Способ защиты от эрозии матрицыкамеры высокого давления

Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 12.02,79 (21) 2722830/25-0 с присоединением заявки Уев Государствеииый комитеано 07.08.8. Бюллетень У 29ликования описания 07.08.81 Дата оп Ав изо(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЭРОЗИИАТРИЦЫ КАМЕРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ию подверчей поверхне менее саемой (рсИзооретенис относится к устройствам для получения высоких и сверхвысоких давлений и высоких температур и может найти применение в инструментальной промышленности, а именно при получении поликристаллов сверхтвердых материалов на основе плотных модификаций ннтрида бора и алмаза.При получении поликристаллов сверх- твердых материалов выход, качество и стоимость получаемого продукта в значительной степени определяются стойкостью камер высокого давления, Выход из строя камер высокого давления обусловлен преимущественно эрозионным износом их наиболее тяжело нагруженных элементовматриц.Эрозионный износ матриц способствует не только их преждевременному разрушению, но и препятствует достижени.о необходимого давления. Быстрый выход из строя матриц удорожает стоимость пслучаемых поликристаллов.Известен способ защиты от эрозии матрицы камеры высокого давления реализованный в устройстве), при котором к матрице порошком прикрепляют тугоплавкую металлическую накладку через диск из тсрмонзоляционного материала 11.Недостаток этого способа заключается в отставании накладки в процессе работы и сс быстрое разрушение из-за деформациитермоизоляционного материала.Поэтому применение известного способапозволяет незначительно увеличить срок5 службы матриц,Целью изобретения является повышениесрока службы матрицы камеры высокогодавления.Поставленная цель достигается тем, чтозащищаемую поверхность подвергают электрсискровсму легированию, после чего легированный участок диффузионно свариваютс металлической накладкой, причем в качестве легнрующего материала выбирают металлы и их сплавы с температурой плавления 1083 в 15 С.Способ реализуют следующим образом,Рабочую поверхность матрицы, очищенную от загрязнений, подвергают электроискровому легированию любым известнымспосооом: как вручную на вибрационныхустановках, так н на механизированных установках контактным или бесконтактнымспособами.25 Электроискровому легировангают центральный участок рабаности диаметром 10 - 50 мм, нодиаметра контакта столбика спеакционной) массы с матрицей.0 При электроискровом легировании мат852486 10 15 20 30 35 40 50 55 олигр рица является катодом,Для электроискрового легирования используют аноды произвольного сече .ияплощадью 1,5 - 4,0 мм различного устройства: стержни из компактного материала,стержни, полученные сворачиванием в рулон фольги, одного или нескольких металлов, компактные стержни, обернутые фольгой другого материала, стержни с гальваническим покрытием другого металла илисплава и т, д,Экспериментально установлено, что в качестве материала электрода следует применять металлы,и их сплавы, обладающиетемпературой плавления в пределах 1083 -1510 С, т, е. металлы группы железа илимедь, а также их сплавы (стали, бронзы, латуни, тугоплавкие припои) и гетерогенныекомпозиции с Мп, Сц, Сг, Мо, Т 1, п, Хп,У идругими металлами (Сц - Мп, Сц - %, ге -Т 1, Сц - Ьп, % - Сц и др.).В результате электроискрового легирования на рабочей поверхности матрицы получают шероховатый слой металла, прочноприваренный к легированному участку, обладающий в силу дефектности повышеннойспособностью к диффузионному взаимодействию.После проведения операции электроискрового легировання на легированный участок рабочей поверхности укладывают металлическую накладку, имеющую толщину50 - 1000 мкм (предпочтительно 150 -300 мкм), лроизвольной формы (предпочтительно в виде круга) диаметром, близким к диаметру легированного участка.Используют, накладки нз металлов и оплаов, имеющих температуру плавления1455 - 3387 С (%, Рс, Со, Т 1, Хг, %, Мо идр.), а также многослойные накладки, полученные совместной прокаткой или нанесением покрытия одного металла на листдругого металла,Кроме того, для более гибкого регулирования пластичности и электропроводностирабочей поверхности возможно приваривание двух и более накладок, располагаемыходна над другой.Выбор металла (сплава) накладки определяется исходными параметрами процесса получения сверхтвердого материала: чемвыше давление и температура, тем вышетемпература плавления металла (сплава)из которого изготовлена накладка.При этом в зависимости от материаламатрицы предпочтительно использоватьследующие пары накладка - анод.При использсвании твердосплавных матриц из сплавов ВК, ТНМ применяют накладки пз Т 1, Хг, Мо, % сплава Т 1 - Мо,элвктрсискровое легирование производятэлектродами из Ре, Х 18 Н 10 Т, нихрома.При использовании сплавов типа ферротик с большим содержанием связки, а такЗаказ 5896 Изд.510Загорская типография Упри 4же стальных матриц применяют накладкииз Ге, Х 1, Со, нерзкавеющей стали, электроискровое легирование при этом производятэлектродами 1 ч 1 - Т 1, РеТ 1, близким по составу к составу эвтектик на основе металлагруппы железа, самофлюсующиеся сплавытипа коляоной на основе никеля, Сг - Мпи Сц - Й 1 припои.Сочетания накладка в ано позволяютполучать хорошее соединение накладки сматрицей.Предпочтительно использование жести(фольг) из ге, Т 1, Мо как наиболее дешевых и недефицитных.Наложенную на легированные участкиматриц накладку подвергают диффузионной сварке любым известным способом споверхностьюлегированных участков.Предпочтительно проведение этой операциина прессах для получения оверхтвердых материалов,в течение 10 в 1 с, при давленииболее 5 кбар и температуре 1000 в 16 С.В результате приложения высоких давления и температуры в зоне диффузионнойсварки происходит смятие слоя металла,нанесенного электроискровым легированием, облегченное дефектностью этого слоя;контактное взаимодействие слоя с накладкой с образованием плотного сварного шва,диффузия металла слоя в материал накладки и в сплав, из которого изготовлена матрица; изотермическая кристаллизация сварного шва.В результате протекания описанныхпревращений накладка прочно свариваетсяс поверхностью матрицы с образованиемна рабочей поверхности плотного слоя, обладающего малым электрическим сопротивлением.Матрицу с при,варенной накладкой используют так же, как и обычную.Сравнительные испытания известного ипрвдлсокенного способов показали, что последний,позволяет повысить срок службыматриц в 1,5 - 1,8 раза без увеличения ихстоимости, упростить их конструкцию иувеличить надежность.Формула изобретенияСпособ защиты от эрозии матрицы камеры высокого давления, включающий прикрепление к,матрице металлической накладки, отличающийся тем, что, сцелью повышения срока службы матрицы,защищаемую поверхность подворгают электроискровому легированию, после чего легированный участок диффузионно сваривают с металлической накладкой, причем вкачестве лепирующего материала выбираютметаллы и их сплавы с температурой плавления 1083 - 1510 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР562307, кл, В 01 Л 3/06, 1975,Тирагк 1148 Подписноеафиздата Мосопаисполкома