Способ определения момента вывода матриц из процесса синтеза высокотвердых материалов

 

— - узная и; нс„. я е- ническа о ноте а

Союз Советсинк

Социалистических

Республни

ОП ИКАНИЕ (iц 688М2

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.77(21) 2472541/23-26 с присоединением заявки ЛЙ (23) П риоритет

Опубликовано 15,09.79. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 18,09.79 (53)M. Кл.

В 01 J 3/06

G 05 D 27/00

Гюсударстввкнь1к канвтет

СССР па делан изобретений к открытей (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Глаговский, В. Ф. Городинский, Н. Г. Загорский, Н. В. Лапчевский, B. П. Барабан и В. А, Яшин (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЫВОДА МАТРИБ

ИЗ ПРОБЕССА СИНТЕЗА ВЪ|СОКОТВЕРДЫ Х

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в химической технологии, в производстве искусственных высокотвердых материалов.

Определение момента вывода матриц

5 из процесса синтеза высокотвердых материалов является серьезной технической задачей, решение которой вызывается не-. обходимостью автоматизации процесса синтеза. Решение укаэанной задачи необто ходимо, в первую очередь, при разработке автоматических прессовых установок, т.к. это определяет число резервных матриц, частость их смены и своевременность восстановления.

Известен способ определения момента начала восстановления матриц при синтезе алмазов, состоящий в том, что шихту сжимают в камере высокого давления до усилия 0,2 и 0,8 номинального, пропускают электрический ток примерно в 2000 раэ меньше рабочего и методом вольтметра — амперметра измеряют приращение сопротивления на данной матрице в данном диапазоне усилий сжатия. Осуществляют сжатие шихты и нагрев за счет пропускания рабочего тока, т.е. проводят .синтез, Затем отключают нагрев и снижают давление. Затем в данной матрице осуществляют повторное сжатие шихты до 0,2,и 0,8 номинального усилия. При данных параметрах, пропуская электрический ток примерно в 2000 раз меньше рабочего, методом вольтметра-амперметра измеряют приращение сопротивления.

Если указанное изменение приращения сопротивления превышает нулевое значение и больше предыдущего, матрицы выводят из процесса. Недостатком укаэанного способа является необходимость слежения от синтеза к синтезу за данной парой блок-матриц, что в производственных условиях весьма затруднено.

Целью изобретения является увеличение производительности и стойкости матриц путем определения момента вывода матриц из процесса без учета количества

6853

3 синтезов на каждой матрице (обезличивание матриц). !!:: .таилонпая цель достигается тем, что устанавливают время нарастания электрического тока, проходящего через иихту в камере высокого давления, в пределах 5-8 с до заданного уровня, равного .

0,7-0,8 максимального значения рабочего тока, и по истечении установленного времени при величине тока, меньше уста- 10 ловленного значения, матрицы выводят иэ процесса синтеза после вго окончания.

На фиг. 1 изображены графики нарастания тока g> проходящего через шихту в зависимости от времени (кривая 1 для новых блок-матриц, кривая 2 -для бпокматриц, которые требуется выводить на восстановление); на фиг. 2 - изображена блок-схема устройства, реализующего указанный способ. 20

Блок-схема устройства содержит релейно-временную логическую схему управления прессовой установкой высокого давления 1, нормально открытые контакты релейно-временной логической схемы 2, 3, исполнительное устройство, например магнитный усилитель 4, регулятор электрического режима синтеза В, силовой трансформатор 6, блок-матрицы 7, 8, .контейнер с шихтой 9, килоамперметр 10, резисторы 11, 12, пороговую схему 1З с реле, реле времвни 14, нормально открытый контакт 15, реле времени 14 с выдержкой времени на замыкание, исполнительный контакт 16 реле времени 14, сигнальное устройство 17, реле 18, трансформатор тока 19; F - усилив пресса.

Экспериментально определено, что по мере износа оснастки при одном и том

40 жв значении управляющего напряжения . и при заданном значении прессового давления изменение величины тока, протекающего через шихту при нагреве во времени до максимального рабочего тока, име45 вт вид кривых, изображенных на фиг. 1 гдв To - время нарастания тока до установленного значения Руст, -максимальный рабочий токэ

То - выбирается .в пределах 5-8 с; .Уур ; =-0,7-0,8 макс. раб.

Используя указанные зависимости, onо редвпяют момент вывода матриц из процесса синтеза по двум параметрам: по установленному значению времени нарастания тока То и цо эначенйю тока 3 g

Значение времени То определяют экспеРи» ментально для различных марок синтвзи-, 22

4 руемых сверхтвердых материалов, а также определяют экспериментально и значег) ние тока удт, Для алмаза марок ACP u

АСБ величина тока Заест. составляет 0,8 от максимальной величины рабочего тока, Лпя эльбора марки 10 величина тока2 ст, составляет 0,7 от максимального рабочего тока 7 макс. раб. Значение времени

То для укаэанных марок материалов 5-8 с.

Релейно-временная логическая схема управления прессовой установкой высокого давления 1 при работе в автоматическом режиме управляет насосом высокого давления, за счет которого создается рабочее усилие сжатия F. При достижении установленного прессового давления релейно-временная логическая схема включает контакты 2 и 3, При включении контакта 2 обеспечивается нагрев и синтез в камере высокого давления, образованной блок-матрицами 7, 8 и контейнером со снаряженной шихтой 9.

При этом стабилизация электрического режима обеспечивается регулятором 5, исполнительным устройством 4, нагруженным на силовой трансформатор 6. На вход регулятора подается напряжение с блок-матриц и ток с резистора 11.

При включении, контакта 3 включается реле времени 14, с момента включения которого начинается отсчет времени То (фиг. 1). .С помощью резистора 12 устанавливается значение тока 0 уст. (фиг. 1), при достижении которого сработает пороговая схема 13 с реле. При ее срабатывании контакт 16 будет разомкнут, а срабатывание реле времени

14 и замыкание контакта 15 будет свидетельствовать о нормальном состоянии блок-матриц.

9 случае изношенных матриц (кривая

2, фиг. 1) пороговая схема по истечении времени То нв сработает. Об этом свидетельствует сигнальное устройство 17, а реле 18 даст команду релейно-временной логяческой схеме управления прессовой установкой высокого давления на вывод матриц из процесса на их восстановление.

Способ определения момента вывода матриц из процесса синтеза высокотвер- дых материалов поясняется примерами.

Пример 1. При синтезе кубического нитрида бора марки ЛО контейнер, снаряженный трубчатым, нагревателем, внутрь которого помещена шихта, состоя» щая из гексагонального нитрида бора, бора и металла-катализатора, устанавлива6853 ют в матрицу. После чего производят рабочее сжатие на прессе высокого давления до заданного прессового давления, контролируемого, например, электроконтактным манометром. Устанавливают общее время синтеза 90 с, время нарастания тока 6 с, а значение тока3у т.

=0,7: макс. раб. Если по истечении времени То = 6 с величина тока не достигла значения, равного 0,7 (макс, раб., мат- 1о рицы выводят из процесса синтеза на восстановление. Восстановление проводят путем зачистки с помощью абразивной обработки.и последующей подсыпки порошкового металла хрома, после которой при высоком давлении эа счет пропускания электрического тока изношенная матрица эаплавляется.

Пример 2. При синтезе алмаза марки ACB контейнеры снаряжают шихтой, о состоящей из графита и металла - катализатора, загружают в матрицы, подвергают на установке высокого давления сжатию до рабочего давления, контролируемого с помощью электроконтактного мано25 метра, устанавливают общее время синтеза, равное 60 с, устанавливают время нарастания тока То = 8 с, а его эначение3у т, =0,8 3 макс. раб.

Если по истечении времени То = 8 с зо величина тока не достигла 0,83 макс.раб, тока, матрицы после проведения синтеза из процесса выводят на восстановление.

Пример 3. При синтезе алмаза марки ACP после проведения операций, изложенных по примеру 2, устанавливают общее время синтеза 30 с, время нарастания тока Тр = 5 с и его значение, равное 0,8 7 макс. раб. Если по истечении

22

6 времени То = 5 с величина тока не достигнет значения, равного 0,8 3 макс.раб., матрицы после окончания процесса синтеза выводят для восстановления.

После вывода матрицы восстанавливают, например, путем подсыпки порошковым металлом никеля или хрома н последующего заплавлення изношенной матрицы указанными металлами при рабочем давлении эа счет пропускания электрического тока. Для матриц с повышенным износом перед засыпкой порошковым металлом проводится зачистка с помощью абразивной, ультразвуковой. электроискровой иди лазерной обработки.

Формула изобретения

Способ определения момента вывода матриц из- процесса синтеза высокотвердых материалов, включающий сжатие шихты в камере высокого давления до рабочего давления, нагрев путем пропускания через нее электрического тока, отключеwe нагрева и снятие давления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности и стойкости твердосплавных матриц, устанавливают значение времени нарастания электрического тока, проходящего через шихту в камере высокого давления, в пределах

5-8 с до заданного уровня, равного 0,70,8 максимального значения рабочего тока, и по истечении установленного времени при величине тока, меньше установленного значения, матрицы выводят иэ процесса синтеза после его окончания. акс.раб

685322

Составитель P. Клейман

Редактор Л. Новожилова Техред M. детко Корректор М. Вигула

Заказ 5345/9 Тираж 877 Под пис но е

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4