Способ изготовления шлифпорошков из синтетических сверхтвердых материалов

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51)5 В 02 С 23/16 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИ НИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРС ВИДЕТЕЛЬСТВ 3(57) Использование; изготовление бурового, правящего, камнеобрабатывающего и других видов инструмента, работающего в условиях повышенных нагрузок, Сущность изобретения: исходный материал подвергают предварительной ситовой классификации по зернистости, Каждую полученную группу зерен подвергают дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению. 1 з.п. флы, 2 табл,. Бюл. К. 16т сверхтвердых материалов АН имский, С.М,Уман.И,Ник в В.П. и др. Выски из синтетическрдые материалы,М 2, с.29 - 31.ИЗГОТОВЛЕНИЯ3 СИНТЕТИЧЕСКАТЕРИАЛОВ окопрочные их алмазов. К.: Наукова ШЛИФПОИХ СВЕРХИзобретение относится к изготовлению шлифпорошков из сверхтвердых материалов (СТМ) и может быть использовано при изготовлении шлифпорошков из синтетических алмазов и других СТМ, Шлифпорошки, получаемые предлагаемым способом, предназначены для изготовления бурового, правящего, камнеобрабатывающего и других видов инструмента, работающего в условиях повышенных нагрузок.Цель изобретения - упрощение процесса и снижение трудоемкости изготовления без снижения прочности шлифпорошков.Эта цель достигается тем; что исходный продукт (очищенный продукт синтеза) подвергают предварительной ситовой классификации по зернистостям, затем каждую полученную группу зерен подвергают дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению.Если выделенный повторным рассевом шлифпорошок подвергнуть сортировке по форме и шероховатости зерен (например, на тех же вибростолах), достигается повышение прочностных характеристик шлифпорошкэ по сравнению с прототипом, что ф отражено в п.2 формулы предмета изобре- СО тенияаейСущность заявляемого изобретения за- аключается в следующем, СоСверхтвердые материалы, например,синтетические алмазы синтезируются, как в виде монокристаллов, так и в виде их сростков (агрегатов). Как показали проведенные,З нами исследования, наиболее качественными являются те зерна, которые синтезированы в виде монокристаллов, Зерна, которыеполучены после дробления сростков, более дефектны и соответственно менее прочны.Причем, чем крупнее исходные сростки, тем большее количество граней подвергалось сращиванию и соответственно больше дефектность и меньше прочность полученных зерен. На основании проведенных исследований и разработан заявляемый способ. По%слг предварительной ситовой классификации продукта синтеза в каждую зернистость выделяются монокристаллы данной крупноС 1 и и сростки более мелких зерен. После дробления такого продукта сростки разрушаются и затем при ситовой классификации отсеиваются, Выделяя путем ситовой классификации шлифпорошок той же зернистости, которая подвергалась дроблению, по существу получают порошок, состоящий из монокристаллов, обладающих наименьшей дефектностью, т,е, повышенной прочностью. Таким образом, заявляемый метод позволяет получать шлифпорошки повышенной прочности без применения операции сортировки. Это обеспечивает упрощение аппаратурного оФормления, поскольку отпадает необходимость в применении специальных сортировочных ап паратов (например, вибростолов), Снижается также трудоемкость процесса, поскольку производительность ситовой классификации в несколько раз выше, чем сортировки (для ситовой классификации - 5-10 тыс, кар/ч, для сортировки на вибростолах - 800-1000 кар/ч). Если же выделенный повторным рассевом шлифпорошок в соответствии с п,2 формулы предмета изобретения подвергнуть сортировке по форме и шероховатости поверхности зерен, то получают порошок, превышающий по прочностным характеристикам порошок, полученный по способу-прототипу. Это обуславливается тем, что при такой последовательности операций на сортировку поступа 6 т порошок, содержащий повышенное количество прочных зерен, что позволяет йри одной и той же эффективности процесса сортировки выделить более прочный поро. шок, Таким образом, именно заявляемая посладовательность операций обеспечиваетйовййение прочностных характеристик целевого продукта. Аналогичные процессы могут йроисходйть и при изготовле,нии порощков из других СТМ, в том числе и пМрбдн ых алмазов,Сущйость данного способа поясняется следу 6 щими иримерами его осуществления,П р и м е р 1, Исходный продукт синтеза после обогащения и химической очистки подвергается предварительной ситоврй классификации на зернистости. Классификацию алмазного сырья полученной массы 4536 карат проводят в следующей последовательности.Составляют набор сит с размерами ячеек 500, 400, 315, 250, 200 мкм по убывающему размеру. Засыпают" на верхнее сито 6 120 мм не более 200 г алмазного порошка50 55 стей 500/400 - 250/200 в отдельности сортируют на вибростоле по форме и шероховатости йоверхности, Конечные продуктй сортировкинаправляют на определение показателя прочности порошков.Режимы процессов классификации исортировки аналогичны режимам по примерам ММ 1, 2; Полученные результаты представлены-в табл,2 (графы 8, 9, 10),Применение патентуемого способа позволяет упростить процесс изготовленияР и подвергают рассеву в течение 10 минут на вибросите конструкции ИСМ, Режимы работы вибросита: частота вибрации 250 1/мин, амплитуда 8 мм, По окончании времени классификации порошки выгружают иэ каждого сита в отдельную емкость с обоэначе нием зернистости: +500, 500/400, 400/315.315/250, 250/200, -200. Повторяют загрузкуи классификацию до полной переработки10 партии исходного сырья,Затем каждую зернистость в отдельности подвергают дроблению, В данном случае использовали роторную дробилкуконструкции ИСМ при частоте вращения ро 15 тора 2800 об/мин, и производительности 40тыс. кар/ч.Порошок каждой зернистости последробления проходит повторную ситовуюклассификацию на зернистости по описан 20 ной выше последоватсльности. Полученныецелевые зернистости порошков направляютна определение показателя прочности в соответствии с методикой ГОСТа 9206-80 "Порошки алмазные".25 Результаты испытаний представлены втабл,1 и 2 (графы 2, 3, 4).П р и м е р 2. Шлифпорошки зернистостей 500/400, 250/200, полученные в примере 1, подвергают разделению по форме и30 шероховатости поверхности зерен с цельюповышения прочностных характеристик (пои. 2 формулы изобретения). Для сортировкиприменяли вибростол конструкции ИСМпри соответствующих режимах для каждой35 зернистости. Производительность процесса сортировки данных зернистостей составила 280 - 180 г/ч,Результаты испытаний представлены втабл,2 (графы 5, 6, 7),40 П р и м е р 3, Для сравнения проводилииспытания способа изготовления шлифпорошков в соответствйи с прототипом.Исходный продукт синтеза после обогащения и химической очистки подвергается45дроблению на роторной дробилке при частоте вращения ротора 2800 об/мин, Раздробленное сырье направляют на операцию ситовой классификации на зернистости 500/400 - 250/200. Шлифпорошки зернистоТаблица 1 Результаты изготовления шлифпорошков в соответствии с и. 1 формулы изобретения Зерни.стостьпро.дуктовпоело Выход продук.тоа после предварительной классифи.кации характеристики илифпорошлов после дробления и повторной классификаии 500/400 400/35 35/250 250/200.гоо прел.вари.тель. карат врат проч. ка врат проч карат Роч ка ч. ной Сито аои клаг.си,9 ,9 37 42 41 57 118 збб 27 44 112 153 гоо 0,6 0,9 2,5 3,4 44 0,2 0,4 з,о 7,4 23 41 43 67 109 334 379 12,3 22,0 22.9 18,5 19.9 139 336 634 250/209 836 200902 Иого: 4536 вые продукты классификации. блица 2 эктеристика шлифпорошков, полученных различными методами Характеристика шлифпорошков, полученных пои, 1 о м лы изоб етения Зернистость шлифХарактеристика шлифпорошков, полученных поп Характеристика шлифпорошков, полученных по п. 1 и и. 2хо прочно сть,Н прочность,Н ы рочность,Н хо о а каяд 500/400 400/315 315/250 250/200 44 379 548 634 0,9 8,3 12,1 14,0 81 116 112 109 122 173 152 134 37 394 527 599 0,8 8,7 11,6 13,2 85 118 116 103 261 429 435 9,4 9,6 П р и м е ч а н и е. Выход приведен в % от массы исходного продукта,Составитель А,БоримскийТехред М.Моргентал Корректор В,Петр Редакто Заказ 1543 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 Производственно-издател шлифпорошков из синтетических сверх- твердых материалов (при использовании способа по п,1), а при использовании п,1 и п.2 формулы изобретения достигается повышение прочности порошков на 23-50% по сравнению с прототипом,Формула изобретения 1. Способ изготовления шлифгорошков из синтетических сверхтвердых материалов, включающий дробление исходного материала и ситовую классификацию по зернистости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и снижения трудоемкости изготовления без снижения ПРОЧНОСТИ ШЛИфгОРООКОВ, ИСХОДНЫЙ Матв.риал подвергают предварительной ситовой классификации по зернисгости, затем каждую полученную группу зерен подвергают 5 дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению.2, Способ по и, 1,о т л и ча ю щ и й с я 10 тем, что, с целью повышения прочностишлифпорошков, выделенный повторной ситовой классификацией шлифпорошок подвергают сортировке по форме и шероховатости поверхности зерен, 15