Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения исходного материала при производстве алмаза, а также износостойких деталей путем их поверхностного упрочнения.
Известен способ получения металлофуллеритовой матрицы из смеси высокоуглеродистой и низкоуглеродистой железных составляющих. Согласно этому способу высокоуглеродистую составляющую (чугун) смешивают с низкоуглеродистым железным сплавом в количествах, необходимых для формирования смеси с определенным содержанием углерода, затем смесь нагревают до температуры, при которой высокоуглеродистая составная часть расплавляется, а низкоуглеродистая остается твердой. В процессе выдержки при этой температуре происходит выравнивание состава сплава по углероду. После этого смесь нагревают до температуры равновесия между жидким и твердым состояниями и выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимом для формирования металлофуллерита. Заключительная стадия технологического процесса - охлаждение смеси до комнатной температуры [патент США N 5288342, 1999] [1] .
Недостатками этого способа являются необходимость нагрева до высоких температур, потребность в дорогостоящем печном оборудовании, обеспечивающим нагрев до 1300 - 1400oC, большая продолжительность процесса, высокие затраты электроэнергии.
Предлагаемый способ отличается простотой и позволяет резко сократить продолжительность всего цикла получения металлофуллеритовой матрицы.
Заявляемый способ получения металлофуллерита, включающий приготовление смеси на основе железа и последующую ее обработку, отличается тем, что смесь готовят из порошков железа и фуллерена C60, затем прессуют и обрабатывают в вакууме сильноточной низковольтной микродугой диаметром 5 - 20 мкм, функционирующей в быстроперемещающихся микропятнах в течение 60 с.
Заявляемый способ отличается от известного составом исходного материала и отсутствием операции печного нагрева.
Способ получения железофуллеритовой матрицы в поверхностном слое прессовки из смеси железа с фуллереном C60 включает:
- приготовление шихты состава 92% технического железного порошка марки ПЖР 3.200.28, 8% фуллерена C60;
- прессование шихты при давлении 700 МПа:
- обработка поверхности прессовки сильноточной низковольтной вакуумной дугой, функционирующей в быстроперемещающихся микропятнах.
Ток микродуги составляет 50-60 А при плотности 106-108 А/см2. Общее время обработки поверхности прессовки микродугами, имеющими диаметр 5 - 20 мкм, составляет 60 с при скорости их перемещения по обрабатываемой поверхности 8 - 30 м/с. Вакуум в процессе обработки образца поддерживают в пределах 2•10-2-8•10-3 Па. Время функционирования микродуги на одном месте - 10-3-10-5 с при локальном разогреве поверхности до температуры 4,7•103 -7,7•103 oC. При воздействии микродуги на поверхность наряду с высоким температурным градиентом активное участие в фазообразовании и обработке структуры материала оказывает и импульсная отдача взрывной электронной эмиссии ввиду того, что давление в основании микродуги составляет 100 - 300 атмосфер.
После обработки согласно данным рентгеноструктурного анализа в образце содержится исходная ГЦК-фаза C60 и образуется новая металлофуллеритовая фаза, табл. 1.
Вывод о формировании металлофуллерита в предлагаемом способе его получения подтверждается совпадением межплоскостных расстояний полученной фазы и металлофуллеритовой фазы, образующейся в железоуглеродистом сплаве, полученном из смеси высокоуглеродистого и низкоуглеродистого железа согласно патенту США [1] , табл. 2.
Из сравнения табл. 1 и 2 следует, что совпадают линии 4,14-4,12; 3,73-3,71 и 3,56-3,56. Эти линии появляются после обработки на фоне линий фуллерена C60.
Таким образом, обработка электрической дугой поверхности прессованного образца из смеси железного порошка и фуллерена C60 приводит к формированию металлофуллерита, причем для этого не требуется высокотемпературного длительного печного нагрева. Полученный таким способом материал может быть использован как промежуточный для его последующей быстрой закалки с целью превращения металлофуллерита в алмаз [патент США N 5449491, 1995] .
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА | 1998 |
|
RU2148490C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА ИЗ ФУЛЛЕРЕНА | 1995 |
|
RU2087576C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОЙ ТРУБЫ | 1999 |
|
RU2149743C1 |
СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ | 1997 |
|
RU2120352C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПСЕВДОСПЛАВА БРОНЗА-СТАЛЬ | 1999 |
|
RU2163270C2 |
ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ В ВАКУУМЕ | 1993 |
|
RU2077604C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН | 1995 |
|
RU2083534C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК В ВАКУУМЕ | 1992 |
|
RU2066704C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ПОРОШКА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ | 1996 |
|
RU2136443C1 |
ФИЛЬТР | 1993 |
|
RU2093248C1 |
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано для получения исходного материала при производстве алмаза, а также износостойких деталей путем их поверхностного упрочнения. Способ включает приготовление смеси на основе железа и последующую ее обработку, при этом смесь готовят из порошков железа и фуллерена С60, затем прессуют и обрабатывают в вакууме сильноточной низковольтной микродугой диаметром 5-20 мкм, функционирующей в быстроперемещающихся микропятнах в течение 60 с. Изобретение позволяет резко сократить продолжительность всего цикла получения металлофуллеритовой матрицы. 2 табл.
Способ получения металлофуллерита, включающий приготовление смеси на основе железа и последующую ее обработку, отличающийся тем, что смесь готовят из порошков железа и фуллерена С60, затем прессуют и обрабатывают в вакууме сильноточной низковольтной микродугой диаметром 5-20 мкм, функционирующей в быстроперемещающихся микропятнах в течение 60 с.
US 5288342 А, 22.02.1994 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА ИЗ ФУЛЛЕРЕНА | 1995 |
|
RU2087576C1 |
УСИЛЕННАЯ ТАКТИЛЬНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ И ОПТИЧЕСКИ ПОЛУПРОЗРАЧНАЯ ПЛЕНКА ДЛЯ УПАКОВКИ | 2015 |
|
RU2684090C2 |
Домовый номерной фонарь, служащий одновременно для указания названия улицы и номера дома и для освещения прилежащего участка улицы | 1917 |
|
SU93A1 |
Экономайзер | 0 |
|
SU94A1 |
Авторы
Даты
2002-01-20—Публикация
2000-01-18—Подача