Способ изготовления шлифпорошков из синтетических сверхтвердых материалов Советский патент 1993 года по МПК B02C23/16 

Изобретение относится к изготовлению шлифпорошков из сверхтвердых материалов (СТМ) и может быть использовано при изготовлении шлифпорошков из синтетических алмазов и других СТМ. Шлифпорошки, получаемые предлагаемым способом, предназначены для изготовления бурового, правящего, камнеобрабатывающего и других видов .инструмента, работающего в условиях повышенных нагрузок.

Цель изобретения - упрощение процесса и снижение трудоемкости изготовления без снижения прочности шлифпорошков.

Эта цель достигается тем, что исходный продукт (очищенный продукт синтеза) подвергают предварительной ситовой классификации по зернистостям, затем каждую полученную группу зерен подвергают дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению.

Если выделенный повторным рассевом шлифпорошок подвергнуть сортировке по

форме и шероховатости зерен (например, на тех же вибростолах), достигается повышение прочностных характеристик шлифпорошка по сравнению с прототипом, что отражено в п.2 формулы предмета изобретения.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.

Сверхтвердые материалы, например, синтетические алмазы синтезируются, как в виде монокристаллов, так и в виде их сростков (агрегатов). Как показали проведенные нами исследования, наиболее качественными являются те зерна, которые синтезированы в виде монокристаллов. Зерна, которые получены после дробления сростков,более дефектны и соответственно менее прочны. Причем, чем крупнее исходные сростки, тем большее количество граней подвергалось сращиванию и соответственно больше дефектность и меньше прочность полученных зерен. На основании проведенных исследований и разработан заявляемый способ. Посо

00

ю

2

спя предварительной ситовой классификации продукта синтеза в каждую зернистость выделяются монокристаллы данной крупности и сростки более мелких зерен. После дробления такого продукта сростки разрушаются и затем при ситовой классификации отсеиваются, Выделяя путем сиговой классификации тлифпорошок той же зернистости, которая подвергалась дроОлению, по существу получают порошок, состоящий из монокристаллов, обладающих наименьшей дефектностью, т.е. повышенной прочностью. Таким образом, заявляемый метод по- зволяет получат, шлифлорошки повышенной прочности без применения операции сортировки. Это обеспечивает упрощение аппаратурного оформления, поскольку отпадает необходимость в применении специальных сортировочных аппаратов (например, вибростолов). Снижается также трудоемкость процесса, поскольку производительность ситовой классификации в несколько раз выше, чем сортировки (для ситовой классификации - 5.-- 10 тыс. кар/ч, для сортировки на вибростолах .- 800-1000 кар /ч). Если же выделенный повторным рассевом шлифпорошок в соответствии с п.2 формулы предмета изобретения подвергнуть сортировке по форме и шероховатости поверхности зерен, то получают порошок, превышающий по прочностным характеристикам порошок, полученный по способу-прототипу. Это обуславливается тем, что при такой последовательности операций на сортировку поступает порошок, содержащий повышенное количество прочных зерен, что позволяет п#й одной и той же эффективности процесса сортировки выделить более прочный, поро- Шк. Таким образом, именно заявляемая по- с)$д6вательность операций обеспечивает поШйёнйе прочностных характеристик целевого.продукта. Аналогичные процессы могут прЬййходйть и при изготовлении гдар)Шков из йругих СТМ, в том числе и пйфодных зШазов.

Сущность данного способа поясняется следящими примерами его осуществления, .; , .

П р и ме р 1. Исходный продукт синтеза после обогащения и химической очистки подвергается предварительной ситоврй классификации на зернистости. Классифи- л : д3 6 Ъ я п6пуце ноЛ ассы 4536 карат проводят в следующей последб- аательностй. .-. - V. :..:/.:...-. ;. v .: ; / . :/

Составляют набор сит с размерами ячеек 50, 400, 315, 25U 2Ш мкм по убывающему размеру. Засыпают на верхнее сито 0 120 мм не более 200 г алмазного порошка

и подвергают рассеву в течение 10 минут на вибросите конструкции ИСМ. Режимы работы вибросита: частота вибрации 250 1/мин, амплитуда 8 мм, По окончании времени

классификации порошки выгружают из каждого сита в отдельную емкость с обозначе- нием зернистости: +500, 500/400, 400/315, 315/250,250/200,-200. Повторяют загрузку и классификацию до полной переработки

партии исходного сырья.

Затем каждую зернистость в отдельности подвергают дроблению. В данном .случае использовали роторную дробилку конструкции ИСМ при частоте вращения ро5 тора 2800 об/мин, и производительности 40 тыс. кар/ч.

Порошок каждой зернистости после дробления проходит повторную ситовую классификацию на зернистости по описан0 ной выше последовательности. Полученные целевые зернистости порошков направляют на определение показателя прочности в соответствии с методикой ГОСТа 9206-80 Порошки алмазные.

5Результаты испытаний представлены в табл.1 и 2 (графы 2, 3,4).

П р и м е р 2. Шлифпорошки зернисто- стей 500/400,250/200, полученные в примере 1, подвергают разделению по форме и

0 шероховатости поверхности зерен с целью повышения прочностных характеристик (по п. 2 формулы изобретения). Для сортировки применяли вибростол конструкции ИСМ при соответствующих режимах для каждой

5 зернистости. Производительность процесса сортировки данных зёрнистостей срста- вила 280-18бг/ч.:: . :Л Результаты испытаний представлены в табл.2 (графы 5, 6, 7).

0 Пример 3. Для сравнения проводили испытания рпособа изготовления шлифпо- рошкрв в соответствии с прототипом.

Исходный продукт синтеза после обогащения и химической очистки подвергается

5 дроблению на роторной дробилке при частоте вращения ротора 2800 об/мин. Раздробленное сырье направляют на операцию ситовой классификации на зернистости 500/400-250/200. Шлифпорошки зернисто0 стей 500/400-250/200 в отдельности сортируют на вибростоле по форме и шероховатостиfip.EjepxHoc™. Конечные продукты сортйроаКй Направляют на определение пО| заҐеля прочности порошков.

5 Режимы процессов классификации и сортйрбвкй аналогичны режимам по примерам NsNfe Л, 2. Полученные результаты пред- ставлеКы в табл.2 (графы-8,9,10).

Применение патентуемого способа позволяет упростить процесс изготовления

шлифпорошков из синтетических сверхтвердых материалов (при использовании способа по п.1), а при использований п.1-й п.2 формулы изобретения достигается повышение прочности порошков на 23-50% по сравнению с прототипом.

Формула изобретения 1. Способ изготовления шлифпорошков из синтетических сверхтвердых материалов, включающий дробление исходного материала и ситовую классификацию по зернистости, отличающи и с я тем, что, с целью упрощения процесса и снижения трудоемкости изготовления без снижения

5

прочности шлифпорошков, исходный материал подвергают предварительной ситовой классификации по зернистости, затем каждую полученную группу зерен подвергают дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению.

2. Способ по п. 1,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения прочности шлифпорошков, выделенный повторной ситовой классификацией шлифпорошок подвергают сортировке по форме и шероховатости поверхности зёрен.

Таблица 1

Использование: изготовление бурового, правящего, камнеобрабатывающего и других видов инструмента, работающего в условиях повышенных нагрузок. Сущность изобретения: исходный материал подвергают предварительной ситовой классификации по зернистости. Каждую полученную группу зерен подвергают дроблению и повторной ситовой классификации с выделением шлифпорошка той же зернистости, которая подвергалась дроблению. 1 з.п. ф- лы, 2 табл.

Результаты изготовления шлифпорошков в соответствии с п. 1 формулы изобретения

- цепсеые продукты классификации.

Характеристика шлифпорошков, полученных различными методами

Таблица 2