Матеріал для захисту матриць апарата високого тиску і температури

Матеріал для захисту матриць апарата високого тиску і температури, що містить ерозійностійкий наповнювач, який відрізняється тим, що як наповнювач він містить залізо, нікель і мідь при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: залізо 5,0-15,0 нікель 60,0-90,0 мідь 15,0-25,0. (19) (21) u200706026 (22) 31.05.2007 (24) 25.09.2007 (46) 25.09.2007, Бюл. № 15, 2007 р. (72) Боримський Олександр Іванович, Сороченко Тетяна Антонівна, Балабанов Павло Анатолійович (73) ІНСТИТУТ НАДТВЕРДИ Х МАТЕРІАЛІВ ІМ. В.М. БАКУЛЯ НАН УКРАЇНИ, Боримський Олександр Іванович 3 26566 ри. Для вирішення цього завдання в матеріалі для захисту матриць апарату високого тиску і температури що містить ерозійностійкий наповнювач, згідно корисної моделі як наповнювач він містить залізо, нікель і мідь при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: залізо 5,0-15,0 нікель 60,0-90,0 мідь 15,0-25,0. Причинно-наслідковий зв’язок між пропонованою сукупністю ознак і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному: Матеріал використовують до проведення процесу синтезу надтвердих матеріалів з наступною дією на АВТ високим тиском і температурою, аналогічним умовам синтезу; науковою основою запропонованої корисної моделі є виконане нами моделювання та експериментальних досліджень матриць апарату для створення високого тиску і температури, при цьому поверхня матриці, що мала різні види ерозійних пошкоджень, відновлювалась за допомогою різних матеріалів та різного співвідношення цих матеріалів. В процесі виконаних досліджень було встановлено, що основною характеристикою матеріалу для захисту матриць можна вважати його сипучість та легкоплавкість, причому найкращі результати були досягнуті при використанні матеріалу з нікелю, заліза та міді при співвідношенні: залізо 5,0-15,0 нікель 60,0-90,0 мідь 15,0-25,0. Під дією високого тиску і температури приконтактні області окремих частинок ерозійностійкого матеріалу руйнуються, розчавлюються, взаємно переміщуються, заповнюють порожнини ерозійних пошкоджень, рівномірно розподіляються по чарунці, ущільнюються, спікаються під час процесу синтезу і таким чином забезпечується відновлення форми поверхні матриць, або поверхня захищається від виникнення ерозійних пошкоджень. Отриманий композиційний матеріал, що відтворює поверхню чарунки матриці, використовується повторно. Інгредієнти наповнювача, взяті в потрібному співвідношенні, ретельно змішували і використовували до початку процесу синтезу як для попередження виникнення ерозійних ушкоджень, так і при їх виникненні. При використанні матеріалу для захисту матриць АВТ під час проведення процесу синтезу алмазів марок АС4-АС6 оцінювали ефективність створення тиску в апараті по ступеню перетворен 4 ня графіту в алмаз при фіксованому зусиллі пресового устаткування, а також надійність роботи апарата по відсотку кількості розгерметизацій порожнини високого тиску АВТ при наборі тиску і у процесі нагрівання і терміну служби АВТ до його руйнування (остання величина приводиться у відносних одиницях стосовно прототипу, для якого вона прийнята рівною 1). Приклад 1 Склад матеріалу для захисту матриць апарату високого тиску і температури - ерозійностійкого наповнювача, що містить, мас. %: заліза 10; нікелю 70; міді 20. При цьому середній ступінь перетворення графіту в алмаз - 40,5%, кількість розгерметизацій камери високого тиску при створенні тиску - 2,5%, при нагріванні - 3,6%. Термін служби апарата - 1,35 (відносних одиниць). Для порівняння, у тих самих умовах, було виготовлено також зразки матеріалу при граничних і при виході за граничні значення вмісту інгредієнтів матеріалу для захисту матриць АВТ (прикл.2-5), а також за прототипом (прикл.6). Дані зведені в таблицю (додається). З таблиці видно, що використання пропонованого складу матеріалу для захисту матриць апарату високого тиску і температури дозволяє значно підвищити ефективність створення тиску в апараті при фіксованому зусиллі преса, що забезпечує підвищення продуктивності процесу синтезу до 25% при однакових витратах. Крім того, зменшення кількості розгерметизацій порожнини високого тиску АВТ не менш, ніж на 10% при створенні тиску і не менш, ніж на 10-15% при нагріванні, сприяє підвищенню культури виробництва, значній економії дефіцитних матеріалів і, головне, забезпечує, як мінімум, до 10% зростання терміну служби апаратів високого тиску. Отже, пропонований матеріал значно розширює обсяг виробництва синтетичних надтвердих матеріалів, які використовуються для виготовлення різних видів інструмента. При цьому значнопокращується захист поверхні матриці від виникнення ерозійних пошкоджень та їх усунення в разі появи цих пошкоджень, підвищується ефективність створення тиску та забезпечується більш надійна робота АВТ і строк його дії, зменшується кількість розгерметизацій АВТ як при створенні, так і при підтриманні тиску і температури, покращуються всі техніко - економічні показники синтезу надтвердих матеріалів. 5 26566 6 Таблиця Вплив складу матеріалу для захисту матриць на техніко - економічні показники процесу синтезу Об'єкт випробування № п/п Склад наповнювача, мас % Fe Пропонований склад 1 2 3 4 5 Склад за прототипом 6 Ni Сu 10 70 20 5 80 15 15 60 25 20 60 20 10 60 30 ПірофілітКатлініт 65 35 Комп’ютерна в ерстка О. Рябко Показники ефективності Кількість розгерметизацій % Строк служби апаСтупінь перетворення При ство- При вклю- рату в відносних графіт - алмаз, мас % одиницях ренні ченні натиску гріву 40,5 2,5 3,6 1,35 38,5 2,7 4,0 1,25 36,0 2,4 5,4 1,14 33,5 3,2 6,3 0,97 33,0 3,7 7,0 0,93 32,2 3,7 Підписне 7,0 1,00 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601