕ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ. цие материалы для алмазосодержащих композитов. эсти воздействия импульсных нагрузок на алмазные порошки. ование энергии взрыва в порошковой металлургии.

СЕРИАЛЫ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ, ПОЛУЧЕНИ ОВАНИЕ АЛМАЗОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ < ЮНЕНТНОЙ СВЯЗКОЙ.Ф композита.

4.2. Структура и характеристики образцов из связующих материалов

4.3. Структура и микротвердость алмазометаллических образцов.

4.4. Исследование износостойкости алмазометаллических композитов с двухкомпонентной матрицей, полученных взрывным прессованием.

В настоящее время алмазные инструменты получили широкое применение во всех отраслях промышленности. Использование их обеспечивает качественную высокопроизводительную механическую обработку деталей машин и механизмов.

Алмазные инструменты изготавливаются на металлических, органических и керамических связках. По сравнению с инструментом на органических и керамических связках инструмент на металлических связках обладает более высокими значениями износостойкости, алмазоудержания и теплопроводности, эффективен при повышенных рабочих режимах. Однако в существующих технологиях его изготовления используются дорогие цветные металлы на основе сплавов меди, кобальта, вольфрама и т.д. Поэтому актуальна проблема разработки технологий изготовления алмазных инструментов, содержащих в качестве связки дешевые и прочные сплавы на основе железа. Здесь принципиально новые перспективы для создания алмазометаллических композитов (АМК) открывает использование энергии взрыва. Возможности взрывного прессования (ВП) связаны с экстремальностью процессов, протекающих при высоких давлениях, скоростях, температурах, когда в результате практически мгновенного высокоинтенсивного воздействия на порошки происходят их уплотнение, нагрев и деформирование, сопровождающиеся контактообразованием между частицами. Кроме того, использование карбидообразующей матрицы из таких сплавов дает возможность повысить алмазоудержание за счет образования химических связей на границе алмаз-матрица.

Другой аспект проблемы - сокращение времени воздействия высоких температур на алмазные частицы в процессе спекания.

Анализ научной и патентной литературы показывает, что процессы взрывного прессования порошков, достаточно подробно изученные для широкого спектра материалов, мало исследованы в случае использования смесей с порошками алмазов, причем преимущественно рассматриваются алмазы искусственного происхождения. Вместе с тем, применение порошков природного алмаза может быть особенно перспективно, так как его коэффициент трения с металлом ниже по сравнению с синтетическим, что представляет собой резерв для улучшения эксплуатационных показателей композитов.

Цель работы: Создание износостойких алмазометаллических композитов с использованием порошков сплавов на основе железа методом взрывного прессования.

Цель работы предусматривает обоснование перспективности применения метода взрывного прессования для получения износостойких АМК и комплексное исследование основных факторов, определяющих прочность и износостойкость композитов. В связи с этим для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач.

1. Исследовать структуру и свойства связующих материалов и экспериментальных АМК в зависимости от параметров взрывного прессования и последующей термообработки (ТО).

2. Исследовать сохранность алмазной компоненты в составе АМК, полученных взрывным прессованием (гранулометрический состав и прочность алмазных частиц в состояниях до прессования и после рекуперации из спрессованного композита).

3. Исследовать износостойкость и процессы деструкции при абразивном износе экспериментальных АМК во взаимосвязи с их структурой.

4. Предложить составы связующего материала и определить режимы получения для обеспечения с наиболее высокими физико-механическими свойствами АМК данного состава при использовании метода ВП.

Работа состоит из четырех глав.

В первой главе представлен литературный обзор, посвященный композиционным алмазосодержащим материалам на металлической связке. Показаны характеристики существующих металлических связок, влияние высоких температур на прочностные свойства алмазов при изготовлении алмазометаллических композиционных материалов. Дано обоснование преимущества использования взрывного прессования на стадии формования алмазосодержащих порошковых материалов.

Во второй главе описаны расчеты параметров ВП и методика получения компактов, приведены результаты исследования компактов из порошков различных сплавов на основе железа и АМК с однокомпонентной матрицей для выбора режимов ВП и последующей ТО. Представлены использованные методы исследования структуры и определения механических свойств.

В третьей главе исследовано влияние ударных волн на характеристики алмазных частиц. При изготовлении алмазометаллического композиционного материала неизбежно изменение зернового состава и прочности алмазной компоненты. Проведен анализ влияния твердости связующего материала на уровень сохранности алмазных частиц.

В четвертой главе показано, что использование двухкомпонентных матриц из порошков с различной твердостью (легкодеформируемого и прочного) может обеспечить выполнение одного из наиболее труднодостижимых требований к износостойким материалам - обеспечения одновременного сочетания высокой прочности и пластичности. Исследованы структурные изменения в зависимости от режима прессования, термообработки и состава связующего материала. Оценена износостойкость двухкомпонентных алмазометаллических композитов в зависимости от состава, технологических параметров получения и режимов термообработки.

Работа выполнена в соответствии с планами научных работ Института физико-технических проблем Севера СО РАН: по теме Программы фундаментальных исследований СО РАН 1.11.1.10, раздел 5 «Исследование процессов формирования структуры и механизмов изнашивания алмазосодержащих покрытий и композитов инструментального назначения, полученных с использованием концентрированных потоков энергии (плазмы, взрыва), и разработка режимов изготовления рабочих элементов алмазного инструмента», № гос. регистрации 01.960003474; по теме Программы фундаментальных исследований СО РАН «Исследование и разработка технологий с использованием концентрированных источников энергии (сварочной дуги, плазмы, взрыва) для получения функциональных материалов и неразъемных соединений с высоким комплексом служебных свойств применительно к условиям Севера, а также для переработки техногенных отходов», № гос. регистрации 01.2.00104054; по проекту РФФИ р98арктика № 03-03-96007 «Формирование структуры и свойств порошковых алмазометаллических материалов при прессовании взрывом».

Основные результаты и выводы

В работе выполнен комплекс материаловедческих исследований влияния высокоэнергетического метода взрывного прессования и последующей термообработки на порошковые смеси алмаза и сплавов на основе железа, в результате чего обоснована эффективность применения данного метода на стадии формования АМК. Варьирование основными технологическими параметрами - мощностью заряда и температурой нагрева - позволяет целенаправленно воздействовать на кристаллическую структуру связующей металлической основы. Предложены условия регулирования состава, структуры и технологических параметров для формирования износостойких АМК.

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:

1. Метод взрывного прессования в сочетании с последующей термообработкой является эффективным средством воздействия на структуру и свойства получаемых порошковых материалов. Эффективность применения энергии взрыва для получения износостойких АМК из порошков железоуглеродистых сплавов определяется особенностями высокоскоростной ударно-волновой деформации, создающей условия для интенсивного упрочнения матрицы при дополнительном кратковременном высокотемпературном нагреве.

2. Термообработка спрессованных взрывом АМК повышает ал мазоу держание, что проявляется в благоприятном изменении механизма разрушения и удаления алмазных частиц: превалирование микротрещин по границе алмаз-матрица уступает место транскристаллитному раскалыванию алмазных зерен (соответственно, их удаление вырывом сменяется постепенным выкрашиванием).

3. Совокупное влияние упрочнения матрицы и улучшения алмазоудержания в результате термообработки после ВП повысило износостойкость АМК с матрицей из порошка ПЖ-6 в 3. .4 раза.

4. Взрывное прессование с применением в составе матрицы порошков повышенной твердости дает возможность сохранить близкими к исходным показатели среднего размера, доли основной фракции и статической прочности алмазных частиц и обеспечить значительно лучшую сохранность алмазной составляющей, чем при традиционных способах спекания.

5. Исследовано воздействие ВП на широкий спектр порошковых материалов из сплавов железа. Предложены двухкомпонентные составы матриц из железоуглеродистых порошков различной прочности легкодеформируемого и высокопрочного), что позволяет при обеспечении высокой твердости уменьшить пористость и создать условия для пластического уплотнения, необходимого для закрепления алмазных зерен. При выбранных составах матрицы общее увеличение микротвердости после ВП и ТО составило более 300% для пластичной компоненты и более 35% для прочной.

6. Получены образцы АМК из природного алмаза на двухкомпонентной матрице, имеющие износостойкость на уровне износостойкости промышленных алмазных карандашей, но при более чем вдвое меньшем содержании алмаза.

7. Предложены рекомендации для выбора порошковых составов и технологических параметров, определяющих создание износостойких АМК на двухкомпонентной связке методом ВП с последующим нагревом: уровень воздействия взрыва должен быть достаточным для ударно-волновой деформации твердой компоненты; высокое содержание труднодеформируемой компоненты является более важным фактором улучшения износостойкости, чем снижение пористости за счет увеличения содержания пластичной компоненты; обеспечение высокой твердости труднодеформируемой компоненты в результате термообработки является более важным фактором улучшения износостойкости, чем повышение твердости мягкой компоненты.

1. Анциферов В.Н., Бобров Г.В., Дружинин Л.К. и др. Порошковая металлургия и напыленные покрытия. М.: Металлургия, 1987. - 792с.

2. Ротман О. В., Габриелов И. П. Справочник по порошковой металлургии: порошки, материалы, процессы. Минск, 1988. - 175с.

3. Синтетические алмазы в машиностроении/ Под ред. В.Н. Бакуля, Киев: Наукова Думка, 1976. 352 с.

4. Лавриенко И.А., Евдокимов В.А., Мельникова В.А., Найдич Ю.В. Контактное взаимодействие и смачивание графита и алмаза расплавами системы Cu-Sn-Ni-Ti // Порошковая металлургия. -1998. -№9/10. -С. 62-67.

5. Шульженко А. А., Гаргин В. Г., Шишкин В. А., Бочечка А. А. Поликристаллические материалы на основе алмаза. Киев: Наукова думка, 1989. - 190с.

6. Ковтун В. И., Трефилов В. И., Майстренко А. Л., Новиков Н.В. О возможности прессования и спекания алмазосодержащих композиций в ударных волнах // Порошковая металлургия. 1991. - № 9. - С.98-102.

7. Переяслов В. П., Примак Л. П., Волошин М. Н. Алмазный инструмент на титановой связке // Сверхтвердые материалы. 1982. - № 2. -С.27-29.

8. Симкин Э.С., Цыпин Н.В. Структура и свойства композиционных алмазосодержащих материалов, полученных в условиях высоких давлений// Сверхтвердые материалы. 1989. - № 5. -С.29-33.

9. Ларионов В.П., Яковлева С.П., Махарова С.Н., Васильева М.И. Получение алмазометаллических композитов взрывным прессованием / Химическая технология.- 2000. №2. - С. 12-16.

10. Лоладзе Т.Н., Бокучава Г.В. Износ алмазов и алмазных кругов. М.: Машиностроение, 1967. -113 с.

11. Синтетические сверхтвердые материалы: В 3-х т. Т.2 Композиционные инструментальные сверхтвердые материалы /Под ред. Н.В. Новикова. Киев: Наукова думка, 1986. -264 с.

12. Лякишев Н.П. Конструкционные и некоторые функциональные материалы. Настоящее и будущее / Сб. трудов Сучасне матер1алознавство XXI стор1ччя Киев: Наукова думка, 1998. - С. 284298.

13. Бовкун Г. А., Петрова Е. Н., Медведева И.А. Износостойкость структурно-неоднородных материалов на основе тугоплавких соединений в условиях абразивного изнашивания // Вестник машиностроения. 1972. - № 11. - С. 19-21.

14. Попов В. С., Василенко Г. И. Микроразрушение металла при абразивном изнашивании // Заводская лаборатория. 1968. - № 7. -С.26-28.

15. Материаловедение. / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.-М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -648 с.

16. Звонарев Е.В., Баран А.А., Беляев А.В. Модифицированная СВС-порошками медно-оловянная связка для алмазного камнеобрабатывающего инструмента/ Сверхтвердые материалы. -2003. -№1. -С. 67-70.

17. Найдич Ю. В., Колесниченко Г.А. Взаимодействие металлических расплавов с поверхностью алмаза и графита. Киев: Наукова думка, 1967. - 88с.

18. Рабинович Э.С., Покладий Г.Г., Бычихин В.Н. и др. Технический углерод-активный усилитель жестких каучуковых связок алмазного инструмента / Алмазосодержащие материалы и инструмент. Киев: Изд-во ин-та сверхтвердых материалов, 1989. - 130с.

19. Рабинович Э. С., Оситинская Т. Д., Минтулис В. М. и др. Исследование теплофизических свойств каучуковых композиций для алмазно-абразивного инструмента // Сверхтвердые материалы. -№6. -1985. -С.З -5.

20. Инструмент из сверхтвердых материалов на керамических связках/ Пащенко А. А., Емельянов Б. М., Рубан Ф. Г. и др. Киев: Наукова думка, 1980. - 144с.

21. Пат. 2737454 США МКИ В22. Diamond grinding wheil / J. С. Danec -Опубл. 06.03.56.

22. Пугина Л.И., Шамрай Ф.И. Влияние некоторых добавок на свойства и структуру металлокерамических материалов на основе железа/ Сб. статей: Порошковая металлургия в машиностроении и приборостроении, Киев, 1961. -С. 18-22.

23. Пат. 1136006 Франция. МКИ В22. Meule diamant a agglomerant metallique /M.P.W. Beachmer. Опубл. 07.05.57.

24. Пат. 1183845 Великобритания. МКИ В22. Improvements in or relating to the production of diamond tools / Pegie Nationaldes usines Renault/ -Опубл. 11.03.70.

25. Кизиков Э.Д., Лавриненко И.А. Исследование адгезии и контактного взаимодействия медно-олово-титановых сплавов с алмазом. /Синтетические алмазы. -1973, вып.6. -С.21-25.

26. Цыпин Н.В., Костенецкая Г.Д., Симкин Э.С. Взаимодействие алмазов с материалами матриц буровых инструментов. /Синтетические алмазы. -1971, вып.5. -С. 33-36.

27. Novikov N.V., Maistrenko A.L., Bogatyryova G.P. The influence of the dispersed phase particles cracking on change of the elastic modulus in a brittle composite // Proc.II Int. Symp."On Brittle Matrix Composite" (ВМСЯ). PAN, 1988. - P.48-49.

28. Чепелева В.П., Удод Е.Т., Левин М.Д. Прочность шлифпорошков из синтетических алмазов после нагрева в герметичном контейнере./ Сверхтвердые материалы. -1990. -№3. -С.34-37.

29. Цыпин Н.В., Гаргин В.Г. Установка для испытания алмазных зерен на прочность//Синтетические алмазы.-1973.-Вып.3.-С. 16-18.

30. Гаргин В.Г. Методика определения прочности синтетических алмазов после нагрева// Сверхтвердые материалы.-1980.-№3 -С.21-23.

31. Цыпин Н.В., Гаргин В.Г. Прочность синтетических алмазов после нагрева в условиях высоких давлений// Сверхтвердые материалы.-1981. №3.-С. 42-43.

32. Андреев В.Д., Манжелеев И.В., Малик В.Р. Влияние импульсного спекания на прочность синтетических алмазов в композиционных материалах//Сверхтвердые материалы. -1983.-№1.-С10-12.

33. Лукаш В.А., Марков А.И. Воздействие ударно-волновой обработки на свойства синтетических алмазов // Сверхтвердые материалы. 1990. -№5. - С.22-27.

34. Ковтун В.П., Бритун В.Ф. и др. Действие слабых ударных волн на порошки алмаза и плотных модификаций нитрида бора // Порошковая металлургия. 1991. - № 7. - С.79-84.

35. Баконь А. Исследование изменений, происходящих в алмазных порошках при нагреве // Сверхтвердые материалы. 1983. - №6. - С.20-23.

36. Bullen G.J. The effect of temperature and matrix on the strength of syntheticx diamond // Ind. Diamond Rev. 1975. - Oct. - P. 363-365.

37. Маслов Б. П., Майстренко А. Д., Дробязко В. В. К оценке прочности композиционных алмазосодержащих материалов /Сверхтвердые материалы. 1982. - № 5. - С.3-9.

38. Г.Г.Сердюк, А.В. Сахненко, Л.И.Свистун. Опыт промышленного применения высокоскоростного (ударного) прессования металлических порошков//Порошковая металлургия. —2000. -№9/10. -С. 108-115.

39. Трефилов В. И., Мильман Ю. В. и др. Разрушение синтетических алмазов ударными волнами // Влияние высоких давлений на вещество. Киев: Изд-во ин-та проблем материаловедения, 1976. - С.35-38.

40. Самойлова JI. М., Панченко Э. JI. и др. Исследование влияния методов обработки синтетических алмазов на их абразивные свойства /Алмазы и сверхтвердые материалы. 1980. - Вып.5. - С. 1-3.

41. Самойлова JI. М., Трефилов В. И., Мильман Ю. В., Назаров Д. Т. Исследование геометрического рельефа поверхности микропорошков марок АСН и АСН-в // Алмазы и сверхтвердые материалы. 1980. -Вып.6. - С.1-3.

42. Павловский И. Н. Ударное сжатие алмаза /Физика твердого тела. -1971. 13. -№ 3. - С.893-895.

43. Дерибас А. А., Зуев О. А., Маньковский В. В. и др. Взрывное спекание смеси из порошков стали и меди /Изв. СО АН СССР. Отделение техн.наук. 1977. - Вып.1. - № 3. - С.45-50.

44. Пат. 4655830 США. МКИ В 22. Прессовки из порошков с высокой плотностью / Akashi Tomotsu, Sawaoka Akira. Опубл. 07.04.87.

45. Лукьянов Я.Л., Пай В.В., Первухина О.Л., Яковлев И.В., Кузьмин Г.Е. Влияние начальной формы частиц порошка на структуру и свойства взрывных компактов. / Физическая мезомеханика. 7 Спец. выпуск. 4.1 (2004). -С. 317-320.

46. Роман О. В., Горобцов В. Г., Пикус И. М. Особенности формования порошковых материалов методами взрывного нагружения // Порошковая металлургия. 1983. - Вып.7. - С.3-8.

47. Крупин А.В., Соловьев В.Я., Шефтель Н.И., Кобелев А.Г. Деформация металлов взрывом. М.: «Металлургия», -1975. -416 с.

48. Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. Новосибирск: Наука, -1980.-221 с.

49. Дерибас А. А., Добрецов И. Л., Кудинов В. М. Ударное сжатие порошков 8102 // ДАН СССР, 1966. Т. 168. - № 3. - С.665-668.

50. Бондарь М.П., Ставер A.M. Динамика сплошной среды. Вып. V. Новосибирск, 1970. -С. 5-15.

51. Ставер A.M. /Сб. докладов Первого международного симпозиума «Использование энергии взрыва при выработке металлических материалов с новыми свойствами возможности применения в химической промышленности». Пардубице, ЧССР, 1971. -С. 343-351.

52. Wilkins М., Kusubov A., Cline С. Dunamic Compaction of Aluminium Nitride Powder. Int. Conf. «Exploment -85» Portland, 1985.

53. Крупин А. В., Соловьев В. Я. И др. Обработка металлов взрывом. -М.: Металлургия, 1991. 495с.

54. Богомолова Н.А. Практическая металлография. М:- Высшая школа.-1987.-240с.

55. Яковлева С.П., Винокуров Г.Г., Махарова С.Н., Васильева М.И. Износостойкость алмазометаллических композитов, полученных взрывным прессованием / Тез. докл. междунар. конф. «Сварка и родственные технологии 2002». Киев, 2002. - С.37-38.

56. Гаврильев И.Н., Соболенко Т.М., Яковлева С.П. Влияние взрывного нагружения на микропроцессы разрушения конструкционных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. - № 12. -С.20-22.

57. Справочник по алмазной обработке металлорежущего инструмента / Под ред. Бакуля В. Н. Киев: Техника, 1971. - 208с.

58. Бакуль В.Н. Порошки и пасты из синтетических алмазов.-Киев.: «Техника», 1964. 20 с.

59. Бакуль В.Н., Никитин Ю.И., Бакленко А.Н., Погорелый Б.В. Разделение алмазных шлифпорошков по форме зерен на вибростоле. -Синтетические алмазы, 1973, №1, с. 5-9.

60. Цыпин Н.В. Износостойкость композиционных алмазосодержащих материалов для бурового инструмента. Киев: Наук. Думка, 1983. -192 с.

61. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Васильева М.И. Влияние взрывного прессования на характеристики алмазных частиц/ Наука и образование. №4(20). -2000. -С. 54.

62. Яковлева С.П., Милохин С.Е., Махарова С.Н., Васильева М.И. Алмазометаллические композиты, полученные взрывным прессованием /Тез. докл. междунар. конф. «Сварка и родственные технологии в XXI век». - Киев, 1998. - С.144.

63. Ларионов В.П., Яковлева С.П., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Разработка научных основ технологии получения алмазометаллических композитов взрывным прессованием / Химическая технология. 2002. - №1. - С. 28-32.

64. Слепцов О.И., Михайлов В.Е., Петушков В.Г. , Яковлев Г.П., Яковлева С.П. Повышение прочности сварных конструкций для Севера. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. 223с.

65. Яковлева С.П., Махарова С.Н., Винокуров Г.Г., Васильева М.И. Технология получения алмазометаллических композитов методом взрывного прессования/ Наука производству. -2004.№9 (77). -С. 15-18.

66. Синтетические алмазы в геологоразведочном бурении. Киев.: Наукова думка, 1978,- 232с.

67. Блинов Г.А., Николаев A.JI., Оношко Ю.А. и др. Породоразрушающий инструмент для алмазного бурения. JL: Недра, 1969. - 188с.

68. Бугаев А.А. Исследование разрушения буровых алмазов при критических нагрузках. / Горный породоразрушающий инструмент. -Киев: 1961. -61-64с.

69. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970,- 376с.

70. Яковлева С.П., Винокуров Г.Г., Махарова С.Н., Васильева М.И. Анализ факторов, влияющих на износостойкость алмазометаллических композитов. /Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых-10.-М.: 2004.-С. 1164-1165.

71. Алмазные инструменты в машиностроении / Под ред. И.Г. Космачева. Лениздат. -1965. -263 с.

72. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.