SU1346418A1 - Способ изготовлени алмазного инструмента - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству алмазного инструмента из природных кристаллов алмазов. Целью изобретени   вл етс  повышение стойкости инструмента и улучшение качества обработанной поверхности путем изменени  хрупкости кристалла природного алмаза внесением в его структуру большого количества дефектов и их закалки. Способ заключаетс  в V ТОМ , что кристалл алмаза закрепл ют в оправке и облучают его в вакууме импульсом рел тивистского электронного пучка длительностью 10 -- 0,5 х X 0 с, плотностью тока 0,5-10 кА/см при энергии электронов 0,3-1,0 МэВ. 1 табл. (Л с i;o 4 OS 4::

Description

13

Изобретение относитс  к области изготовлени  алмазного инструмента из природных кристаллов алмазов.

Цель изобретени  - повышение изно состойкости инструмента и улучшение качества обработки издели  за счет изменени  хрупкости природного алмаза .

Способ заключаетс  в следующем,

Закрепл ют алмаз в оправе,, обрабатывают его путем облучени  в вакууме импульсом рел тивистского электронного пучка длительностью 10 0,5 X I0 с, плотностью тока 0,5-10 кА/см при энергии электронов 0,3 - 1,0 МэВ.

В этих услови х происходит интенсивное внесение большего количества дефектов в структуру алмаза с одно- временным ее импульсным нагревом до температур, превышающих 1500 С, и последующим охлаждением со скоростью 10 град,/с. Монокристаллическа  структура алмаза с большим количест- BUM неоднородностей претерпевает своего рода закалку дефектов, которые  вл ютс  стопорами дислокаций.

Наблюдаемый эффект начинает про вл тьс  при токе 0,5. - 1 кА/см, С ростом плотности тока энерги , вносима  электронным пучком в алмаз, воз- pacTaeTj что приводит к его частичной графитизации, а в конечном итоге к тепловому или механическому разру- шению. Этим и определ етс  максимальное значение плотности тока 10 кА/см

Максимальна  длительность облучени  10 /с не должна превышать времени распространени  тепловой волны на длину пор дка облучаемого сло  во избежание снижени  скорости охлаждени  поверхностного сло  алмаза, (длина пробега электрона). Минимальна  длительность 0,5 X с определ етс  минимальной длительностью существующих сильноточных ускорителей.

Способность электрона создать дефект в кристаллической структуре определ етс  его энергией, минимальное значение которой лежит в области 0,3 - 0,4 МэВ. С ростом энергии более 1,0 МэВ веро тность создани  дефекта возрастает, однако резко увеличиваетс  пробег электронов, что так- же приводит к снижению скорости охлаждени  поверхности алмаза.

Пример 1 , .Алмаз в стальной оправе размещаетс  в анодном узле

ДИОДНО11 камеры сильноточного ускорител  электронов. После откачки диод- }юй камеры производитс  облучение алмаза импульсом электронного пучка. Энерги  электронов 0,4 МэВ; плотност тока 1 кА/см ; длительность импульса 0,8 X .

Алмаз в оправе был испытан на операции правки шлифовальных кругов ПП 63 X 12 X 20 24A16CM2KS при шлифовании дорожек качени  наружных колец шариковых подшипников типа 210.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, стойкость инструмента после облучени  алмаза рел тивистским электронным пучком (РЭП) увеличилась в 2 раза и более по сравнению с необработанным алмазом , а шероховатость обработанной поверхности улучшилась на 30-60% при отсутствии ожогов. При обработке алмаза по известному способу прочность его увеличилась на 30-60%.

Облучение алмаза до закреплени  его в оправе не приводило к желаемым положительньм результатам, так как при пайке алмаза припоем с Т.пл. происходит отжиг внесенных в алмаз дефектов. Алмаз в оправе был облучен также при последующих режимах .

П р и м е р 2о Энерги  электро- нов 0,4 МэВ, плотность тока 10 кА/см длительность импульса 10 с. Образец разрушилс .

П р и м е р 3. Энерги  электронов 1,1 МэВ, плотность тока 2 кА/см,длительность импульса 10 с. За счет резкого увеличени  длины пробега электронов и св занного с этим увеличени  времени остывани  поверхностного сло  эффект упрочнени  снижаетс  менее, чем в 2 раза.

П. р им е р 4, Энерги  электронов 0,5 МэВ, плотность тока 3 кА/см , длительность импульса 5x10 с. В св зи с увеличением полной энергии облучени  образцы разрушаютс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  алмазного инструмента, включающий облучение природного алмаза электронным пучком и закрепление его в оправке, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  износостойкости инструмента и улучшени  качества обработки.

   31346418

   облучение осуществл ют после закреп- тельностью 0,5., плот- лени  алмаза в оправе импульсом ре- ностью тока 0,5-10 кА/см при энер- л тивистского электронного пучка дли- гин электронов 0,3-1,0 МэВ.

   Составитель Н.Балашова Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык Корректор В.Бут га

   Заказ 5078/13 -Тираж 714 ,Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г,Ужгород, ул.Проектна , 4