АБРАЗИВНО-АЛМАЗНАЯ ОБРАБОТКА

КАРБИД БОРА

Плавка карбида бора производится в низкошахтных дуговых электрических печах по способу, разработанному во ВНИИАШе гие абразивные материалы и уступает лишь алмазу. Его микро­твердость равна 4000 —5000 кГ/мм². Однако в отличие от других абразивов он чрезвычайно хрупок (его предел прочности при сжа­тии равен 196 кГ!мм²), что и определяет его применение в про­мышленности как материала, предназначенного для шлифования, доводки и образования отверстий в различных изделиях из твер­дых сплавов, рубина, агата, топаза и пр., используемых в качестве подшипников в часовой и приборной промышленности. Модуль упругости карбида бора 29 600 кГ!мм².

Выпускаемый промышленностью карбид бора содержит до 94% В,С н до 78% В; плотность карбида бора 2,48—2,52 г/сл«³; термостойкость карбида бора 500 — 600° С; удельная теплоемкость карбида бора при 25° С 0,06 кал!г■ град, при 250° С 0,13 каліг-град и при 1350° С 0,4 кал/г-град; коэффициент теплопроводности при 100°С равен 0,29 кал!см • сек • град и при 500° С 0,18 кал!см ■ сек • град; коэффициент термического расширения 4,5-10^-6; температура разложения 2350° С.

При длительном нахождении на воздухе, особенно при повы­шенной температуре, карбид бора окисляется, что приводит к его обезуглероживанию. Поэтому при шлифовании инструментом из карбида бора надо выбирать такие режимы, которые бы не созда­вали большого теплообразования.

По этой причине карбид бора не применяется для производ­ства абразивных инструментов, а используется для обработки в виде порошков.

Исходным сырьем для производства карбида бора служат бор­ная кислота и нефтяной кокс.

Процесс плавки карбида бора заключается в обезвоживании борной кислоты и в создании в печи таких температурных и других условий, при которых образуются твердые растворы бора с угле­родом. Реакция образования карбида бора протекает при темпера­туре 1800—2500° С по уравнению: 2В_аО_а -f- 7С = В₄С -{- 6СО. Процесс плавки карбида бора является чрезвычайно энергоемким: расход энергии в 2—2,5 раза больше, чем при производстве кар­бида кремния.

Плавка ведется при закрытом колошнике, мощности 600— 700 кет и напряжении около 100 в, с равномерной подачей шихты в процессе плавки продолжительностью 5—6 ч.

Выплавленный продукт разбивается, сортируется, дробится, обогащается от графита и классифицируется на требуемые номера зернистости. Чем крупнее зернистость карбида бора, тем выше его абразивная способность.

Наиболее вредными примесями являются свободный углерод и графит, для удаления которых и производится химическое обога­щение карбида бора. Промышленностью выпускается карбид бора зернистостью от № 16 до М28.

КУБИЧЕСКИЙ НИТРИД БОРА

Кубический нитрид бора (рис. 5), иначе называемый борозо- ном или эльбором, выпускается в виде мелких кристаллов размером до 0,5 мм. Как и синтетические алмазы, он получается путем син­теза нитрида бора при высоких давлениях и температурах в спе­циальных камерах на гидравлических прессах [15, 16].