Способ изготовления волок из синтетического поликристаллического алмаза

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (у990362 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.04.80 (21) 2910477/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 С 3/18

Гбе7дарстееллмй KoNHT97 (53) УДК621.778. .1.0?3(088.8) Опубликовано 23.01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.01.83 пю делам нзабретелнй и птермтий

/— к. к. кудрявцев, В. и. себов, с. Hf селюков н О: Ф.;:пове1няк .:. - . д

1 с

Полтавский завод искусственных алмазов и алмазйогеодий трумента им. 50-летпя(,(,СР - .::-.. «:.: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВ,ЛЕНИЯ ВОЛОК ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО

ПО,ЛИКРИСТА,ЛЛИЧЕСКОГО А,ЛМАЗА ра (1) .

Изобретение относится к способу изготовления волок, который может найти широкое применение, например, на предприятиях, специализирующихся на выпуске волочильного инструмента.

Известен способ изготовления волок, включающий закрепление волоки в оправу, черновое формирование канала и его последующую чистовую доводку, причем в качестве рабочего элемента волок используются заготовки из синтетического поликристаллического алмаза типа «баллас» о или из спеченного на специальных режимах алмазного порошка.

Рабочий элемент волок — заготовка синтетического: поликристаллического алмаза состоит из алмазных зерен и металлической связки. Связка располагается в основном по границам алмазных зерен. Размеры алмазных зерен достигают 60 мкм, а размер межзеренных границ, заполненных связкой, до 15 мкм. По условиям получения синтетических поликристаллических алмазов металлическая связка преимущественно состоит из карбидов металла-катализато2

Недостатком известного способа изготовления волок при использовании в качестве заготовки для волоки синтетического поликристаллического алмаза является появление шероховатости и разрушение поверхности волочильного канала на операции волочения проволоки. Это приводит к обрыву протягиваемой проволоки, снижению стойкости волок, невозможности осуществления процесса волочения.

При эксплуатации волоки поверхность, волочильного канала подвергается воздействию высоких контактных давлений протя- ® гиваемой проволокой (до 35 кгс/мм при волочении проволоки из высокоуглеррдистой стали). При таких условиях в зоне деформации начинается разрушение хрупкой за счет содержания карбидов, связки и последующее ее выкрашивание. В этих местах вскрываются межзеренные границы и образуются поры, раковины. Это приводит к разрушению слоя смазки, нарушению режима жидкостного трения, возрастанию усилий волочения, разрушению поликристалла в целом.

Особенности структуры поликристаллических алмазов наибольшим образом про990362

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 11092/14 Тираж 1 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 являются в случае тонкого и тончайшего волочения. Здесь размеры вскрытых межзеренных границ приближаются и становятся соизмеримыми с диаметром проволоки, что приводит к ее обрыву.

Кроме oro, при эксплуатации волок, из-:> готовленных из поликристаллических алмазов известным способом, наблюдается налипание протягиваемого металла на поверхность канала, что вызывает рост усилий волочения. Особенно это проявляется при волочении металлов с пределом прочности менее 50 кг/мм . Это приводит к обрыву протягиваемой проволоки.

Целью изобретения является повышение стойкости волоки на операциях волочения проволоки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления волок из синтетического поликристаллического алмаза, включающему закрепление волоки в оправку, черновое формирование канала и его последующую чистовую доводку, пос- 20 ле чернового формирования рабочего канала на его поверхности вскрывают связку по границам зерен алмаза и наносят на указанную поверхность материал, адгезионно-активный к алмазным зернам.

Предложенный способ осу1цествляется следующим образом.

В заготовке для волоки из синтетического поликристаллического алмаза известными средствами формируют черновой волочильный канал, который изготовляют в заготовке до или после ее закрепления в оправку. Затем выполняют подготовку поверхности волочильного канала путем химической или электрофизической обработки.

В случае химической обработки протравливают поверхность волочильного канала в з5 растворе хромового ангидрида в течение

10 † мин при 100 †1 С раствора. В случае электрофизической обработки осуществляют воздействие на заготовку ультразвуковых колебаний в жидкой среде, например в воде, в течение 3 — 30 мин при

40 частоте 20 — 30 к Г ц.

В результате осуществления способа на поверхности канала вскрывается связка по границам зерен алмаза и таким образом между алмазными зернами образуются 45 свободные пространства, незаполненные связкой.

Затем на поверхность канала наносят, например, электролитическим путем материал, адгезионно-активный к алмазным зернам. Наносимый материал заполняет свободные пространства между алмазными зернами, а на поверхности волочильного канала наносимый материал распределяется тонким равномерным слоем. Прочное сцепление наносимого материала и алмазных зерен обеспечивается вследствие адгезионной активности их друг к другу. С целью снижения усилий волочения в качестве наносимых подбирают материалы, которые кроме адгезионной активности к алмазу обладают также минимальным коэффициентом трения с материалом протягиваемой проволоки.

Для волочения, например вольфрама, на поверхность волочильного канала наносят никель, что обеспечивает минимальный коэффициент трения 0,11.

Для волочения медной проволоки на поверхность волочильного канала наносят тантал, что обеспечивает коэффициент трения 0,15.

В существующих же условиях при волочении медной проволоки коэффициент трения составляет величину, превышающую значение 0,30.

В качестве материала, наносимого на поверхность волочильного канала, используют как металлы, так и неметаллы, например пластмасс, в частности фторопласт.

Способы нанесения этого материала могут быть различные.

В случае необходимости, после нанесения материала на поверхность волочильного канала осуществляют его окончательную доводку до требуемых размеров и шероховатости поверхности.

Использование предлагаемого способа изготовления волок обеспечивает по сравнению с известным такие преимущества, как увеличение стойкости волок до 15о о, создание оптимальных условий волочения в режиме жидкостного трения, снижение усилия волочения, улучшение качества поверхности протягиваемой проволоки.

Способ изготовления волок из синтетического поликристаллического алмаза, включающий закрепление волоки в оправу, черновое формирование канала и его последующую чистовую доводку, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости волоки, после чернового формирования рабочего канала на его поверхности вскрывают связку по границам зерен алмаза и наносят на указанную поверхность материал, адгезионно-активный к алмазным зернам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Берии И. Ш. Днестровский H. 3. Волочильный инструмент. М., «Металлургия», 1971, с. 25 — 127.