cBN based materials with TiN-Al binder phase: sintering, structure, properties

Abstract

Cubic boron nitride material was produced via high pressure and high temperature sintering with titanium nitride and aluminum as binder phase. Microstructure, phase composition and physical-mechanical properties of the material were subject of current research. Formation of TiB₂ and AlN was established in samples sintered at temperatures above 1750 °C. The highest values of microhardness were found in samples sintered at the temperature range of 1850 – 2000 °C. Fracture toughness of samples practically does not change during thermobaric sintering

Методом спекания при высоком давлении и высокой температуре изготовлен материал на основе кубического нитрида бора с использованием нитрида титана и алюминия в качестве связующей фазы. Объект исследования – структура, фазовый состав и физико-механические свойства материала. Установлено, что при температурах спекания выше 1750 °С в результате взаимодействия между компонентами шихты для спекания происходит образование диборида титана TiB₂ и AlN. Наивысшие значения микротвердости демонстрируют образцы, изготовленные в температурном интервале 1850–2000 °С. Трещиностойкость образцов практически не меняется в ходе термобарического спекания. Формирование структуры образцов происходит без укрупнения зерен композита, что свидетельствует об отсутствии собирательной рекристаллизации.

Методом спікання при високому тиску і високій температурі виготовлено матеріал на основі кубічного нітриду бору з використанням нітриду титану та алюмінію як зв’язувальної фази. Об’єкт дослідження — структура, фазовий склад та фізико-механічні властивості матеріалу. Встановлено, що при температурах спікання вище 1750 °С в результаті взаємодії між компонентами шихти для спікання відбувається утворення дибориду титану TiB₂ та AlN. Найвищі значення мікротвердості демонструють зразки, виготовлені в температурному інтервалі 1850 – 2000 °С. Тріщиностійкість зразків практично не змінюється в ході термобаричного спікання. Формування структури зразків відбувається без укрупнення зерен композиту, що свідчить про відсутність збиральної рекристалізації.