Спосіб отримання шліфпорошку синтетичного алмазу

1. Спосіб виготовлення шліфпорошку синтетичного алмазу, що включає магнітну сепарацію і хімічну обробку шліфпорошку синтетичного алмазу, який відрізняється тим, що хімічну обробку шліфпорошку синтетичного алмазу виконують пе 3 24759 4 Тому відомі способи виготовлення порошку обробці мінеральними кислотами, наприклад, хлосинтетичного алмаза для електрохімічного виробрною або так званою «царською горілкою» (суміш ництва застосовні тільки до серійних синтетичних соляної та азотної кислот у співвідношенні 3:1) для шліфпорошків алмаза, синтезованих у присутності повного розчинення й видалення поверхневих сплаву Ni-Mn. При цьому вихід алмазів немагнітної домішок, для того, щоб їх залишалося менш 0,1%. фракції залежно від крупнисті алмазів і кількості У результаті магнітна сприйнятливість серійного поверхневих металевих домішок коливається в алмазного порошку знижується, а вихід алмазів межах 10-70%. Відомі способи практично незастонемагнітної фракції порошків для електрохімічного совні для алмазів, синтезованих на феросплавах. виробництва збільшується. В основу корисної моделі поставлене завданБільш різке зниження магнітної сприйнятливоня такого вдосконалення способу одержання шлісті серійних алмазів досягається за рахунок хімічфпорошка синтетичного алмаза, при якому за раного розчинення металевих включень, що розкрихунок зміни послідовності технологічних операцій і лися в зернах алмаза в результаті термообробки пропонованих нових режимів магнітної сепарації алмазів. забезпечується можливість одержання алмазних Температура термообробки алмазів приймашліфпорошків, синтезованих незалежно від сплається значно нижче температури плавлення вклюву-розчинника, використовуваного при синтезі чень в алмазах, що забезпечує схоронність міцно(феросплави або Ni-Mn) шляхом зменшення магсті алмазів. нітної сприйнятливості порошку алмазів, що надКонтроль за повнотою розчинення включень ходить на магнітну сепарацію і, як наслідок, збільсплаву-розчинника здійснюється по зміні питомої шення виходу алмазів немагнітної фракції, магнітної сприйнятливості шліфпорошка алмаза придатних для електрохімічного виробництва, а до і після хімічної обробки за методикою [М88 також розширюються технологічні можливості України 90.256-2004 «Визначення питомої магнітпроцесу в цілому. ної сприйнятливості порошків надтвердих матеріПоставлене завдання вирішується завдяки алів (СТМ)»]. тому, що в способі виготовлення шліфпорошка Приклади конкретної реалізації пропонованого синтетичного алмазу, що включає магнітну сепаспособу одержання шліфпорошка синтетичного рацію і хімічну обробку шліфпорошка синтетичного алмазу для електрохімічного виробництва. алмаза, згідно корисній моделі, хімічну обробку Приклад 1.(по п.1 формули). Брали алмазний шліфпорошка синтетичного алмаза роблять перед порошок марки АС32 400/315 масою 1000 каратів, магнітною сепарацією, а магнітну сепарацію здійссинтезований на сплаві-розчиннику Ni-Mn, і провонюють із виділенням у немагнітну фракцію зерен дили хімічну обробку шлі фпорошка синтетичного алмаза з магнітною сприйнятливістю не більше алмазу шляхом проведення реакції з мінеральними кислотами, наприклад, хлорною або так званою 3,4×10-8м 3/кг для порошків алмаза різних марок і «царською горілкою» (суміш соляної а азотної кисзернистостей і не більше 6,6×10-8м 3/кг для порошків лот у співвідношенні 3:1) для повного розчинення і алмаза марок AC 15-AC32 зернистостей 160/125 і видалення поверхневих домішок, магнітну сепаракрупніше і, при цьому доцільно перед хімічною цію здійснювали з виділенням у немагнітну фракобробкою шліфпорошка синтетичного алмазного цію зерен алмаза з магнітною сприйнятливістю не останній піддавати термічній обробці при темперабільше 6,6×10-8м 3/кг для порошків алмаза марок AC турі, що дорівнює 0,7-0,8 температури плавлення 15-AC 32 зернистостей 160/125 і крупніше. Дані сплаву-розчинника, використовуваного при синтезі зведені в табл. 1 ,п. 1. алмаза, що входить у даний алмаз у вигляді вклюПриклад 2. (по п.2 формули). Умови здійсненчень. ня способу одержання шліфпорошка синтетичного Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю алмазу ті ж самі, однак, перед хімічною обробкою ознак, що характеризує пропонований спосіб і техсинтетичного алмазного шліфпорошка останній нічними ефектами, що досягаються при її реалізапіддавали термічній обробці при температурі, ції, полягає в наступному. Алмаз хімічно інертний матеріал, а магнітна 750±10°С рівної 0,7-0,8 температури плавлення сприйнятливість синтетичних алмазів визначаєтьсплаву-розчинника Ni-Mn, використовуваному при ся присутніми в них металевими поверхневими синтезі алмаза, що входив в даний алмаз у вигляді домішками і включеннями. Для цього у пропоновавключень див. табл. 1, п. 2. ному способі перед магнітною сепарацією серійні Приклад 3. У тих самих умовах був реалізоваалмазні порошки піддають інтенсивній хімічній ний спосіб за прототипом (див. там же, п. 3) Таблиця 1 №п/п 1 Результати випробувань Характеристики зразків алмазних Найменування продупорошків, що випробовувались ктів магнітної сепараВихід, % ції Пропонований спосіб Немагнітний 25,0 АС32 400/315 після хімічної оброМагнітний 75,0 бки вихідний 100,0 c×10-8, м 3/кг 6,3 22,4 18,4 5 24759 6 Продовження таблиці 1 Результати випробувань Характеристики зразків алмазних Найменування проду№п/п порошків, що випробовувались ктів магнітної сепараВихід, % ції Немагнітний 48,6 АС32 400/315 після термообробці 2 Магнітний 51,4 та хімічної обробки вихідний 100,0 Спосіб за прототипом Немагнітний 10,0 3 АС32 400/315 Магнітний 90,0 вихідний 100,0 Приклад 4. Брали алмазний порошок марки АС20 100/80 масою 1000 каратів, синтезований також на сплаві-розчиннику Ni-Mn, і проводили хімічну обробку шліфпорошка синтетичного алмазного шляхом проведення хімічної реакції з лугом і перекисом водню, магнітну сепарацію здійснювали з виділенням у немагнітну фракцію зерен алмаза з магнітною сприйнятливістю не більше 3,4·10-8м 3/кг. Дані зведені в табл.2, (приклад 4 по п. 1 формули.) Приклад 5 ( по п.2 формули). Умови здійснення способу одержання шліфпорошка синтетичного c×10-8, м 3/кг 6,2 29,9 18,4 6,2 19,3 18,4 алмазу ті ж самі, однак перед хімічною обробкою синтетичного алмазного шліфпорошка останній піддавали термічній обробці при температурі, що дорівнює 750±10°С, тобто 0,7-0,8 температури плавлення сплаву-розчинника Ni-Mn, використовуваного при синтезі алмаза, що входить у даний алмаз у вигляді включень див. табл.2 приклад 5. Приклад 6. У тих самих умовах був реалізований спосіб за прототипом (див. табл.2, приклад 6). Таблиця 2 Результати випробувань Характеристики порошків, що ви- Найменування проду№п/п пробовувались зразків алмазних ктів магнітної сепараВихід, % ції Пропонований спосіб Немагнітний 21,4 АС20 100/80 після хімічної оброб4 Магнітний 78,6 ки вихідний 100,0 Немагнітний 52,4 АС20 100/80 після термообробці 5 Магнітний 47,4 та хімічної обробки вихідний 100,0 Спосіб за прототипом Немагнітний 12,5 6 АС20 100/80 Магнітний 87,5 вихідний 100,0 Приклад 7. Брали алмазний порошок марки АС100 250/200 масою 1000 каратів, синтезований на сплаві-розчиннику Fe-Co, і проводили хімічну обробку синтетичного алмазного шліфпорошка шляхом проведення реакції з мінеральними кислотами, наприклад, так званою «царською горілкою» (суміш соляної а азотної кислот у співвідношенні 3:1), а потім з лугом і перекисом водню, з наступним промиванням до нейтральних вод і сушінням, магнітну сепарацію здійснювали з виділенням у немагнітну фракцію зерен алмаза с магнітною сприйнятливістю не більше 3,4·10-8м 3/кг. Дані зведені в табл.3 приклад 7. Приклад 8 по п.2 формули. c×10-8, м 3/кг 3,3 13,7 11,5 3,1 20,8 11,5 3,2 12,7 11,5 Умови здійснення способу одержання шліфпорошка синтетичного алмаза ті ж самі, однак, перед хімічною обробкою синтетичного алмазного шліфпорошка останній піддавали термічній обробці при температурі, рівної 750±10°С, 0,7-0,8 температури плавлення сплаву-розчинника Ni-Mn, використовуваного при синтезі алмаза, що входить у даний алмаз у вигляді включень див. табл.3, приклад 8. Приклад 9. У тих самих умовах був реалізований спосіб за прототипом (див. там же, приклад 9). 7 24759 8 Таблиця 3 Результати випробувань Характеристики зразків алмазних Найменування проду№п/п порошків, що випробовувались ктів магнітної сепараВихід, % ції Пропонований спосіб Немагнітний 12,7 АС100 250/200 після хімічної об7 Магнітний 87,3 робки вихідний 100,0 Немагнітний 38,5 АС100 250/200 після термообробці 8 Магнітний 61,5 та хімічної обробки вихідний 100,0 Спосіб за прототипом Немагнітний 2,5 9 АС100 250/200 Магнітний 97,5 вихідний 100,0 В таблиці 4 представлені аналогічні описаним вище приклади 10-12 для алмазів марок АС20 125/100 на сплаві Ni-Mn. Температура плавлення сплаву Ni-Mn від 900°С до 1200°С у залежності від c×10-8, м 3/кг 3,1 74,5 65,4 3,3 104,3 3,2 67,0 65,4 кількісного змісту вхідних елементів. Температура в даному конкретному прикладі Тпл=1070°С, тому температура термообробки алмазів Тто=750±10°С. Таблиця 4 № п/п 10. 11. 12. Результати випробовувань Температура термоНайменування продуктів магобробки, Вихід, % c·10-8, м 3/кг нітної сепарації Немагнітний 41,0 3,2 700±10°С Магнітний 59,0 23,9 вихідний 100,0 15,4 Немагнітний 55,0 3,0 750±10°С Магнітний 45,0 30,6 вихідний 100,0 15,4 Немагнітний 57,0 3,1 Магнітний 43,0 31,7 800±10°С вихідний 100,0 15,4 В таблиці 5 представлені аналогічні описаним вище приклади 13-15 для алмазів АС 100 400/315 на сплаві Fe-Co. Температура плавлення сплаву Fe-Co від 1300°С до 1500°С у залежності від кількісного змісту вхідних елементів. Температура в Міцність, Р Н 20,1 20,4 19,8 20,4 14,1 20,4 даному конкретному прикладі Тпл=1400°С, тому температура термообробки алмазів Тто=1000±10°С. Таблиця 5 № п/п 13. 14. 15. Результати випробовувань Температура термоНайменування продуктів магобробки, Вихід, % c·10-8, м 3/кг нітної сепарації Немагнітний 27,6 3,2 950±10°С Магнітний 72,4 79,0 вихідний 100,0 57,8 Немагнітний 40,5 2,9 1000±10°С Магнітний 59,5 95,2 вихідний 100,0 57,8 Немагнітний 47,8 3,1 1100±10°С Магнітний 52,2 107,9 вихідний 100,0 57,9 В таблиці 6 представлені аналогічні описаним вище приклади 16-18 для алмазів АС 100 400/315 на сплаві Fe-Co. Температура термообробки ал Міцність, Р Н 165 174 163 174 145 174 мазів Тто=1000±10°С. Вибір часу термообробки. 9 24759 10 Таблиця 6 Результати випробовувань № п/п Час термообробки, хв Найменування продуктів магВихід, % c·10-8, м 3/кг нітної сепарації Немагнітний 19,6 3,2 1. 5 Магнітний 80,4 71,1 вихідний 100,0 57,8 Немагнітний 25,8 3,0 16. 10 Магнітний 74,2 76,9 вихідний 100,0 57,8 Немагнітний 46,8 3,2 17. 15 Магнітний 53,2 105,8 вихідний 100,0 57,8 Немагнітний 57,9 3,1 18. 20 Магнітний 42,1 133,0 вихідний 100,0 57,8 Контроль за проведенням процесу одержання порошків синтетичного алмазу придатних для виготовлення гальванічного інструмента здійснювали по змінах питомої магнітної сприйнятливості (%). Питома магнітна сприйнятливість вимірялася Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський Міцність, Р Н 177 174 175 174 175 174 151 174 за методикою М88 України 90.256-2004 «Методика визначення питомої магнітної сприйнятливості порошків надтвердих матеріалів (СТМ)». Як видно з наведених таблиць, вихід алмазів немагнітної фракції збільшився у 5 - 15 разів. Підписне 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