close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7677

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7677
(13) C1
(19)
(46) 2006.02.28
(12)
7
(51) B 23K 20/00, 20/08
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ УДАРНО-ВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ
ТРУДНОПРЕССУЕМЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ
И АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
BY 7677 C1 2006.02.28
(21) Номер заявки: a 20001006
(22) 2000.11.10
(43) 2002.06.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение "Научно-исследовательский институт импульсных процессов с
опытным производством" (BY)
(72) Авторы: Коморный Александр Анатольевич; Смирнов Геннадий Васильевич; Толошный Анатолий Александрович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение "Научно-исследовательский институт импульсных процессов с опытным производством" (BY)
(56) JP 4026708 А, 1992.
RU 2116176, 1998.
SU 1770085 A1, 1992.
SU 395173, 1974.
SU 1732572 A1, 1997.
FR 2542654 A1, 1984.
Труды II совещания по обработке
материалов взрывом / Под редакцией
Г.Е. Кузьмина, В.А. Симонова, И.В. Яковлева, В.Ф. Нестеренко. - Новосибирск. 1982. - С. 70-73.
(57)
Способ ударно-волновой обработки труднопрессуемых керамических и алмазоподобных порошковых материалов, включающий коаксиальную установку ампулы с образцом и
заряда взрывчатого вещества, нагрев образца пропусканием тока и инициирование заряда
взрывчатого вещества, причем токоподводы располагают на стороне, противоположной
точке инициирования, отличающийся тем, что нагрев образца проводят до температуры
2500 °С через графитовый нагреватель, при этом по наружной цилиндрической поверхности
основного заряда взрывчатого вещества располагают дополнительный заряд взрывчатого
вещества, а выводы токоподводов выполняют направленными в грунтовое основание.
BY 7677 C1 2006.02.28
Изобретение относится к области динамической обработки материалов и предназначено для создания необходимых технологических параметров при сварке-консолидации
преимущественно продвинутых керамических и алмазоподобных композиций. Данные
композиции применяются для изготовления сверхтвердых режущих элементов обрабатывающего и правящего инструмента.
Известны установочные схемы для прессования порошковых материалов различными
зарядами бризантных взрывчатых веществ по цилиндрической конфигурации (А.В. Крупин,
В.Я. Соловьев и др. Обработка металлов взрывом. - Москва: Металлургия, 1999. - С. 325).
Они состоят из контейнера, который представляет собой трубу с различной толщиной
стенки из черного или цветного металла или другого материала, например картона, и защитного конуса, который препятствует проникновению продуктов взрыва внутрь прессуемого порошка. Недостатком таких ампул является невозможность их применения для
прессования тугоплавких керамических сверхтвердых и алмазоподобных материалов. Такие материалы имеют высокие прочностные характеристики и температуру плавления.
Для получения соединения между частицами необходимо создать условия деформации и
пластического течения поверхностных слоев в момент прохождения ударной волны и
процесса разгрузки. Однако вследствие высокого динамического предела текучести сверхтвердых и алмазоподобных материалов таких условий добиться невозможно без предварительного разогрева обрабатываемых образцов.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому
объекту является способ (заявка Японии 4026708, 1992) ударно-волновой обработки труднопрессуемых керамических и алмазоподобных порошковых материалов, включающий
коаксиальную установку ампулы с образцом и заряда взрывчатого вещества, нагрев образца пропусканием тока и инициирование заряда взрывчатого вещества, причем токоподводы располагают на стороне, противоположной точке инициирования.
К недостаткам этой схемы следует отнести невозможность нагрева рабочей полости
выше температуры 1000 °С, т.к. в этом случае возможно возгорание заряда взрывчатого
вещества.
Задачей предлагаемого изобретения является получение универсальной установочной
схемы для обработки различных классов труднопрессуемых керамических и алмазоподобных материалов при обеспечении полной безопасности работ с взрывчатыми материалами без применения специальных защитных сооружений.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе ударно-волновой обработки труднопрессуемых керамических и алмазоподобных порошковых материалов,
включающем коаксиальную установку ампулы с образцом и заряда взрывчатого вещества,
нагрев образца пропусканием тока и инициирование заряда взрывчатого вещества, причем
токоподводы располагают на стороне, противоположной точке инициирования, согласно
изобретению, нагрев образца проводят до температуры 2500 °С через графитовый нагреватель, при этом по наружной цилиндрической поверхности основного заряда взрывчатого
вещества располагают дополнительный заряд взрывчатого вещества, а выводы токоподводов выполняют направленными в грунтовое основание.
Способ осуществляют по схеме ударно-волновой обработки порошковых материалов
при повышенных исходных температурах, представленной на фигуре.
Данная схема состоит из электродетонатора 1, основного заряда взрывчатого вещества 2
со скоростью детонации D2, дополнительного заряда 3 со скоростью детонации D1, направленной вдоль поверхности цилиндра основного заряда, причем D1>D2, что приводит к
осевой кумуляции энергии, и ампулы сохранения. В свою очередь, ампула сохранения
представляет собой закрытый с одной стороны металлический контейнер 4, который является и одним из токоподводов, электроизолирующий, и при необходимости, теплоизолирующий, слой 5 для электрической развязки токоподводов, обрабатываемый образец 6 с
графитовым нагревателем 7. Для удержания образца в контейнере в процессе обработки и
2
BY 7677 C1 2006.02.28
после снятия нагружения он закрывается заглушкой 8, которая является вторым токоподводом.
Предлагаемая схема работает следующим образом. Ампула сохранения в собранном
состоянии устанавливается в месте проведения взрывных работ и направляется выводами
токоподводов в грунтовое основание (на схеме не показано). После подсоединения токоподводов к зажимам силовой электроустановки, формования зарядов взрывчатого вещества и установки электродетонатора производится нагрев обрабатываемого образца до
необходимой технологической температуры. После проведения нагрева производится
инициирование зарядов взрывчатого вещества с помощью электродетонатора. Возникающая детонационная волна вызывает ударную волну в металлическом контейнере, которая
и производит обработку образца. Заглушка запечатывает открытый канал контейнера и не
только удерживает, но и сохраняет образец в осаженном контейнере в напряженном состоянии. За счет однонаправленности детонационных и ударных процессов в сторону
грунтового основания случайного разлета концевых частей токоподводов не происходит и
они остаются в месте подрыва.
По предлагаемому способу проводили консолидацию ультрадисперсных алмазных
порошков детонационного синтеза с исходным размером частиц 4...5 нм. Порошки предварительно подготавливались, уплотнялись до плотности 15...20 % от теоретической, и
помещались в ампулу сохранения. Вокруг ампулы сохранения формовался основной заряд
взрывчатого вещества из аммонита 6 ЖВ (D2 = 4500 м/с). В качестве дополнительного заряда взрывчатого вещества использовался гексоген (D1 = 6500 м/с). Инициирование заряда
осуществлялось с помощью электродетонатора ЭД-8. Перед инициированием производился нагрев образца до температуры 2500 °С в течение 16 секунд. Компактные образцы в
виде дисков извлекались с помощью токарного станка. Относительная плотность образцов
измерялась с помощью метода гидростатического взвешивания и составила 96 % от теоретической. Установлено, что размер частиц алмаза может быть увеличен под динамической
нагрузкой в 35 ГПа и выдержке несколько десятков микросекунд. Наблюдаемое укрупнение алмазных зерен до 200 мкм доказывает эффективность процесса ударно-волновой
консолидации и возможность получения монолитной структуры.
Предлагаемая схема ударно-волновой обработки порошковых материалов позволяет
осуществлять сварку-консолидацию труднопрессуемых керамических и алмазоподобных
материалов при исходных температурах до 2500 °С при обеспечении безопасности взрывных работ и сохранении ампулы с образцом после релаксации ударных процессов.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
94 Кб
Теги
by7677, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа