3.6.5 Інструментальні надтверді матеріали

До інструментальних твердих матеріалів відносять алмази, кубічний нітрид бора та композиційні.

Алмази використовують у вигляді кристалів або порошків. Вони бувають природними і синтетичними. Природні алмази зустрічаються у вигляді кристалів, уламків кристалів та кристалічних агрегатів (уламки що зрослись).

В залежності від видів і призначення кристали алмазів поділяють на дев’ять категорій. В кожній категорії алмази поділяють за величиною, масою, кольором, формою наявністю дефектів і їх характеру на групи, підгрупи і номера якості. Алмази І і ІІ категорії використовують на ювелірні вироби, алмази ІІІ і ІV категорії – на ріжучий інструмент оснащений кристалами, всі інші – на алмазний інструмент. Крупність алмазів для технічного використання визначається кількістю штук на 1карат (1 карат=0,2г). (табл. 3.17) Таблиця 3.17

Крупність алмазів

Кількість на 1 карат	Розмір, мм
2 2…3 3…4 60…90 1200…2000	3,65 3,40 3,15 1,43 0,45

Порошки з натуральних алмазів для інструментів отримують подрібненням дефектної сировини з наступною класифікацією по розмірам і формі. Вони поділяються на групи:

А – шліфпорошки -  40 мкм

АМ – мікропорошки – 1…80 мкм

АМ1, АМ5 – субмікропорошки -  1 мкм

Шліфпорошки з природних алмазів випускають марок А1, А2, А3, А5, А8 де цифра – вміст зерен ізометричної форми у десятках відсотків.

Кристалічні агрегати бувають сортів:

Борт – дрібні алмазні кристали неправильної форми. Відзначаються особливою твердістю;

Карбонадо – дрібнозернисті пористі агрегати з мікроскопічних кристалів. За твердістю і крихкістю поступаються алмазам сорта борт;

Баллас – мають тверду оболонку і менш тверде ядро. Найчастіше використовують для бурового інструмента;

Конго – алмазні відходи і найбільш низькоякісні дрібні алмази.

Полікристали з синтетичних алмазів виготовляють спіканням (імпрегуванням) порошків і маркують АР з додаванням літери, яка позначає тип полікристалічного алмаза:

АРВ (АСБ) – синтетичний полікристалічний алмаз типа “баллас”;

АРК (АСПК) – синтетичний полікристалічний алмаз типа “карбонадо”;

АРС – синтетичний полікристалічний алмаз типа “спеки”.

У структурі синтетичних алмазів є порожнини, мікропори, домішки і вкраплення.

Шліфпорошки з синтетичних алмазів випускають марок АС2, АС4, АС6, АС15, АС20, АС32, АС50 де цифра (цифри) – показник міцності при стискуванні.

Шліфпорошки із синтетичних полікристалічних алмазів маркують:

А Р С 3, АРК4, АРВ1 тощо.

Кубічний нітрид бора (КНБ) за твердістю поступається тільки алмазу і відзначається високою теплостійкістю. Його випускають двох модифікацій:

ельбор – марки ЛО, ЛП, ЛВК, ЛД (О – звичайної міцності, П – підвищеної міцності, В – високої міцності, Д – подрібнений)

кубоніт – марки КО, КР, КТ, КМ

Пасти використовують для викінчувальної слюсарної обробки. Вони бувають на основі алмазів і КНБ.

Алмазні пасти випускають різних концентрацій (Н – нормальної, П – підвищеної, В – високої), на різних основах (В – водорозчинна, ВО – розчинна у воді та органічних речовинах) та різної густини (М – мазеподібні, Т – тверді).

Їх маркують АСМ 40/28 П О М СТ СЭВ 206-75

П асти з КНБ бувають на основі кубоніта, ельбора або гексаніта. Вони бувають різної концентрації (Н – нормальної, П – підвищеної, В – високої) та різної густини (М – мазеподібна, Г – густа, Т – тверда).

З числа композиційних інструментальних матеріалів найбільш відомі: алмет (на алмазно-металічній основі), карбоніт (з порошків синтетичних алмазів з спеціальним покриттям), белбор, ісміт та ПТНБ (на основі КНБ), славутич (твердосплавна основа в якій не менше 25% природних або синтетичних алмазів розміром не менше 0,8мм).