OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 1 2022 49 MATERIAL SCIENCE с алмазом, прочностью, высокой стойкостью к абразивному износу. Одним из методов повышения свойств спеченных материалов является механоактивация порошков. Она обеспечивает измельчение порошков, изменение их энергетического состояния, интенсификацию спекания порошковых материалов и формирование в них мелкозернистой структуры [4–7]. При механоактивации некоторых порошков в центробежных шаровых мельницах возможно образование наночастиц, обладающих высокой реакционной способностью [8]. В работах [9–13] показано, что введением в металлические связки наночастиц осуществляется дисперсионное упрочнение связок, что способствует значительному повышению эксплуатационных свойств алмазных инструментов. С этой целью используют нанопорошки углеродных материалов, нитрида бора, а также тугоплавких оксидов и карбидов (ZrO2, WC). Известно, что наночастицы обладают более низкой температурой плавления, чем микропорошки [14]. Поэтому для дисперсионного упрочнения необходимо, чтобы наночастицы сохранялись в структуре материала после спекания. Важной характеристикой металлической связки является ее адгезионная активность к алмазу, что создает условия для прочного удержания в связке алмазных зерен. Известно, что наночастицы, находящиеся на границе между матрицей и наполнителем, могут существенно влиять на механические свойства композиционного материала [15–17]. В связи с этим можно предположить, что введение в связку нанодисперсных частиц карбидообразующих металлов позволит существенно повысить адгезию связки к алмазу. Дополнительным фактором, влияющим на адгезионную активность связки, может послужить изменение энергетического состояния порошков после механоактивации и повышение их реакционной способности. Вольфрам является одним из наиболее тугоплавких металлов. Отожженный вольфрам высокой чистоты имеет твердость 225…300 HB, предел прочности 800…1200 МПа и относительное удлинение, близкое к нулю [18]. Такие свойства позволяют механически измельчать вольфрам до наноразмерных частиц [8, 19]. Авторами настоящей работы были проведены предварительные эксперименты [20], которые показали возможность получения частиц вольфрама размером 25…90 нм при измельчении порошков марок ПВТ и W16,5 в центробежной шаровой мельнице. Вольфрам – карбидообразующий элемент, следовательно, его добавка в порошковый материал повышает адгезионную активность связки к алмазу. Однако при некоторых условиях добавка вольфрама может препятствовать спеканию связки, что приводит к увеличению пористости, снижению твердости и прочности [21]. Цель данной работы – изучение влияния механоактивации частиц вольфрама на структуру и свойства спеченного порошкового материала Sn-Cu-Co-W. Методика исследований Для исследований использовали следующие порошки: оловянный марки ПО1 (ГОСТ 9723–73), медный ПМС-1 (ГОСТ 4960–75) и кобальтовый порошок Diacob-1600 с размером частиц 1…2 мкм (Dr. Fritsch Kg., Германия). Механической активации подвергали порошок вольфрамовый специальный W16,5 производства АО «Победит», содержащий не менее 99,9 % W, с размером частиц 19…24 мкм (технические условия ТУ 48-19-417-8). Механоактивацию проводили на центробежной шаровой мельнице АГО-2У в течение 5, 15, 60 и 120 мин с частотами вращения водила 400, 800 и 1000 об/мин. Из указанных порошков были приготовлены смеси, содержащие порошки вольфрама, подвергавшиеся и не подвергавшиеся механоактивации, при следующем соотношении компонентов (% масс.): 20 Sn; 43 Cu; 30 Co; 7 W. Порошковые навески массой 20 г уплотняли односторонним статическим прессованием в стальной пресс-форме с усилием в 12 т/см2. Полученные цилиндрические образцы диаметром 21 мм спекали в вакууме при температуре 820 °С в течение 20 мин. Спеченные образцы взвешивали на аналитических весах Adventurer AR2140 (OHAUS) и определяли их плотность как отношение массы к объему. Структуру спеченных материалов изучали с помощью сканирующей электронной микроскопии и оптической металлографии. С этой целью использовали сканирующий электрон-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1