Устройство для создания сверхвысокого давления
СОЮЭ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
В 01 J 3/06
Ж» :,-:-.р.
ОБР ЕТП.Пг
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГП Й (21) 3448393/23-26 (22) 03.06 ° 82 (46) 23.08.84. Бюл.У31 (72) Р.В.Жеребцов, А.И. Дудяк А.И.Голенко, А.С.Арустамян, Н.В.Журавель, - Н.И.Непопушев и В.Г.Тюшняков (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 66.083(088.8) (56) 1. Австорское свидетельство СССР
936083l кл. В 01 3 3/06. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ
) .СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее соосно установленные матрицы, скрепленные блоком колец и имеющие на обра,. SU„„,Ä Îß18ß А щенных один к другому торцах цент-. ральные углубления, расположенный в углублениях деформируемый контейнер с обрабатываемым продуктом, контактирующие с торцами матриц опорные плиты, состоящие из центральной твердосплавной вставки в виде усеченного конуса, подкладной вставки и охватывающего их кольца, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы устройства, меньшее основание твердосплавной вставки опорной плиты контактирует с торцом матрицы и отношение диаметра матрицы к диаметру меньшего основания составляет 0,55-1,26 °
1 »0
Изобретение относится к технике обработки материалов давлением и температурой .и может быть использовано при производстве новых материа; лов, например для синтеза алмазов и кубического нитрида бора.
Известно устройство для создания сверхвысоких давлений, содержащее
1 соосно установленные матрицы, скреп-, ленные блоком колец и имеющие на об- 1 ращенных один к другому торцах цент- ральные углубления, расположенный в углублениях деформируемый контей,нер с обрабатываемым продуктом, контактирующие с торцами матриц опорные 15 плиты, состоящие из центральной вставки в виде усеченного конуса, подкладной вставки и охватывающего их кольца. Контакт центральной вставки с торцом матрицы происходит по 20 большому основанию при соотношении диаметра торца матрицы к большому основанию центральной вставки, равном или менее 0,5 (1).
Недостатком устройства является 2S то, что в матрицах и центральных вставках опорных плит при рабочем нагружении возникают напряжения изгиба значительной величины, приводящие к снижению срока службы устройства.
Цель изобретения — увеличение срока службы устройства за счет снижения величины действующих в матрице и вставке опорной плиты напряжений изгиба.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для создания сверхвысокого давления, содержащем соосно установленные матрицы, скреп- @ ленные блоком колец и имеющие на обращенных один к другому торцах центральные углубления, расположенный в .углублениях деформируемый контейнер с обрабатываемым продуктом, контактирующие с торцами матриц опорные плиты,состоящие из центральной твердосплавной вставки в виде усеченного конуса, подкладной вставки и охватывающего их кольца меньЭ S0 шее основание твердосплавной вставки опорной плиты контактирует с торцом матрицы и отношение диаметра торца матрицы к диаметру меньшего основания составляет 0 55-1 26 °
У Э
Контакт между матрицей и меньшим основанием вставки при указанном отношении диаметром обеспечивает
9186 2 уменьшение величины изгибающих напря жений в матрице и вставке опорной плиты за счет более равномерной эпюры в зоне контакта, что приводит к увеличению срока службы устройства.
При отношении диаметра торца матрицы к диаметру меньшего основания центральной вставки, меньшем 0,55, в матрице и вставке на границе диаО метра матрицы при рабочем нагружении появляются контактные давления, значительно превышающие давление на о.. :., что ведет к появлению значительных напряжений изгиба в матрице и вставке.
При отношении диаметров более
1,26 вследствие уменьшения площади напряжения превышают предел прочности на сжатие материала вставки.
На чертеже изображено устройство для создания сверхвысокого давления .(левая часть показывает состояние устройства до сжатия, правая — после сжатия).
Устройство содержит соосно установленные матрицы 1, скрепленные блоком колец 2 и имеющие на обращенных один к другому торцах 3 центральные углубления 4, расположенные в углублениях деформируемый контейнер 5 с обрабатываемым продуктом 6, контактирующие с торцами 7 матриц опорные плиты, состоящие из центральной твердосплавной вставки 8 в виде усеченного конуса, подкладной вставки 9 и охватывающего их кольца 10. Меньшее основание 11 твердосплавной вставки контактирует с опорным торцом 7 матрицы, а большее основание 12 — с торцом 13 подкладной вставки.
Устройство для создания сверхвысокого давления работает следующим образом.
При приложении .осевого усилия к устройству матрицы 1 сближаются и раздавливают деформируемый контейнер
5 с образованием уплотняющей и скрепляющей торец 3 матрицы I и прокладки 14 (правая половина чертежа).
При этом в углублениях 4 генерируется воздействующее на обрабатываемый продукт 6 сверхвысокое давление. При заданной величине усилия, тем самым и воздействующего на продукт 6 давя»ния, через устройство пропускают ток, который проходит через вставки
8 и 9 матрицы 1, обрабатываемьп про
1109186 йкость мат (число . сс-спекани
Диамет меньше ть го осно ния тве досплав ной вст ки,мм звестном
88
0,5
110
750
Предлагаемом
1480
44
118
80
120 I 500
1550
44
87,5
115
88,5
44
115
1420
63
120
1050
44
110
850
0,55
114
1750
0 55
80
I10
1800
0,55
120
87,5
1950
8.8, 5
80
0,55
120
1800
80
0,55
110
870
80
0,55
110
710
60
116
0,73
2040
120
60
0,73
2120 дукт 6 и нагревают последний до требуемой температуры. После выдержки под давлением и температурой отключают ток и снижают усилие до нуля.
Сдеформированный контейнер с,обработанным продуктом 6 удаляют из углублений 4.
Матрицы 1 и вставки 8 устройства изготавливаются из твердого сплава
ВК-6, кольца 2 и 10 — из стали
35 ХГСА.
Угол наклона(ац,образующий вставки
8 к горизонтали для разных величин давлений может изменяться в пределах .75-87,5
В еличина катя ra колец 2 и 1 0 определяется в .зависимости or давления, генерируемого в устройстве.
Результаты сравнительных испытаний сведены в таблицу. В таблице, представлены данные по сроку службы матрицы 1 и вставки 8 в зависимости от соотношения диаметров опорного торца 7 матрицы 1 и меньшего основания 11 вставки 8 при изменяющихся углах с6 наклона образующей вставки
8 для предложенного и известного устройств.
1109186
2 ) 3 1 Ф
60
0,73
87,5
118
2250
88,5
60
0,73
110
210 0
60
0,73
118
1270
0,73
110
690
1,26
132
1200
35
1,26
80.
140
1200
1,26
87,5
140
1320
1,26
88,5
132
1200
35
1,26
120
1090
1,26
110
620 (до 2250 пресс-спеканий), что вьппе срака службы деталей прототипа в
1,27 и 3 раза соответственно.,ВНЮШИ Заказ 5976/6 Тираж 533 Подписное, Предложенное устройство имеет более высокий срок службы матриц (до
140 пресс-спеканий) и опорных плит
Продолжение таблицы
5 1 ь
