УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПАКТИРОВАНИЯ АЛМАЗОВ

Полезная модель относится к области производства искусственных алмазов и может быть использована при компактировании мелких, в т.ч. ультрадисперсных алмазов (УДА).
Известно устройство для компактирования УДА при высоких давлениях, создаваемых ударной нагрузкой, содержащее матрицу, по оси которой расположена ампула, заполненная УДА, и размещенное соосно с ней устройство для метания ударников со скоростью 400-100 м/с для соударения с заполненной УДА ампулой, устройство нагрева матрицы и ампулы (Новиков С.А. Искусственные алмазы, образующиеся при детонации взрывчатых веществ. Соровский образовательный журнал №2, 1999. стр. 107-108.).
Наиболее близким аналогом, заявляемой полезной модели, принятым за прототип является устройство для компактирования алмазов RU №63248 B01J 3/06 опубл. 27.05.2007 бюл. №15.
При соударении ампулы, заполненной УДА, с ударником происходит ударное прессование, сопровождающееся повышением температуры и давления при сжатии порошка, протекающие в три стадии:
- перемещение частиц порошка как целого;
- пластическая деформация на границах соприкасающихся частиц;
- образование в копактируемом теле замкнутых пор и уплотнение, происходящее за счет уменьшения их числа и общего объема.
После компактирования УДА получаются частицы размером 50-600 мкм. Из-за короткого времени воздействия давлением, часть получившихся алмазов переходит в графит.
Недостатками известного устройства являются большие потери за счет обратного перехода алмаза в графит, за счет малого воздействия времени давления, малый выход крупных алмазов.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение отмеченных недостатков, а именно: увеличение времени воздействия давления на ампулу с УДА, увеличение количества получаемых крупных алмазов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для компактирования алмазов, содержащем нагреваемую матрицу, в которой расположена ампула с мелкими, в т.ч. УДА, алмазами, между стенками ампулы с УДА расположен расплав металла при температуре ниже температуры фазового перехода алмаза в графит, а давление на ампулу с алмазами осуществляется на гидравлическом прессе прессованием расплава в матрице пуансоном.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит матрицу 1 с нагревателями 2, расплав металла 3, ампулу 4, УДА 5, пуансон 6, теплозащитное покрытие 7 на торце пуансона 6.
Матрица установлена на неподвижной плите гидравлического пресса 8, пуансон закреплен на подвижной плите 9 гидравлического пресса.
Работа устройства.
В качестве гидравлического пресса используется пресс ПО - 638 с усилием прессования 638 тонн. В качестве расплава металла используется латунь ЛЦ40С, температура плавления которой составляет 880°С. Ампула 4, изготавливается из железа или никеля.
2
Ампула 4 заполненная УДА 5, помещается на зеркало расплава 3, который прессуется пуансоном 6 с усилием 638 тонн. Ампула 4 с УДА 5, помещенная в расплав 3, прогревается до температуры расплава 900±10°С и прессуется пуансоном 6 (площадь матрицы и пуансона - по 25 см). Создается давление на всю поверхность ампулы (всестороннее давление) более 25000 атм. Время воздействия давления на УДА 5 составляет 300 сек., что на несколько порядков превышает время воздействия давления в известном существующем устройстве, использующем ударное прессование. За счет увеличения времени воздействия давления на УДА устраняется обратный переход алмаза в графит, увеличивается количество получаемых крупных алмазов.
Использование полезной модели позволяет устранить переход алмаза в графит, увеличить количество получаемых при компактировании крупных алмазов.