Способ изготовления алмазного инструмента Советский патент 1987 года по МПК B24D18/00 

13

Изобретение относится к области изготовления алмазного инструмента из природных кристаллов алмазов.

Цель изобретения - повышение изно состойкости инструмента и улучшение качества обработки изделия за счет изменения хрупкости природного алмаза.

Способ заключается в следующем,

Закрепляют алмаз в оправе,, обрабатывают его путем облучения в вакууме импульсом релятивистского электронного пучка длительностью 10 0,5 X I0 с, плотностью тока 0,5-10 кА/см при энергии электронов 0,3 - 1,0 МэВ.

В этих условиях происходит интенсивное внесение большего количества дефектов в структуру алмаза с одно- временным ее импульсным нагревом до температур, превышающих 1500 С, и последующим охлаждением со скоростью 10 град,/с. Монокристаллическая структура алмаза с большим количест- BUM неоднородностей претерпевает своего рода закалку дефектов, которые являются стопорами дислокаций.

Наблюдаемый эффект начинает проявляться при токе 0,5. - 1 кА/см, С ростом плотности тока энергия, вносимая электронным пучком в алмаз, воз- pacTaeTj что приводит к его частичной графитизации, а в конечном итоге к тепловому или механическому разру- шению. Этим и определяется максимальное значение плотности тока 10 кА/см

Максимальная длительность облучения 10 /с не должна превышать времени распространения тепловой волны на длину порядка облучаемого слоя во избежание снижения скорости охлаждения поверхностного слоя алмаза, (длина пробега электрона). Минимальная длительность 0,5 X с определяется минимальной длительностью существующих сильноточных ускорителей.

Способность электрона создать дефект в кристаллической структуре определяется его энергией, минимальное значение которой лежит в области 0,3 - 0,4 МэВ. С ростом энергии более 1,0 МэВ вероятность создания дефекта возрастает, однако резко увеличивается пробег электронов, что так- же приводит к снижению скорости охлаждения поверхности алмаза.

Пример 1 , .Алмаз в стальной оправе размещается в анодном узле

ДИОДНО11 камеры сильноточного ускорителя электронов. После откачки диод- }юй камеры производится облучение алмаза импульсом электронного пучка. Энергия электронов 0,4 МэВ; плотност тока 1 кА/см ; длительность импульса 0,8 X .

Алмаз в оправе был испытан на операции правки шлифовальных кругов ПП 63 X 12 X 20 24A16CM2KS при шлифовании дорожек качения наружных колец шариковых подшипников типа 210.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, стойкость инструмента после облучения алмаза релятивистским электронным пучком (РЭП) увеличилась в 2 раза и более по сравнению с необработанным алмазом, а шероховатость обработанной поверхности улучшилась на 30-60% при отсутствии ожогов. При обработке алмаза по известному способу прочность его увеличилась на 30-60%.

Облучение алмаза до закрепления его в оправе не приводило к желаемым положительньм результатам, так как при пайке алмаза припоем с Т.пл. происходит отжиг внесенных в алмаз дефектов. Алмаз в оправе был облучен также при последующих режимах.

П р и м е р 2о Энергия электро- нов 0,4 МэВ, плотность тока 10 кА/см длительность импульса 10 с. Образец разрушился.

П р и м е р 3. Энергия электронов 1,1 МэВ, плотность тока 2 кА/см,длительность импульса 10 с. За счет резкого увеличения длины пробега электронов и связанного с этим увеличения времени остывания поверхностного слоя эффект упрочнения снижается менее, чем в 2 раза.

П. р им е р 4, Энергия электронов 0,5 МэВ, плотность тока 3 кА/см , длительность импульса 5x10 с. В связи с увеличением полной энергии облучения образцы разрушаются.

Формула изобретения

Способ изготовления алмазного инструмента, включающий облучение природного алмаза электронным пучком и закрепление его в оправке, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения износостойкости инструмента и улучшения качества обработки.

31346418

облучение осуществляют после закреп- тельностью 0,5., плот- ления алмаза в оправе импульсом ре- ностью тока 0,5-10 кА/см при энер- лятивистского электронного пучка дли- гин электронов 0,3-1,0 МэВ.

Составитель Н.Балашова Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 5078/13 -Тираж 714 ,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4

Изобретение относится к производству алмазного инструмента из природных кристаллов алмазов. Целью изобретения является повышение стойкости инструмента и улучшение качества обработанной поверхности путем изменения хрупкости кристалла природного алмаза внесением в его структуру большого количества дефектов и их закалки. Способ заключается в V ТОМ, что кристалл алмаза закрепляют в оправке и облучают его в вакууме импульсом релятивистского электронного пучка длительностью 10 -- 0,5 х X 0 с, плотностью тока 0,5-10 кА/см при энергии электронов 0,3-1,0 МэВ. 1 табл. (Л с i;o 4 OS 4::