Способ термической обработки изделий из карбида бора Советский патент 1939 года по МПК C04B35/563 C04B35/64 C04B41/80 

Предлагаемый настоящим изобретением способ имеет своей целью обеспечить термически обрабатываемые изделия из карбидов бора, необходимой для сообщения заготовкам температуры в пределах 2300-2500°, в нейтральной или восстановительной среде, совершенно свободной от углерода, как в виде газообразных его соединений, так и в виде твердых накаленных частиц. Необходимость отсутствия углерода определяется больщой наклонностью карбида бора поглощать углерод, задерживая его в виде межкристальных графитовых прослоек, присутствие которых препятствует образованию монокристаллической структуры, и, следовательно, ослабляет прочность изделий. В предлагаемом способе для нагрева изделий из карбида бора используется атомно-водородная дуга по способу Лангмюира; все нагретые части обрабатываемых заготовок находятся в водородной среде и, следовательно, изолированы от воздуха, из которого они могли бы присоединить азот, который, как известно, бор и его соединения при нагревании легко поглощают. Для обеспечения образования монокристалла необходим очень резкий

переход между соседними зонами, через которые проходит обрабатываемая заготовка. Это достигается направлением холодного водорода на нагретое дугою изделие непосредственно после дуги.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа термической обработки изделий из карбида бора.

Устройство представляет собой железный корпус 5, частично имеющий двойные стенки, образующие камеры, через которые по трубкам J3 и 75 пропускается охлаждающая вода. Основной корпус 5 опирается на камеру 9 с двойными стенками, образующими канал, в который через трубку J4 вдувается холодный водород. Камера 9 отделяется от атомно-водородной дуги пластинкой 8 из чистого вольфрама и пластинкой 7 из слюды. Нижняя часть камеры 9 закрывается пластинкой 0 из чистого вольфрама и пластинкой // из слюды. Корпус 5 с помощью камеры 9 крепится на металлической плите /2, которая устанавливается на деревянном столе, имеющем в крыщке отверстия для выхода обрабатываемого изделия (деревянный стол на чертеже не показан). Корпус 5 в его конической части имеет два круглых отверстия 76 для прохода электродов 2/. Конусная часть внутри корпуса 5 укреплена ребрами 4. Верхняя цилиндрическая часть заканчивается трубой с фланцем, на который подвешивается , направляющий конус 2 из кварца, служащий для направления обрабатываемой заготовки / в виде стержня или нити из карбида бора. Эта труба имеет два боковых отверстия для выхода газа из корпуса 5. Вольфрамовые электроды 2/ вставляются в электрододержатели, выполненные в виде металлической трубки 3/, оканчивакэщейся шаром 7Р. Этот шар вложен в шаровую обойму, которая состоит из двух частей, из которых одна соединена с трубкой 23, надетой на стержень 32 и изолированной от него эбонитовой гильзой 22; трубка 23 снабжена зубчатой рейкой, сцепленной с имеющей боковую резьбу трубкой 24 из эбонита. Трубка 24 имеет ось вращения в кронштейне 25, надетом на стойку 33 и укрепленном стопорным БИНТОМ. Часть шаровой обоймы, наглухо связанной с трубкой 23, закрывается шаровой частью 20 и скрепляется с ней болтами, пропущенными через реборды, имеющиеся на обеих частях шаровой обоймы. Шар /9 и шаровая обойма 20-23 образуют шаровой шарнир для электрода 2/, который проходит через трубку 3/ и закрепляется в ней стопорными винтами 27. Трубка 5/ на конце, противоположном шару, имеет резьбу, на которую навинчивается гайка 28, прижимающая кварцевую трубку /7 к трубке 5/; для большей герметичности соединения на трубку 77 надета резиновая трубка. Кварцевая трубка 77 и электрод 27 образуют между собой канал, через который пропускается водород, поступающий через боковой патрубок 77i. Электрический ток поступает в трубу 57 через клеммы f8. Стойки 33 ввинчены в плиту 72. Для наблюдения за атомно-водородной дугой служит тубус J3a, приваренный к корпусу 5; на своем свободном конце тубус имеет обойму, в которую вставляется темное стекло 29.

Устройство работает следующим образом. Между электродами 27 создается дуга, затем из кварцевой трубки 77 пускается водород, и электроды 27 передвигаются трубками 24 настолько, чтобы образовалась дуга желаемого размера; вращая электроды возле их шаровых шарниров, устанавливают дугу в центре отверстия кварцевого конуса 2. Затем пускают воду для охлаждения и водород в камеру 9 по трубке М. После этого продвигают пруток или нить 7 из карбида бора через конус 2 в атомно-водородное пламя. Изделия передвигают с такой скоростью, чтобы изделие успело достаточно нагреться; за перегревом наблюдают через стекло 29. Прогрев считается достаточным, когда цвет той части прутка, которая находится. в пламени, сравняется с цветом накала средней части атомно-водородного пламени. Когда прогрев достиг нужной степени, пруток продвигают в камеру 9, наполненную холодным водородом.

Электроды, в случае применения нескольких их пар, располагаются по радиусам окружности сосуда как в одной, так и в разных плоскостях.

Предмет изобретения.

1.Способ термической обработки изделий из карбида бора, отличающийся тем, что, с целью предохранения нагретого карбида бора от поглощения углерода и азота, нагрев изделий производят пламенем атомно - водородной дуги (по способу Лангмюира), для резкого же охлаждения нагретого дугою изделия на последнее направляют непосредственно после дуги струю холодного водорода.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде сосуда с охлаждаемыми водой пустотелыми стенками, через верхнюю часть которого пропущены кварцевые трубки, подающие водород для дуги и заключающие внутри вольфрамовые электроды, между которыми горят

«с обеих сторон нагретого изделия .дуги, тогда как в нижнюю часть сосуда подается холодный водород.

3. Видоизменение устройства по п. 2, отличающееся применением нескольких пар электродов, располо-женных по радиусам окружности

сосуда как в одной плоскости, так и в разных.

4. Видоизменение устройства по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что трубки, внутри которых находятся электроды, могут получать вращение от особого привода.

/f

)//////У/////Л