Способ приготовления шихты для прессования графитовых форм

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН 9) О 1) РЕСПУБ 22 С 9/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свФ 863144, кл. В 2Алмазный породрумент для КССК иготовления. Обзорника и технологияработ", М.: 1977, с.23. но-.исследова едочный инст дных металло удюк рков идетельство СССР 2 С 5/04, 1978, оразрушающий инсттехнология его изВИЗМС в сб. "Тех- геологоразведочных нии 1:4дел ий) иных). Ибивки грзить их я бол ответственных из жае щ логична рабуемыхводст(54) СПО ПРЕССОВА (57) Изо лению гр нагревае при прои инструме уменьшен имости з фитового ОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ИЯ ГРАФИТОВЫХ ФОРМретение относится к изготовфитовых форм, прессуемых в ой оснастке и применяемых водстве породоразрушающего та. Цель изобретения - е усадки форм и их себестосчет снижения в шихте грапорошка при сохранении для форм требуемых прочностных свойств.Графитовые формы после изготовленияв них алмазного породораэрушающегоинструмента измельчают до порошкообразного состояния и для дальнейшегоиспользования принимают фракции,прошедшие через сита 1250 и 160 мкм. Полученный после рассева порошок возврата выбитых графитовых форм подвергают сушке при 80-100 С. Раздельнопри той же температуре сушат порошкообразное связующее на основе термореактивной смолы. После сушки исходные компоненты смешивают в соотношели 1.6 (для менее ответствен- Я спользование возврата от выафитовых форм позволяет снисебестоимость, поскольку сния содержание в шихте дорогостоя- Се графита, уменьшается усадка что позволяет получать прессотвечающие требованиям техно- еского процесса в части допуска бочие размеры с сохранением трепрочностных свойств при произве алмазного инструмента.2 табл.Изобретение относится к изготовлению графитовых форм, прессуемых из порошковых материалов в нагреваемой оснастке для получения алмазного породоразрушающего инструмента.Цель изобретения - уменьшение усадки форм и их себестоимости за счет уменьшения содержания в шихте графитового порошка при сохранении требуемых прочностных свойств форм. Способ приготовления шихты заключается в следующем.Графитовые формы после изготовления в них алмазного породораэрушающего инструмента измельчают механическим способом до порошкообразногосостояния, затем просеивают на ситах1250 и 160 мкм. Для дальнейшего использования принимают фракции, прошедшие через сито 1250 мкм и оставшиеся на сите 160 мкм. Фракции, оставшиеся на сите 1250 мкм, подлежатдополнительному измельчению. Фракции, прошедшие через сито 160 мкм,применяют для разделительных смазоки других технологических целей. После рассева порошок возврата и связующее (смоляное связующее, например пульвербакелит (ПБ) или СФПА)сушат в сушильных шкафах в раздельоеых противнях при 80-100 С. Готовность порошков в процессе сушки определяют сыпучестью, т.е. свободнымперемещением фракций при помешивании. После сушки исходные компоненты смешивают. Для получения форм,предназначенных для более ответственных изделий, применяют пропорцию 1:4 (на 1 мас.ч, связующего берут 4 мас.ч, возврата от выбивкиграфитовых форм), для менее ответственных - 1:6,Размер фракций возврата обосновывается геометрическими размерамибудущих изделий, их прочностнымисвойствами, а также условиями лучшего распределения мелких фракцийнаполнителя среди крупных, что улучшает условия уплотнения шихты припрессовании.Необходимость просушивания порошка связующего обусловлена тем, чтопри длительном хранении связующегов производственных и складских условиях его влажность и слеживаемостьповышаются, в результате теряютсяего сыпучие свойства, что,ухудшает условия перемешивания связующего с, наполнителем.Температура сушки возврата и связующего обуславливается удалением5 излишней влажности из исходных компонентов, а также температурой каплеобраэования связующего, равной 130++10 С,П р и м е р 1. Переиэмельченный10 возврат наполнителя (графит), просеянный через сита 1250 и 160 мкм, исвязующее на основе фенолформальдегидной смолы (ПБ или СФПА) помещают в раздельные противни, устанавливают в сушильный шкаф с температурой 80-100 С и йдерживают там доготовности. Готовые компоненты смешивают в механических смесителях твердых фракций в течение 2-4 ч из расчета 1:4 (1 мас.ч. связующего 4 мас.ч.возврата) или вручную - методом кольца и конуса. Из приготовленной шихтыпрессуют графитовые пресс-формы, Формы используют для изготовления в нихтвердосплавных рабочих пуансонов.П р и м е р 2. Готовые компоненты смешивают из расчета 1:6 (1 мас.ч.связующего, 6 мас.ч. возврата) механически или вручную. Из приготовленной шихты прессуют графитовыепресс-формы, которые используют дляизготовления в них алмазного породораэрушающего инструмента.Использование возврата наполни"теля фракций 160-1250 мкм, просушивание наполнителя и связующего при 80 о100 С, смешивание возврата наполнителя со связующим в процентном отношении 4:1 или 6:1 позволяет сохранятьпрочностные свойства форм.Данные проверки форм, полученныхсогласно предлагаемому способу, приведены в табл.1 и 2.При прессовании смеси установлена зависимость влияния количествавводимого связующего и величины удель.ного давления прессования на прочность образцов (табл.2).В дальнейшем графитовые формы используются в качестве пресс-форм припроизводстве алмазного бурового инструмента методами порошковой металлургии, согласно которым матрицы формуют иэ композиционныхматериаловудельным давлением 50-80 МПа. Поэтому графнтовые формы изготавливаютсяс составом шихты, состоящим иэ 1020 связующего и 80-903 наполнителя,(средняя) Связующее СФПА Порошок графита возврат фракций менее 1250 мкм и более160 мкм+0,236 30,те. материал имеет прочностные свойства, приведенные в табл.2.Изменение соотношений наполнителя и связующего в диапазоне 6:1 или 4:1 вызвано требованиями к прочностным 5 свойствам получаемых графитовых форм, а также требованиями, предъявляемыми к физико-механическим свойствам алмазосодержащих и безалмаэных матрицТак, в формах из состава смеси с про- О центным соотношением 4:1 изготавливают формообразующие твердосплавные пуансоны, основными показателями которых являются плотность прессовок и прочность после пропитки, для достижения которых при формовании матриц применяют удельное давление 70-80 ИПа. Графитовые формы в этом случае должны обладать максимальными прочностными свойствами (табл.2, состав 4). 20 К алмазосодержащим матрицам бурового инструмента предъявляется комплекс требований (определенные показатели твердости, ударной вязкости и др.), для обеспечения которых техно" логический процесс предусматривает дополнительные операции: варьирование составов композиционных материалов матрицы, холодное прессование, пропитку, горячую допрессовку и др. Холодное формование таких матриц ведется давлением 30-50 ИПа с использованием форм (пример 2) с более низкими прочностными свойства- . ми (табл .2, состав 2). 35 Исходные компоненты шихты, мас.ч. 77 4Данные табл. и 2 показывают, что, используя возврат от выбивки графитовых форм и режимы сушки порошкообраэного связующего на основе термореактивной смолы и возврата, можно получать графитовые пресс-формы, отвечающие требованиям технологического процесса в части допуска на рабочие размеры с сохранением требуемыхпрочностных свойств применительно к производству алмазного инструмента. Формула изобретения. Способ приготовления шихты для прессования графитовых форм, включающий просев материала на основе графита через сито и смешивание с связующим на основе термореактивной смолы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения усадки форм и их себестоимости за счет снижения содержания в шихте графитового порошка при сохранении для форм требуемых прочностных свойств, в качестве материала на основе графита использу ют возврат от выбивки. графитовых форм в виде порошка фракцией 1250-160 мкм который предварительно сушат при 80- 100 С, а смешивание его со смолой производят в соотношении 4:1 или 6:1, нри этом связующее сушат раздельно от возврата при той же температуре, что и возврат.1-3х 10 , при давлении прессования, МПа Предел прочности образцовпри удельном давлении прессования, МПа компоненты шихты мас. ч,Состав Усадка, Х Свя 9 унщееПБ,СФП.60: 90 90 30 30 60 21,8/-, 2 Э,1/- 23,6/- 1,5237/85 38,1/89 Э 8,6/9, 1,598 0,8 51 О 1,64 1,67 1,708 П р и и е ч а н и е. В числителе прочность на сжатие в знаменателе " на разрыв.аТемпература прессования образцов 160 + 10 С; термообработка при1140-1160 С ТВЧ,Составитель И.КуницкаяРедактор Н.Егорова Техред И.Попович Корректор Л.Патай Заказ 78/13 Тираж 741 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 Наполнитель "порошокграфита 1 95 2 90 Э 85 4 ВО 15 44,3/10,9 46,2/11, 46,9/11,2 1,67 1,77 20 531/138 60/145 62/47 1745 175 1,738 1,73 1,744 0,5-0,65 0,5-0,65 0,5-0,65