Спосіб розподілу зернистого матеріалу за дефектністю поверхні зерен

1. Спосіб розподілу зернистого матеріалу за дефектністю поверхні зерен, що включає попередню обробку шляхом нанесення на дефектні ділянки поверхонь зерен часток матеріалу, що забезпечують наступний розподіл зерен у силовому полі 3 25515 наростання і перекристалізації. На поверхні кристалів присутні елементи скелетного росту, сліди ямок травлення, поглиблення від вкраплень кристалів, що випали і домішок. Для досягнення високої ефективності процесу поділу порошків низькоміцних зерен алмазу або кубічного нітриду бору по міцності необхідно більше селективне закріплення часток феромагнітного або електропровідного порошку на поверхні цих порошків з метою створення набутих властивостей, які забезпечують наступний поділ у відповідних силових полях. За прототипом операція нанесення часток матеріалу, що забезпечують наступний розподіл зерен у силовому полі на групи з різним рівнем дефектності поверхні і міцності - феромагнітного або електропровідного порошку на поверхню зерен надтвердих матеріалів здійснюється в повітряному середовищі, тому адгезійна сила прилипання часток значна. Збільшення дефектності поверхні зерен НТМ прямо пропорційно кількості часток, що закріпилися на їхній поверхні, що створюють набуті властивості. Нанесення таких часток на розвинену дефектну поверхню низькоміцних зерен НТМ супроводжується закріпленням більшої кількості феромагнітних або електропровідних часток, що знижує ефективність наступного поділу порошків НТМ у відповідних силових полях. В основу корисної моделі покладено завдання такого вдосконалення способу розподілу зернистого матеріалу за дефектністю поверхні і міцності зерен, при якому за рахунок створення оптимальних умов проведення процесу в магнітному або в електричному полях забезпечується більш селективне закріплення феромагнітних або електропровідних часток на поверхні зерен порошків НТМ, що забезпечує підвищення ефективності подальшого поділу по дефектності поверхні й по міцності у відповідних силових полях. Означене завдання вирішується завдяки тому, що у способі розподілу зернистого матеріалу за дефектністю поверхні зерен, який передбачає попередню обробку шля хом нанесення на дефектні ділянки поверхонь зерен часток матеріалу, що забезпечують наступний розподіл зерен у силовому полі на групи з різним рівнем дефектності поверхні і міцності, згідно корисної моделі нанесення на дефектні ділянки поверхонь зерен електропровідних або феромагнітних часток здійснюють у рідкому середовищі з концентрацією цих часток у рідкому середовищі 0,5-5%, а перед наступним розподілом зерен у силовому полі на групи з різним рівнем дефектності поверхні і міцності їх висушують, оптимальним при цьому є, коли використовують електропровідні або феромагнітні частки з розмірами не більш 1000 нм; як рідке середовище використовують воду. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає в наступному. Оскільки нанесення часток, що забезпечують наступний розподіл зерен у силовому полі на групи з різним рівнем дефектності поверхні і міцності здійснюється в рідкому середовищі, забезпечується більш висока вибірковість закріплення часток на 4 поверхні, тому що адгезійна сила прилипання цих часток у рідкому середовищі значно менша ніж у повітряному. Це дозволяє вибірково закріпитися і утримуватися на розвиненій дефектній поверхні зерен НТМ меншій кількості часток, що створюють набуті (наведені) властивості, що дозволяє робити більш селективне сортування порошків НТМ у відповідних полях (магнітних або електричних) різної напруженості, що сприятиме одержанню порошків, що розрізняються по дефектності поверхні й по міцності між собою в 1,5-2,0 рази, що в кінцевому рахунку сприяє підвищенню ефективності розподілу порошків НТМ у магнітному або електричному полі різної напруженості. Приклади конкретної реалізації пропонованого способу. Розподілу піддавали алмазний порошок АС6 200/160 і кубічний нітрид бору зернистості 160/125, попередню обробку вибіркового нанесення на дефектні ділянки поверхонь зерен часток, що забезпечують наступний розподіл зерен у силовому полі на групи з різним рівнем дефектності поверхні і міцності проводили в рідкому середовищі, як таке брали воду, процес здійснювали шляхом перемішування алмазного порошку з феромагнітним тонкодисперсним порошком заліза з розміром часток 900 нм при концентрації цих часток у воді 3,5% протягом 10±1 хвилин. Після проведення операції нанесення воду із частками порошку заліза, що не закріпилися, зливали, а порошок НТМ із частками, що закріпилися на поверхні зерен, заліза висушували, а потім розділяли у магнітному полі на магнітному сепараторі 138Т при напруженості від 1000 Є до 10000 Є з отриманням чотирьох продуктів з різною дефектністю поверхні та міцності. Аналогічні експерименти виконували з використанням електропровідного тонкодисперсного порошку меди, а розподіл зерен порошку НТМ з частками меди на його поверхні проводили у електричному полі на електросепараторі ЕС-2 при напруженості від 5 кv до 25 кv з отриманням також чотирьох продуктів з різною дефектністю поверхні та міцності. Спосіб було реалізовано також при різних зернистостях алмазів і кубічного нітриду бору, при різній концентрації і різній зернистості часток феромагнітного порошку. При концентрації часток 0,5% розподіл відбувається, але вихід часток з більш високою міцністю незначний, тому що у воді невелика кількість часток для закріплення. При концентрації часток менше 0,5% процес розподілу практично неможливий, тому що дуже мало часток для закріплення. При концентрації часток 5,0% процес розподілу відбувається, але трохи гірше, ніж при оптимальному (3,5%), збільшується вихід порошків з більш низькою міцністю. При збільшенні концентрації часток погіршується процес закріплення, починається скріплення часток між собою, тобто відбувається когезія часток, що погіршує вибірковість закріплення часток на поверхні зерен порошків НТМ і тим самим знижує селективність розподілу зерен порошків по набутим властивостям. При концентрації вище 5,0 % процес когезії збільшується, що знижує ефективність розподілу зерен 5 25515 порошків по дефектності поверхні й по міцності. Закріплення на поверхні зерен НТМ часток більше 1000нм призводить до закріплення меншої кількості цих часток, тому що як правило дефекти поверхні зерен порошків перебувають на рівні не більше 1000нм. Для кожного приклада реалізації пропонованого способу визначали вихід у %, дефектність поверхні, статичн у міцність Р. Дефектність поверхні оцінювали у вигляді коефіцієнта поверхневої активності Ка, % і визначали за методикою М88 України 90.258-2004 «Методика визначення коефіцієнта поверхневої активності». Результати експериментів зведено в таблиці 6 (додаються). За результатами випробувань встановлено, що за пропонованим способом отримано більше 50% алмазів зернистості 200/160 з міцністю, що дорівнює і вище 15,0 Н, що відповідає по ДСТУ 3292-95 марці АС15, за прототипом порошки цієї марки не отримані. Крім того, був зроблений розподіл кубічного нітриду бору зернистості 160/125 і отримані порошки, що розрізняються по міцності від 14,5 Н до 9,2 Н, за прототипом отримані порошки, що розрізняються по міцності від 12,8 Н до 11,0 Н. Це свідчить про значне підвищення ефективності розподілу порошків НТМ у магнітному або електричному полі різної напруженості. Таблиця 1 Результати адгезійно-магнітного сортування алмазів марки АС6 зернистості 200/160 Об'єкт випробувань Пропонований спосіб Спосіб за прототипом № продуктів розподілу 1 2 3 4 Вихідний 1 2 3 4 Вихідний Вихід, % 22,5 30,5 30,2 16,8 100,0 14,2 29,8 35,4 20,6 100,0 Ка, % 1,2 2,4 3,5 49 2,3 2,8 3,0 3,3 Р, Н 16,8 15,0 10,8 7,8 12,9 14,8 13,6 12,0 10,0 12,9 Таблиця 2 Результати адгезійно-магнітного сортування кубічного нітриду бору зернистості 160/125 Об'єкт випробувань Пропонований спосіб Спосіб за прототипом № продуктів розподілу 1 2 3 4 Вихідний 1 2 3 4 Вихідний Вихід, % 11,4 35,4 51,3 1,9 100,0 28,8 27,2 31,8 12,2 100,0 Ка, % 0,33 0,65 0,83 1,12 0,76 0,98 1,28 1,77 Р, Н 14,5 12,7 11,3 9,2 12,1 12,8 12,4 11,6 11,0 12,1 Таблиця 3 Результати адгезійно-магнітного сортування кубічного нітриду бору зернистості 160/125 при різній концентрації часток феромагнітного порошку Зміст феромагнітних часток 0,5 3,5 № продуктів розподілу 1 2 3 4 Вихідний 1 2 3 Вихід, % 0,8 24,3 36,5 38,4 100,0 15,1 35,4 40,3 Ка, % 0,31 0,53 0,75 0,98 0,35 0,69 0,87 Р, Н 14,1 12,7 12,5 11,3 12,1 14,9 12,5 11,3 7 25515 8 Продовження таблиці 3 Результати адгезійно-магнітного сортування кубічного нітриду бору зернистості 160/125 при різній концентрації часток феромагнітного порошку Зміст феромагнітних часток № продуктів розподілу 6,5 Ка, % Р, Н 4 Вихідний 1 2 3 4 Вихідний 1 2 3 4 Вихідний 5,0 Вихід, % 9,2 100,0 17,4 33,4 41,3 7,9 100,0 27,4 22,4 22,3 27,9 100,0 1,18 9,5 12,1 13,5 12,7 12,3 10,7 12,1 12,3 12,1 11,9 12,0 12,1 0,86 1,28 1,58 1,95 1,16 1,68 2,38 2,95 Таблиця 4 Результати адгезійно-магнітного сортування кубічного нітриду бору зернистості 160/125 з використанням часток феромагнітного порошку різних розмірів Розмір часток, нм 1000 1100 № п/п 1 2 3 4 Вихідний 1 2 3 4 Вихідний Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко Вихід, % 19,1 35,4 36,3 9,2 100,0 10,8 31,3 36,5 21,4 100,0 Підписне Ка, % 0,37 0,71 0,91 1,28 Р, Н 14,6 12,5 11,3 8,5 12,1 14,1 13,7 11,3 10,1 12,1 0,21 0,53 0,63 0,79 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