Способ приготовления шихты для прессования графитовых форм

Способ приготовления шихты для прессования графитовых форм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 В 22 С 9/00

KFl;AP !ghee ë q.

1 !!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3908413/22-02 (22) 04.06.85 ,(46) 23.02.87.Бюл. ¹ 7 (71) Центральный научно-.исследовательский геолого-разведочный институт цветных и благородных металлов (72) Л.Л;Волков, !О.Е.Будюков, M.Е.Гренадер и В.А.Старков (53) 621 744.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 863144, кл. В 22 С 5/04, 1978.

Алмазный породоразрушающий инструмент для КССК и технология его изготовления. Обзор ВИЗМС в сб. "Техника и технология геологоразведочных работ". M.: 1977, с.23. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ

ПРЕССОВАНИЯ ГРАФИТОВЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к изготовлению графитовых форм, прессуемых в нагреваемой оснастке и применяемых при производстве породоразрушающего инструмента. Цель изобретения уменьшение усадки форм и их себестоимости за счет снижения в шихте графитового порошка при сохранении для

„.SU „1291277 А форм требуемых прочностных свойств.

Графитовые формы после изготовления в них алмазного породораэрушающего инструмента измельчают до порошкообразного состояния и для дальнейшего использования принимают фракции,прошедшие через сита 1250 и 160 мкм. Полученный после рассева порошок возврата выбитых графитовых форм подвергают сушке при 80-100 С. Раздельно при той же температуре сушат порошкообразное связующее на основе термореактивной смолы. После сушки исходные компоненты смешивают в соотношении 1:4 (для более ответственных изделий) или 1:6 (для менее ответственных). Использование возврата от выбивки графитовых форм позволяет снизить их себестоимость, поскольку снижается содержание в шихте дорогостоящего графита, уменьшается усадка форм, что позволяет получать прессформы, отвечающие требованиям технологического процесса в части допуска на рабочие размеры с сохранением требуемых прочностных свойств при производстве алмазного инструмента.2 табл.!

291277

Изобретение относится к изготовлению графитовых форм, прессуемых из порошковых материалов в нагреваемой оснастке для получения алмазного породоразрушающего инструмента.

Цель изобретения — уменьшение усадки форм и их себестоимости за счет уменьшения содержания в шихте графитового порошка при сохранении требуемых прочностных свойств форм.

Способ приготовления шихты заключается в следующем.

Графитовые формы после изготовления в них алмазного породораэрушающего инструмента измельчают механическим способом до порошкообразного состояния, затем просеивают на ситах

1250 и 160 мкм. Для дальнейшего использования принимают фракции, прошедшие через сито 1250 мкм и оставшиеся на сите 160 мкм. Фракции, ос тавшиеся на сите 1250 мкм, подлежат дополнительному измельчению. Фракции, прошедшие через сито 160 мкм, применяют для разделительных смазок и других технологических целей. После рассева порошок возврата и связующее (смоляное связующее, например пульвербакелит (ПБ) или СФП-О!2А) сушат в сушильных шкафах в раздельо еых противнях при 80-100 С. Готов- . ность порошков в процессе сушки определяют сыпучестью, т.е. свободным перемещением фракций при помешивании. После сушки исходные компоненты смешивают. Для получения форм, предназначенных для более ответственных изделий, применяют пропорцию 1:4 (на 1 мас.ч. связующего берут 4 мас.ч, возврата от выбивки графитовых форм), для менее ответственных — 1:6.

Размер фракций возврата обосновывается геометрическими размерами будущих изделий, их прочностными свойствами, а также условиями лучmего распределения мелких фракций наполнителя среди крупных, что улучшает условия уплотнения шихты при прессовании.

Необходимость просушивания порошка связующего обусловлена тем, что при длительном хранении связующего в производственных и складских условиях его влажность и слеживаемость повышаются, в результате теряются его сыпучие свойства, что,ухудшает условия перемешивания связующего с, наполнителем.

Температура сушки возврата и связующего обуславливается удалением излишней влажности из исходных компонентов, а также температурой каплеобраэования связующего, равной 130+

+10 С.

П р и м e p !. Переиэмельченный возврат наполнителя (графит), просеянный через сич.а 1250 и 160 мкм, и связующее на основе фенолформальдегидной смолы (ПБ или СФП-012А) помещают в раздельные противни, устанавливают в сушильный шкаф с температурой 80-100 С и йадерживают там до готовности. Готовые компоненты смешивают в механических смесителях твердых фракций в течение 2-4 ч из расчета 1:4 (1 мас.ч. связующего 4 мас.ч. возврата) или вручную — методом кольца и конуса. Из приготовленной шихты прессуют графитовые пресс-формы. Формы используют для изготовления в них твердосплавных рабочих пуансонов.

Пример 2. Готовые компоненты смешивают из расчета 1:6 (1 мас.ч. связующего, 6 мас.ч. возврата) механически или вручную. Из приготовленной шихты прессуют графитовые пресс-формы, которые используют для изготовления в них алмазного породораэрушающего инструмента.

Использование возврата наполнителя фракций 160-1250 мкм, просушивание наполнителя и связующего при 80о

100 С, смешивание возврата наполнителя со связующим в процентном отношении 4:1 или 6:1 позволяет сохранять прочностные свойства форм.

Данные проверки форм, полученных согласно предлагаемому способу, приведены в табл;1 и 2.

При прессовании смеси установлена зависимость влияния количества вводимого связующего и величины удельного давления прессования на прочность образцов (табл.2).

В дальнейшем графитовые формы используются в качестве пресс-форм при производстве алмазного бурового инструмента методами порошковой металлургии, согласно которым матрицы формуют иэ композиционных материалов удельным давлением 50-80 МПа. Поэтому графнтовые формы изготавливаются с составом шихты, состоящим иэ 10203 связующего и 80-90Х наполнителя, 12912

Таблица 1

Размеры рабочего диаметра прессформ,мм (среднее) Разрушающая нагрузка,кН (средняя) Связующее

СФП-015А

Порошок графита возврат фракций менее 1250 мкм и более

160 мкм

+0,2

36 О 5 30,1 б

+0,2

30,1

-0,5 т ° е. материал имеет прочностные свойства, приведенные в табл.2.

Изменение соотношений наполнителя и связующего в диапазоне 6:1 или 4:1 вызвано требованиями к прочностным свойствам получаемых графитовых форм, а также требованиями, предъявляемыми к физико-механическим свойствам алмазосодержащих и безалмаэных матриц °

Так, в формах из состава смеси с про- 10 центным соотношением 4:1 изготавливают формообразующие твердосплавные пуансоны, основными показателями которых являются плотность прессовок и прочность после пропитки, для достижения которых при формовании матриц применяют. удельное давление 70-80ИПа.

Графитовые формы в этом случае должны обладать максимальными прочностными свойствами (табл.2, состав 4).

К алмазосодержащим матрицам бурового инструмента предъявляется комплекс требований (определенные показатели твердости, ударной вязкости и др.), для обеспечения которых технологический процесс предусматривает дополнительные операции: варьирование составов композиционных материалов матрицы, холодное прессование, пропитку, горячую допрессовку и др. Холодное формование таких матриц ведется давлением 30-50 ИПа с использованием форм (пример 2) с более низкими прочностными свойства- . ми (табл .2, состав 2). 35

Исходные компоненты шихты, мас.ч.

77 4

Данные табл.1 и 2 показывают, что, используя возврат от выбивки графитовых форм и режимы сушки порошкообраэного связующего на основе термореактивной смолы и возврата, можно получать графитовые пресс-формы, отвечающие требованиям технологического процесса в части допуска на рабочие размеры с сохранением требуемых прочностных свойств применительно к производству алмазного инст румента.

Формула изобретения. Способ приготовления шихты для прессования графитовых форм, включающий просев материала на основе графита через сито и смешивание с связующим на основе термореактивной смолы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усадки форм и их себестоимости за счет снижения содержания в шихте графитового порошка при сохранении для форм требуемых прочностных свойств, в качестве материала на основе графита используют возврат от выбивки. графитовых форм в виде порошка фракцией 1250-160 мкм. который предварительно сушат при 80100 С, а смешивание его со смолой производят в соотношении 4:1 или 6:1, нри этом связующее сушат раздельно от возврата при той же температуре, что и возврат.

1291277

Таблица 2 а

Плотность образцов кг/м х

-3 х 10, при давлении прессования, МПа

Предел прочности образцов при удельном давлении прессования, MIla компоненты шихты мас. ч.

Состав

Усадка, Х

Связую щееПБ,СФП.60 90

30

30 60

21,8/-. 2Э,1/- 23 6/- 1,52

37,5/8,5 38,1/8,9 Э8,6/9, I 1,598

0,8

1

1,64

1,67

l,708

П р и и е ч а н и е. В числителе прочность на скатне, в знаменателе " на разрыв. а

Температура прессования образцов 160 + 10 С; териообработка при

1140-1160 С ТВЧ.

Составитель И.Куницкая

Редактор H.Åãîðoâà Техред И.Попович Корректор Л.Патай

Заказ 78/13 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

Напол нительпорошок графита

1 95

2 90

3 85

4 80

15 44,3/10,9 46,2/11,) 46,9/11,2 1,671 1,77

20 53,1/13,8 60/14,5 62/!4,7 1,745 1,75

1,738

li731

I,744

0,5-0,65

0,5-0,65

0,5-0,65