Устройство для создания сверхвысокого давления Советский патент 1984 года по МПК B01J3/06 

СХ)

сь

1

Изобретение относится к технике обработки материалов давлением и температурой .и может быть использовано при производстве новых материа,лов, например для .синтеза алмазов и кубического нитрида бора.

Известно устройство для создания сверхвысоких давлений, содержащее соосно установленные матрицы, скрепленные блоком колец и имеющие на обращенных один к другому торцах центральные углубления, расположенный в углублениях деформируемьй контейнер с обрабатываемым продуктом, контактирующие с торцами матриц опорные плиты, состоящие из центральной вставки в виде усеченного конуса, 1подкладной вставки и охватывающего их кольца. Контакт центральной вставки с торцом матрицы происходит по большому основанию при соотношении диаметра торца матрицы к большому основанию центральной вставки, равном или менее 0,5 1.

Недостатком устройства является то, что в матрицах и центральных вставках опорных плит при рабочем нагружении возникают напряжения изгиба значительной величины, приводящие к снижению срока службы устройства.

Цель изобретения - увеличение срока службы устройства за счет снижения величины действующих в матрице и вставке опорной плиты напряжений изгиба.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для создания сверхвысокого давления, содержащем соосно установленные матрицы, скрепленные блоком колец и имекяцие на обращенных один к другому торцах центральные углубления, расположенньй в .углублениях деформируемьй контейнер с обрабатываемым продуктом, контактирующие с -торцами матриц опорные плиты,состоящие из централь ной твердосплавной вставки в виде усеченного конуса, подкладной вставки и охватьшающего их кольца, меньшее основание твердосплавной вставки опорной плиты контактирует с торцом матрицы и отношение диаметра торца матрицы к диаметру меньшего основания составляет 0,55-1,26.

Контакт между матрицей и меньшим основанием вставки при указанном отношении диаметром обеспечивает

1862

уменьшение величины изгибающих напря жений в матрице и вставке onopHoii плиты за счет более равномерной эпюры в зоне контакта, что приводит к увеличению срока службы устройства.

При отношении диаметра торца матрицы к диаметру меньшего основания центральной вставки, меньшем 0,55, в матрице и вставке на границе диаметра матрицы при рабочем нагружении появляются контактные давления, значительно превьш1ающие давление на ОС.1Ч, что ведет к появлению значительных напряжений изгиба в матрице и вставке.

При отношении диаметров более 1,26 вследствие уменьшения площади напряжения превьш1ают предел прочности на сжатие материала вставки.

На чертеже изображено устройство

для создания сверхвысокого давления отевая часть показывает состояние устройства до сжатия, правая - после сжатия) .

Устройство содержит соосно установленные матрицы 1, скрепленные блоком колец2 и имеющие на обращенных один к другому торцах 3 центральные углубления 4, расположенные

в углублениях деформируемый контейнер 5 с обрабатываемымпродуктом 6, контактирующие с торцами 7 матриц опорные плиты, состоящие из центральной твердосплавной вставки 8

в виде усеченного конуса, подкладной вставки 9 и охватывающего их кольца 10. Меньшее основание 11 твердосплавной вставки контактирует с опорным торцом 7 матрицы, а большее

основание 12 - с торцом 13 подкладной вставки.

Устройство для создания сверхвысокого давления работает следующим образом.

При приложении осевого усилия к устройству матрицы 1 сближаются и . раздавливают деформируемый контейнер 5 с образованием уплотняющей и скрепляющей торец 3 матрицы 1 и прокладки 14 (правая половина чертежа).

При этом в углублениях 4 генерируется воздействующее на обрабатываемый продзгкт 6 сверхвысокое давление. При заданной величине усилия, тем самым

и воздействующего на продукт 6 давления, через устройство пропускают ток, который проходит через вставки 8 и 9 матрицы 1, обрабатьгоаемьп про дукт 6 и нагревают последний до требуемой температуры. После выдержки под давлением, и температурой отключают ток и снижают усилие до нуля. Сдеформированный контейнер с .обработайным продуктом 6 удаляют из углублений 4. Матрицы 1 и вставки З устройства изготавливаются из твердого сплава ВК-6, кольца 2 и 10 - из стали 35 ХГСА. Угол наклона (об, образующий вставк 8 к горизонтали для разных величин давлений может изменяться в пределах .75-87,5°. Величина натяга колец 2 и 10 определяется в -зависимости от давления, генерируемого в устройстве. Результаты сравнительных испытаний сведены в таблицу. В таблице . представлены данные по сроку службы матрицы 1 и вставки 8 в зависимости от соотношения диаметров бпарного торца 7 матрицы 1 и меньшего основания 11 вставки 8 при изменяющихся углах оС наклона образующей вставки 8 для предложенного и известного устройств.

0,5

110

750

Продолжение таблицы