Способ изготовления алмазного инструмента

(19) О 1) 24 П 18 00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН с изоб кост ства 11 ф 39 С.Ф.Полотников ва,изме ного ру б л. С54) СПИНСТРУМ 57) И ЗНО импул го пу х О при этаб з- придств ель дных ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Па 1.922.079 (088.8)тент Англии У 146233А, 1974.ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЕНТАобретение относитсяалмазного инструменкристаллов алмазов. етения является повьппение стой- инструмента и улучшение каче- обработанной поверхности путем ения хрупкости кристалла природ- алмаза внесением в его структульшого количества дефектов и калки. Способ заключается в что кристалл алмаза закрепляют авке и облучают его в вакууме ьсом релятивистского электронно чка длительностью 1 О - 0,5 хФ с, плотностью тока 0,5-10 кА/см нергии электронов 0,3-1,0 МэВ.55 Изобретение относится к областиизготовления алмазного инструментаиз природных кристаллов алмазов.Цель изобретения - повышение износостойкости инструмента и улучшениекачества обработки изделия за счетизменения хрупкости природного алмаза,Способ заключается н следующем.Закрепляют алмаз в оправе, обрабатывают его путем облучения н вакууме импульсом релятивистскогоэлектронного пучка длительностью10 - 0,5 х 10 с, плотностью тока0,5-10 кА/см при энергии электро 2нов 0,3 - 1,0 МэВ,В этих условиях происходит интенсивное внесение большего количествадефектов н структуру алмаза с одновременным ее импульсным нагревом доотемператур, превышающих 1500 С, ипоследующим охлаждением со скоростью10 град./с. Монокристаллическаяструктура алмаза с большим количеством неоднородностей претерпеваетсвоего рода "закалку" дефектов, которые являются стопорами дислокаций.Наблюдаемый эффект начинает проявляться при токе 0,5 - 1 кА/см 2. Сростом плотности тока энергия, вносимая электронным пучком н алмаз, возрастает, что приводит к его частичной графитизации, а в конечном итогек тепловому или механическому разрушению, Этим и определяется максимальное значение плотности тока 10 кА/см,2Максимальная длительность облуче 5ния 10 /с не должна превышать времени распространения тепловой волны надлину порядка облучаемого слоя во избежание снижения скорости охлажденияповерхностного слоя алмаза. длинапробега электрона), Минимальная длительность 0,5 х 10 с определяетсяминимальной длительностью существующих сильноточных ускорителей.Способность электрона создать дефект в кристаллической структуре определяется его энергией, минимальноезначение которой лежит в области0,3 - 0,4 МэВ. С ростом энергии более 1,0 МэВ вероятность создания дефекта возрастает однако резко увеличивается пробег электронов, что так же приводит к снижению скорости охлаждения поверхности алмазаП р и м е р 1, Алмаз в стальнойоправе размещается в анодном узле с 10 15 20 25 30 35 40 45 50 диодной камеры сильноточного ускорителя электронов. После откачки диодной камеры производится облучениеалмаза импульсом электронного пучка.Энергия электронов 0,4 МэВ; плотностьтока 1 кА/см ; длительность импульса 0,8 х 10 с,Алмаз в оправе был испытан на операции правки шлифовальных кругон ПП63 х 12 х 20 24 А 16 СМ 2 КБ при шлифовании дорожек качения наружных колецшариковых подшипникон типа 210,Результаты испытаний представлены в таблице.Как видно из таблицы, стойкостьинструмента после облучения алмазарелятинистским электронным пучком(РЭП) увеличилась в 2 раза и болеепо сравнению с необработанным алмазом, а шероховатость обработаннойповерхности улучшилась на 30-607 приотсутствии ожогов, При обработке алмаза по иэнестному способу прочностьего увеличилась на 30-603,Облучение алмаза до закрепленияего в оправе не приводило к желаемымположительным результатам, так какпри пайке алмаза припоем с Т.пл.0800-900 С происходит отжиг внесенныхв алмаз дефектов, Алмаз в оправе быпоблучен также при последующих режимах.П р и м е р 2. Энергия электронов 0,4 МэВ, плотность тока 1 О кА/смдлительность импульса 10 с, Образецразрушился.П р и м е р 3. Энергия электронов1,1 МэВ, плотность тока 2 кА/см ,длительность импульса 10 с. За счетрезкого увеличения длины пробегаэлектронон и связанного с этим увеличения времени остывания поверхностного слоя эффект упрочнения снижается менее, чем в 2 раза,П р и м е р 4. Энергия электронов0,5 МэВ, плотность тока 3 кА/сма-6длительность импульса 5 х 10 с, В связи с увеличением полной энергии облучения образцы разрушаютсяФормула изобретения Способ изготовления алмазного инструмента, включающий облучение природного алмаза электронным пучком и закрепление его в оправке, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости инструмента и улучшения качества обработки,3 13464184облучение осуществляют после эакреп- тельностью 10- 0,5.10 с плотления алмаза в оправе импульсом ре-ностью тока 0,5-10 кА/см при энерлятивистского электронного пучка дли- гии электронов 0,3-1,0 МэВ. Характеристика алмаза Режим шлифования Режим правки Результаты Группа,кач-во Стой- кость СостояАЙи/с Я,мм/мин Вес. карат ние шта 1,5/0,3 5530 0,6 1100 0,95 1065 1,03 0,06 6 0,1 1 1 га,г 60 37 ОблученРЭП0,19 Составитель Н.БалашоваТехред Л. Олийнык Корректор В,Бутяга Редактор В.Данко Заказ 5078/13 Производственно-полиграфическое предприятие; гужгород ул.Нроектная 4 Компенсациямм Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 ШероховатостьКмм