Технологічний вузол для електроспікання алмазовмістких виробів

1 Технологический узел для электроспекания алмазосодержащих изделий, содержащий соосно расположенные изолированные друг от друга электропроводные блок-матрицы с углублениями на обращенных друг к другу торцах последних и установленный между ними контейнер из пластичного электроизоляционного материала для размещения электропроводных заготовок, отличающийся тем, что каждая блок-матрица выполнена из двух, имеющих возможность встречного осевого относительного перемещения, частей матрицы с выполненным в ней сквозным осевым отверстием и наковальни для передачи давления и электротока, причем между каждой из симметрично размещенных относительно горизонтальной срединной плоскости контейнера наковальней и матрицей помещена упругая прокладка, а контейнер охвачен обоймой, отделенной от матрицы изолятором 2 Технологический узел по п 1, отличающийся тем, что в сквозных осевых отверстиях матриц размещены пуансоны, а на обращенных друг к другу торцах пуансонов размещены защитные прокладки из электропроводного материала с меньшей теплопроводностью, чем у пуансонов О Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов и изделий из них Известен технологический узел для электроспекания алмазосодержащих изделий (см Переяслов В П , Бологова Л М , Коломиец В П Приближенный расчет поля температур при высокоскоростном электроспекании//Сверхтвердые материалы - 1990- № 5 - С 49-54), содержащий соосно расположенные, изолированные друг от друга электропроводные блок-матрицы с углублениями на обращенных друг к другу торцах последних, предназначенные для передачи давления и электротока, и установленный между ними контейнер из пластичного электроизоляционного материала для размещения электропроводных заготовок При работе такого технологического узла блок-матрицы сближаются, пластичный контейнер из литографского камня сильно деформируется, при этом спекаемые заготовки обжимаются в осевом и радиальном направлении, обеспечивается передача давления на них и электрический контакт с ними Недостатком технологического узла является большая деформация заготовок в радиальном вш направлении, что приводит к значительному нестабильному искажению их диаметра, а это вносит изменения в электрическую цепь и вызывает нестабильность в выделении энергии в заготовках Кроме того, характерное появление тонкого заусенца из литографского камня делает малоуправляемым и нестабильным процесс передачи давления через торцы на заготовки и, в особенности, на завершающей стадии спекания Все это приводит к нестабильности выделяемой энергии и к разбросу свойств спекаемых изделий В таком узле также невозможно получать изделия с цельной державкой В основу изобретения поставлена задача создания технологического узла для электроспекания одновременно двух алмазосодержащих изделий, преимущественно, с безалмазными цельными державками, в котором будет сведена к минимуму деформация пластичного контейнера в радиальном направлении, что повысит точность диаметра спекаемых изделий Кроме того, станет более управляемой передача давления на торцы спекаемых заготовок и, в особенности, на завершающей стадии спекания Все это улучшит стабильность свойств спекаемых изделий 1 (О о 20674 Поставленная задача решается тем, что в технологическом узле для электроспекания алмазосодержащих изделий, содержащем соосно расположенные, изолированные друг от друга электропроводные блок-матрицы с углублениями на обращенных друг к другу торцах последних, и установленный между ними контейнер из пластичного электроизоляционного материала для размещения электропроводных заготовок, согласно изобретению, каждая блок-матрица выполнена из двух, имеющих возможность встречного осевого относительного перемещения, частей матрицы с выполненным в ней сквозным осевым отверстием и наковальни для передачи давления и электротока, причем между каждой из симметрично размещенных относительно горизонтальной срединной плоскости контейнера наковальней и матрицей помещена упругая прокладка, а контейнер охвачен обоймой, отделенной от матрицы изолятором В этом варианте технологического узла роль пуансонов играют цельные державки, которые являются частью заготовок Этот вариант технологического узла предназначен для спекания алмазосодержащих изделий с безалмазной цельной державкой матрицами) в сквозных осевых отверстиях матриц располагают пуансоны из жаропрочных сплавов, а на их торцах, обращенных к заготовкам, размещают защитные прокладки из электропроводного материала с меньшей теплопроводностью, чем у пуансонов Это локализует энергию в зоне спекания, уменьшает ее расход, предотвращает эрозию торцев пуансонов На фиг 1 изображен заявляемый технологический узел для электроспекания одновременно двух алмазосодержащих изделий Такой технологический узел содержит соосно расположенные изолированные друг от друга две электропроводные блок-матрицы, каждая из которых выполнена из двух, имеющих возможность встречного осевого перемещения частей матрицы 1 со сквозным осевым отверстием и наковальни 2 для передачи давления и электротока, а между каждой из симметрично размещенных относительно горизонтальной срединной плоскости а-а контейнера 3 из литографского камня наковальней 2 и матрицей 1 помещена упругая, например резиновая, прокладка 4, а контейнер 3 охвачен обоймой 5, отделенной от матрицы 1 изолятором 6 Для спекания алмазосодержащих изделий с тугоплавкой матрицей без державок применяется вариант технологического узла по п 2 формулы изобретения, в котором в сквозных отверстиях матриц размещены пуансоны из жаропрочных сплавов, а на обращенных друг к другу торцах пуансонов размещены защитные прокладки из электропроводного материала с меньшей теплопроводностью, чем у пуансонов Причинно-следственная связь между отличиями и достигаемыми техническими результатами состоит в следующем В разработанном технологическом узле передача давления от наковален на спекаемые заготовки осуществляется через державки или пуансоны, которые могут перемещаться вдоль оси независимо от матриц, а передача поддерживающего давления на контейнер осуществляется от наковален через упругие резиновые прокладки и матрицы Таким образом кинематически механизмы передачи давлений на спекаемые заготовки и на торцы контейнера связаны, но не жестко Следовательно, подбирая оптимальные размеры упругих прокладок в зависимости от планируемой усадки заготовок обеспечивают разные давления на спекаемые заготовки (чтобы обеспечить требуемые параметры спекания), и на поддержку торцев контейнера (чтобы предотвратить его разрушение и выдавливание спекаемого материала) Охватывающая обойма ограничивает деформацию контейнера в радиальном направлении, что уменьшает искажение диаметров спекаемых заготовок В результате достигается более высокая стабильность величины поглощенной энергии в заготовках, лучше поддерживается необходимое давление для спекания, уменьшается разброс геометрических размеров спеченных изделий Наличие сквозных осевых отверстий в матрицах дает возможность располагать в них державки и, используя их как пуансоны, получать алмазосодержащие изделия с цельной державкой Возможен вариант выполнения технологического узла для спекания заготовок без державок, в котором узел снабжен размещенными в сквозных осевых отверстиях матриц 1 пуансонами 7 из жаропрочных сплавов, например из ЭИ437Б, а на обращенных друг к другу торцах пуансонов 7 размещены защитные прокладки 8 из электропроводного материала с меньшей теплопроводностью, чем у пуансонов, например из карбида молибдена, нитрида ниобия, нитрида титана Работа заявляемого технологического узла по п 1 и по п 2 формулы изобретения различаются лишь тем, что при спекании по п 2 изделий в виде таблеток используются пуансоны 7 и защитные прокладки 8, а при спекании по п 1 изделий с державками в пуансонах 7 нет необходимости, поскольку роль пуансона в этом случае выполняет державка изделия Поэтому считаем возможным лишь подробное описание варианта работы заявляемого технологического узла по п 1 формулы изобретения В начале производят снаряжение технологического узла При этом на нижнюю наковальню 2 кладут нижнюю упругую прокладку 4, а на нее кладут нижнюю матрицу 1 углублением вверх В отверстие нижней матрицы 1 вставляют державку нижней заготовки 9, которая упирается контактным торцем в нижнюю наковальню 2 Затем в углубление нижней матрицы 1 устанавливают контейнер 3 из литографского камня так, чтобы выступающая часть державки нижней заготовки 9 зашла в отверстие контейнера 3 На торец нижней матрицы 1 кладут изолятор 6 и обойму 5, которая охватывает контейнер 3 по наружному диаметру Затем в контейнер 3 вставляют нижнюю заготовку 9, дозировкой засыпают и разравнивают разделительную прокладку 10 из чешуйчатого графита, вставляют верхнюю заготовку 9 с державкой После этого на державку верхней заготовки 9 надевают верхнюю матрицу 1 углублением вниз, на нее кладут верхнюю упругую прокладку 4, а на последнюю кладут верхнюю наковальню 2 При спекании алмазосодержащих изделий без державок (преимущественно с тугоплавкими 20674 Собранный технологический узел помещают под пресс, поджимают до заданного давления в зоне спекания, включают электронагрев и проводят спекание После спекания пресс разгружают, технологический узел разбирают и извлекают готовые изделия По первому варианту получают два изделия, где алмазосодержащие слои надежно приварены на стальных державках По второму варианту получают две алмазосодержащие таблетки с тугоплавкой матрицей, например из ВК6-ВК15 7 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 20674