CS267415B1 - Sestava komponent komory vysokotlakého nástroje - Google Patents

Abstract

Podstatou řešení je, že v lisovnici je uložena válcová komora z elektricky nevodivého materiálu s nejméně jednou elektricky vodivou tvarovou vložkou, v níž je uložen výlisek, jehož čela jsou opatřena ochrannou fólií a obvod ochranným svítkem, a takto vytvořená sestava je uzavřena elektricky vodivými vložkami.

Description

Vynález se týká sestavy komponent komory vysokotlakého nástroje pro slinování velmi tvrdých materiálů do tvaru n-úhelníkových polotovarů, n = 3, tvořené z lisovnlce, elektricky vodivých i nevodivých vložek a ochranných prvků.

Současný způsob výroby tvarových destiček ze supertvrdých materiálů je charakterizován tím, že ve vysokotlakých nástrojích v oblasti termodynamické stability a za vysokých teplot se slinuje prášek diamantu a kubického nitridu borltého se slinovacím! přísadami na polykrystalleká tělíska výhradně kruhového tvaru. Z nich se řezáním na laseru, elektrojiskrovým způsobem na ultrazvukových řezačkách či diamantovými pilkami řežou tělíska požadovaných tvarů jako trojúhelník, čtverec, kruhové výseče a podobně a dobrušují se diamantovými kotouči na konečný rozměr a tvar řezné destičky.

Výše uvedený způsob vychází z kruhového průřezu vysokotlakových nástrojů, v nichž se kruhová destička vyrábí nejvýhodněji.

Nedostatkem popsaného způsobu jsou ztráty drahé suroviny diamantu a kubického nitridu borltého, k nimž při výrobě kruhových polotovarů destiček supertvrdých materiálů dochází, neboť ořezané zbytky z kruhového polotovaru jsou již dále nepoužitelné.

Uvedené nevýhody odstraňuje sestava komponent komory vysokotlakého nástroje pro slinování velmi tvrdých materiálů do tvaru n-úhelníkových polotovarů, n = 3, tvořená z lisovnlce, eletricky vodivých 1 nevodivých vložek a ochranných prvků, vyznačená tím, že v lisovnicl je uložena válcová komora z elektricky nevodivého materiálu s nejméně jednou elektricky vodivou tvarovou vložkou, v níž je uložen výlisek, jehož čela jsou opatřena ochrannou fólií a obvod ochranným svitkem, a takto vytvořená sestava je uzavřena elektricky vodivými vložkami.

Podstatnou výhodou této sestavy je, že umožňuje přímou výrobu destiček ve vysokotlakých nástrojích ve tvaru n-násobného mnohoúhelníku, například trojúhelník, čtverec, šestiúhelník, ale také samozřejmě i kruh a to vše bez dodatkového řezání.

Použití této sestavy náplně umožňuje reprodukovatelné slinování. Odstraňuje nevhodné tvarování během tlakování vysokotlakého nástroje a tím i vznik kritických míst, která při slinování či odtlakování vysokotlakého nástroje způsobují praskání vyráběných destiček.

Z hlediska ekonomického má tento způsob výroby tvarových destiček polykrystalických supertvrdých materiálů následující výhody. Pří výrobě jednoho kusu destičky se ušetří zhruba 10 až 30 hmot, výchozího prášku supertvrdého materiálu, například kubického nitridu boru a podobně. Odstraněním operace řezání na požadovaný tvar se ušetří strojní kapacita na drahých dovozových zařízeních, například laser a zároveň nedochází k narušení materiálu destlčky.

Na výkrese je konstrukční provedení sestavy komponent komory

CS 267415 Bl vysokotlakého nástroje v obr. 1 v podélném řezu a v obr. 2 v příčném řezu.

Komponenty jsou sestaveny následovně; ve válcové komoře 1 je uložena elektricky vodivá tvarová vložka 2, ve kterém je uložen výlisek 3. Výlisek 3 je chráněn ochranným svitkem 4 a ochrannou fólií 6 a ve válcové komoře 1 uzavřen elektricky vodivými vložkami 5.

Do pyrofylitové válcové komory 1 vysokotlakého nástroje se vloží elektricky vodivá tvarová vložka 2, například z materiálu jako je grafit. molybden, cermety na bázi grafitu a molybdenu a podobně. Elektricky vodivá tvarová vložka 2 je buď celistvá nebo se skládá ze dvou či více segmentů pro zjednodušení jejich hromadné výroby. Kompletaci jednotlivých segmentů do elektricky vodivé tvarové vložky 2 lze pro zjednodušení manipulace a vkládání do vysokotlaké komory provést lepením. Do tvarové dutiny elektricky vodivé tvarové vložky 2 se vloží čtvercový, trojúhelníkový nebo jinak tvarovaný výlisek 5 z prášku diamantu nebo kubického nitridu boru buď přímo nebo oddělený od topného elementu, kterým v našem případě je elektricky vodivá tvarová vložka 2, ochranným svitkem 4 zabraňujícím znečištění slinovaného tělíska materiálem topného článku. S výhodou lze užít tenkostenných kelímků z vysokotavltelných kovů či grafitu se skelnou strukturou. Cela výlisku 3 slinovaného materiálu se chrání před znečištěním ochrannou fólií 6, například grafitovou. Sestava se uzavře elektricky vodivými vložkami 5, zhotovenými obvykle z grafitu. Podle výšky vysokotlakého nástroje lze volit jednovrstvé případně dvou či vícevrstvé uspořádání.

Příklad 1

Sestava dle obr. 1 se použije pro slinutí čtvercové destičky o délce strany 12,7 mm z polykrystalického kubického nitridu borltého. Prášek kubického nitridu boru se slinovací přísadou se předlisuje na čtvercový výlisek a vloží do tvarové čtvercové dutiny. Celková sestava se vloží do vysokotlakého nástroje typu Belt a po dosažení tlaku 5 až 6 GPa se slinuje při teplotě 1500 až 1600 °C po dobu 10 min. Výsledkem slinování je čtvercový polotovar destičky PKNB, který se opracuje broušením přímo na čtvercovou destičku. Ve srovnání s výrobou destičky o straně 12,7 mm z kruhového polotovaru se dosáhne úspory 30 až 35 % výchozí suroviny kubického nitridu boru.

Příklad 2

Čtvercová vrstevnatá destička s vrstvičkou polykrystalického kubického nitridu boru na podložce ze slinutého karbidu byla připravena v sestavě dle obr. 1. Na čtvercovou podložku ze slinutého karbidu umístěnou ve čtvercové dutině sestavy se vloží výlisek z prášku kubického nitridu boru a slinovací přísady. Slinováno za tlaku 5 až 6 GPa a při teplotě 1500 až 1600 °C po dobu 15 min. Získá se čtvercový polotovar vrstevnaté destičky s vrstvou polykrystalického kubického nitridu boru pevně přitisknutou k podložce ze slinutého karbidu, vyžadující minimální úpravy při broušení.

Claims (1)

1. Sestava komponent komory vysokotlakého nástroje pro slinování velmi tvrdých materiálů do tvaru n-úhelníkových polotovarů, n = 3 tvořená z lísovníce, elektricky vodivých i nevodivých vložek a ochranných prvků, vyznačená tím, že v lisovnici je uložena válcová komora Cl) z elektricky nevodivého materiálu s nejméně jednou elektricky vodivou tvarovou vložkou C2), v níž je uložen výlisek C3), jehož čela jsou opatřena ochrannou fólií C6) a obvod ochranným svitkem C4), a takto vytvořená sestava je uzavřena elektricky vodivými vložkami C5).