Способ определения момента вывода матриц из процесса синтеза высокотвердых материалов

(1 и 685322 -ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСНО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 04.04.77(21) 2472541/23-26с присоединением заявки ЛЙ(51) М. Кл.В 01 Х 3/О О 05 Р 27/ Гюсударственнь 1 й кССС 9 па делам нзабретенкй н аткрытнйДата опубликования описания 18,09,7 72) Авторы изобретен. А, Гпаговский, В. Ф. Городинский, Н. Г. ЗагорскийН. В. Лапчевский, В. П. Барабан и В, А, Яшин 1) Заявител 4) СПССОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВЫВОДА МАТРИ ИЗ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ВЪСОКОТВЕРДЫ Х МАТЕРИАЛОВм диапазоне усипит сжатие шихты и сжатия. Осуществгрев за счет произ со повиях весьма эатрудне Целью изобретения ние производительности риц путем определения матриц из процесса бе яется и ма твода стойк мента личества ета Изобретение относится к иэмеритепьной технике и может быть испопьзовано в химической технологии, в производстве искусственных высокотвердых материалов,Определение момента вывода матриц5 из процесса синтеза высокотвердых материалов является серьезной технической задачей, решение которой вызывается не-. обходимостью автоматизации процесса синтеза. Решение указанной задачи необто ходимо, в первую очередь, при разработке автоматических прессовых установок, т.к. это определяет число резервных матриц, частость их смены и своевременность восстановления.Известен способ определения момента начала восстановления матриц при синтезе алмазов, состоящий в том, что шихту сжимают в камере высокого давления до усилия 0,2 и 0,8 номинального, пропускают электрический ток примерно в 2000 раэ меньше рабочего и методом вольтметра - амперметра измеряют приращение сопротивления на данной матрице в данпускания рабочего тока, т.е. проводят синтез, Затем отключают нагрев и снижают давление, Затем в данной матрице осуществляют повторное сжатие шихты до 0,2,и 0,8 номинального усилия, При данных параметрах, пропуская эпектрический ток примерно в 2000 раз меньше рабочего, методом вопьтметра-амперметра измеряют приращение сопротивпения, Если указанное изменение приращения сопротивления превышает нулевое значениебольше предыдущего, матрицы выводятпроцесса. Недостатком укаэанного сноба является необходимость слежения от синтеза к синтезу за данной парой блок-матриц, что в производственных ус685322 40 3синтезов на каждой матрице (обезличивание матриц). :авлспная цель достигается тем,что устанавливают время нарастания электрического тока, проходящего через иихту и камере высокого давления, в пределах 5-8 с до заданного уровня, равного .0,7-0,8 максимального значения рабочего тока, и по истечении установленноговремени при величине тока, меньше устагловленного значения, матрицы выводятиэ процесса синтеза после его окончания.На фиг. 1 изображены графики нарастания тока 7 проходящего через шихтув зависимости от времени (кривая 1 для 15новьи блок-матриц, кривая 2 -для бпокматриц, которые требуется выводить навосстановление); на фиг. 2 - изображенаблок-схема устройства, реализующего указанный способ, 20Блок-схема устройства содержит релейно-временную логическую схему упрввления прессовой установкой высокого давления 1, нормально открытые контактырелейно-временной логической схемы 2,3, исполнительное устройство, напримермагнитный усилитель 4, регулятор электрического режима синтеза 8, силовойтрансформатор 6, блок-матрицы 7, 8,контейнер с шихтой 9, килоамперметр 10,резисторы 11, 12, пороговую схему 13с реле, реле времени 14, нормально открытый контакт 15, реле времени 14 свыдержкой времени на замыкание, исполнительный контакт 16 реле времени 14, сигнальное устройство 17, реле 18, трансформатор тока 19; Р - усилие пресса.Экспериментально определено, что по мере износа оснастки при одном и том же значении управляющего напряжения и при заданном значении прессового давления изменение величины тока, протекающего через шихту при нагреве во времени до максимального рабочего тока, име 45ет вид кривых, изображенных на фиг. 1 где Чо - время нарастания тока до установленного значения уст,3 о ,б -максимальный рабочийто к э50То - выбирается в пределах 5-8 с;Зд; =0,7-0,8 макс. раб.Используя указанные зависимости, оптредепяют момент вывода матриц из процесса синтеза по двум параметрам: по установленному значению времени нарастания тока То и но фндченйю тока дре" Значение времени То определяют экспери ментально для различных марок синтези-,4руемых сверхтвердых материалов, а также определяют экспериментально и значег)ние тока уст, Для алмаза марок АСР иАСБ величина тока Заест. составляет 0,8от максимальной величины рабочего тока,Для эльбора марки ЛО величина тока 7 уст,составляет 0,7 от максимального рабочего тока 2 макс, раб, Значение времениТо для укаэанных марок материалов 5-8 с.Релейно-временная логическая схемауправления прессовой установкой высокого давления 1 при работе в автоматическом режиме управляет насосом высокогодавления, за счет которого создается рабочее усилие сжатия Р, При достиженииустановленного прессового давления релейно-временная логическая схема включает контакты 2 и 3, При включенииконтакта 2 обеспечивается нагрев и синтезв камере высокого давления, образованной блок-матрицами 7,8 и контейнеромсо снаряженной шихтой О,При этом стабилизация электрическогорежима обеспечивается регулятором 5,исполнительным устройством 4, нагруженным на силовой трансформатор 6. Навход регулятора подается напряжение сблок-матриц и ток с резистора 11.При включении, контакта 3 включаетсяреле времени 14, с момента включениякоторого начинается отсчет времени То(фиг, 1), при достижении которого сработает пороговая схема 13 с реле. Приее срабатывании контакт 16 будет разомкнут, а срабатывание реле времени14 и замыкание контакта 15 будет свидетельствовать о нормальном состоянииблок-матриц.В случае изношенных матриц (кривая2, фиг, 1) пороговая схема по истечениивремени То не сработает. Об этом свидетельствует сигнальное устройство 17,а реле 18 даст команду релейно-временной логйческой схеме управления прессовой установкой высокого давлениянавывод матриц из процесса на их восстановление.Способ определения момента выводаматриц из процесса синтеза высокотвер-дых материалов поясняется примерами.П р и м е р 1. При синтезе кубического нитрида бора марки ЛО контейнер,снаряженный трубчатым, нагревателем,внутрь которого помещена шихта, состоящая из гексагонального нитрида бора, бора и металла-катализатора, устанавлива6853ют в матрицу. После чего производят рабочее сжатие на прессе высокого давления до заданного прессового давления, контролируемого, например, электроконтвктным манометром, Устанавливают общее время синтеза 90 с, время нарастания тока 6 с, а значение тока 3 уст =0,7:макс. раб. Если по истечении времени То = 6 с величина тока не достигла значения, равного 0,7 макс, рвб мат О рицы выводят из процесса синтеза на восстановление, Восстановление проводят путем зачистки с помощью абразивной обработки,и последующей подсыпки порошкового металла хрома, после которой при высоком давлении эа счет пропускания электрического тока изношенная матрица эаплввляется.П р и м е р 2. При синтезе алмаза марки АСВ контейнеры снаряжают шихтой, о состоящей из графита и металла - катализатора, загружают в матрицы, подвергают на установке высокого давления сжатию до рабочего давления, контролируемого с помощью электроконтвктного мвно 25 метра, устанавливают общее время синтеза, равное 60 с, устанавливают время нарастания тока То = 8 с, а его эначениеЗуст. =0,8 Э макс. раб.Если по истечении времени То = 8 с30 величина тока не достигла 0,83 макс.раб, тока, матрицы после проведения синтеза из процесса выводят на восстановление.П р и м е р 3. При синтезе алмаза марки АСР после проведения операций, изложенных по примеру 2, устанавливают общее время синтеза 30 с, время нарастания тока Тр = 5 с и его значение, равное 0,87 мвкс. раб. Если по истечении 226времени То = 5 с величина тока не достигнет значения, равного 0,8 3 макс.раб., матрицы после окончания процесса синтеза выводят для восстановления.После вывода матрицы восстанавливают, например, путем подсыпки порошковым металлом никеля или хрома н последующего заплавлення изношенной матрицы указанными металлами при рабочем давлении эа счет пропусквния электрического тока, Для матриц с повышенным износом перед засыпкой порошковым металлом проводится зачистка с помощью абразивной, ультразвуковой. электроискровой иди лазерной обработки.Формула и з о б р е т е н и яСпособ определения момента выводаматриц из процесса синтеза высокотвердых материалов, включающий сжатие шихты в камере высокого давления до рабочего давления, нагрев путем пропускания через нее электрического тока, отключение нагрева и снятие давления, о тличающийся тем,что,сцелью увеличения производительности и стойкости твердосплавных матриц, устанавливают значение времени нарастания электрического тока, проходящего через шихту в камере высокого давления, в пределах 5-8 с до заданного уровня, равного 0,7- 0,8 максимального значения рабочего тока, и по истечении установленного времени при величине тока, меньше установленного значения, матрицы. выводят иэ процесса синтеза после его окончания,Составитель Р, КлейманРедактор Л. Новожилова Техред М, Летко Корректор М. ВигулаЗаказ 5345/9 Тираж 877 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4