×
21.03.2019
219.016.eb3c

Устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к искровому плазменному спеканию композиционных порошков под давлением. Устройство содержит матрицу и установленные внутри нее с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия рабочие элементы, выполненные с возможностью подключения к источнику питания с прохождением электрического тока через композиционный порошок. Матрица и упомянутые рабочие элементы выполнены из спеченного порошка карбида вольфрама. Обеспечивается исключение загрязнения изготавливаемых изделий примесью углерода, а также повышение механической прочности устройства. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к устройствам для искрового плазменного спекания (ИПС) композиционных порошков под давлением.

Известно устройство для получения изделий из композиционных порошков, содержащее верхний и нижний пуансоны-токоподводы, выполненные с возможностью подключения к источнику питания, и выполненную из токопроводящего материала матрицу с изоляционной втулкой, выполненной из неэлектропроводного материала, и верхней и нижней втулками (см. RU № 2103113, 1996).

К недостаткам известного устройства относится неоднородность структуры изделия из-за неравномерного распределения температуры по сечению получаемого изделия, что влечет за собой низкое качество получаемого изделия.

Известно также устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием, содержащее выполненные из огнеупорного в пределах режимов спекания композиционных порошков матрицу и установленные внутри нее, с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия, рабочие элементы, выполненные с возможностью подключения к источнику питания с прохождением электрического тока через композиционный порошок (см. RU № 2555303, МПК B22F 3/14, B30B 15/02, 2015).

К недостаткам известного устройства относится использование пресс-форм на основе прессованного графита, который имеет недостатки, существенно снижающие эксплуатационные возможности ИПС технологии:

- в ходе спекания углерод подвержен активной диффузии (уносу) с поверхности пресс-форм и ее составных частей в объем спекаемого материала, что приводит к загрязнению получаемого изделия примесью углерода, а также возникновению нежелательных химических реакций углерода со спекаемым веществом (карботермическое восстановление), приводящее к изменению химического состава изделия (B.B. Bokhonov, A.V. Ukhina, D.V. Dudina, A.G. Anisimov, V.I. Mali, I.S. Batraev. Carbon uptake during Spark Plasma Sintering: investigation through the analysis of the carbide «footprint» in a Ni–W alloy // RCS Advance. – 2015. – Vol. 5, Iss. 98. – P. 80228-80237; A. Bertrand, J. Carreaud, G. Delaizir, J.R. Duclère, M. Colas, J. Cornette, M. Vandenhende, V. Couderc, P. Thomas, A comprehensive study of the carbon contamination in tellurite glasses and glass-ceramics sintered by spark plasma sintering (SPS) // J. Am. Ceram. Soc. – 2014. – Vol. 97. – 163-172.; G. Bernard-Granger, N. Benameur, C. Guizard, M. Nygren, Influence of graphite contamination on the optical properties of transparent spinel obtained by spark plasma sintering, Scr. Mater. – 2009. – Vol. 60. P. 164-167);

- механическая прочность графита лимитирована конкретной величиной, которая определяется его промышленной маркой, что в ряде случаев недостаточно для достижения максимальной плотности получаемого изделия (Веселовский В. С, Угольные и графитовые конструкционные материалы, М. : Наука, 1966. - 226 c.);

- после неоднократного воздействия высоких температур графит становится хрупким, что значительно снижает рабочий ресурс пресс-форм (выдерживает ограниченное число циклов нагрева и охлаждения) (Веселовский В. С, Угольные и графитовые конструкционные материалы, М.: Наука, 1966. - 226 c.).

Изобретение направлено на расширение эксплуатационных возможностей ИПС технологии.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи – исключение загрязнения получаемых изделий примесью углерода, и эффекта карботермического восстановления, приводящего к изменению химического состава изделия, повышение механической прочности пресс-форм и достижение более высокой плотности получаемого изделия.

Поставленная задача решается тем, что устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием, содержащее выполненные из огнеупорного в пределах режимов спекания композиционных порошков матрицу и установленные внутри нее, с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия, рабочие элементы, выполненные с возможностью подключения к источнику питания с прохождением электрического тока через композиционный порошок, отличается тем, что матрица и ее рабочие элементы выполнены из спеченного порошка карбида вольфрама.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Совокупность признаков изобретения обеспечивает достижение заявленного технического результата, а признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующей функциональной задачи.

Признак «…матрица и ее рабочие элементы выполнены из спеченного порошка карбида вольфрама…» обеспечивает альтернативную замену пресс-форм на основе графита с повышением их эксплуатационных характеристик.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами где на фиг 1 представлен продольный разрез устройства; на фиг.2 представлены возможные варианты устройства для изготовления деталей разных типов.

На чертежах показаны матрица 1, верхний 2 и нижний 3 пуансоны, спекаемый композиционный порошок 4, цилиндрическая полость 5 матрицы 1, продольная ось 6 матрицы 1, полости 7 и 8 пуансонов 2 и 3, цилиндрический вкладыш 9, торец 10 верхнего и торец 11 нижнего пуансонов 2 и 3, средство 12 формирования продольного прессующего усилия 13.

В качестве примера показана пресс-форма, обеспечивающая изготовление деталей типа втулок и содержащая матрицу 1, с рабочими элементами: верхним 2, нижним 3 пуансонами и цилиндрическим вкладышем 9. Все они выполнены из жаропрочного токопроводящего материала - из спеченного порошка карбида вольфрама.

Матрица 1 выполнена в виде цилиндрической пустотелой обечайки, при этом, размеры ее цилиндрической полости 5 обеспечивают возможность плотного прилегания к ее поверхности внешней поверхности пуансонов 2 и 3, соосных с продольной осью 6 матрицы 1 и с возможностью продольного перемещения вдоль нее, что обеспечивает возможность формирования прессующего усилия на спекаемый в деталь композиционный порошок 4. Кроме того, верхний 2 и нижний 3 пуансоны, выполнены с возможностью подключения к источнику электропитания (на чертежах не показан), с возможностью прохождения электрического тока через спекаемый композиционный порошок 4. Верхний 2 и нижний 3 пуансоны выполнены в виде цилиндрических втулок.

Полости 7 и 8 пуансонов 2 и 3, соосны с продольной осью 6 матрицы 1, выполнены цилиндрическими и имеют размеры обеспечивающие возможность плотного прилегания к их поверхностям внешней поверхности цилиндрического вкладыша 9, соосного с продольной осью 6 матрицы 1. При этом, длина вкладыша 9 больше расстояния между обращенными друг к другу торцами 10 и 11 верхнего 2 и нижнего 3 пуансонов, предпочтительно равна высоте матрицы 1. причем, цилиндрический вкладыш 9 установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 матрицы 1.

В качестве средства 12 формирования продольного прессующего усилия 13 используют прессовую установку известной конструкции, раздвижность плит которой позволяет вертикально разместить между ними сборку, включающую матрицу 1 с выступающими из нее пуансонами 2 и 3, и развивающую прессовое усилие до 120 Мпа, скорость разогрева до 400ºС/мин и рабочую температуру до 2200ºС.

Устройство работает следующим образом.

В матрицу 1 устанавливается с натягом нижний 3 пуансон, затем в его полость 8 вставляют с натягом соосно с продольной осью 6 матрицы 1, цилиндрический вкладыш 9. Далее в открытый торец 10 верхнего пуансона 2 засыпают порцию композиционного порошка 4, после чего, вставляют верхний пуансон 2 с натягом по отношению к полости матрицы 1 и цилиндрическому вкладышу 9. После подпрессовки пуансонами 2 и 3 (в средстве 12 формирования продольного прессующего усилия 13) собранную конструкцию зажимают в установке искрового плазменного спекания (на чертежах не показана), таким образом, чтобы пуансоны 2 и 3 опирались на токоподводы пресса (не показаны), через которые подводят ток от источника питания (не показан) и одновременно увеличивают усилие на порошок до 60 МПа. При подаче напряжения электрический ток проходит через верхнюю часть верхнего пуансона 2, матрицу 1, нижний пуансон 3. Проходя через матрицу 1, электрический ток разогревает ее, обеспечивая таким образом предварительный нагрев порошка 4. При достижении определенной температуры порошка или достижении пропускания электронов через порошок, подвод тока через верхний пуансон 2 отключается и одновременно нижний пуансон 3 подключается к источнику питания. Таким образом, ток протекает через нижний пуансон 3, и обрабатываемое изделие (объем композиционного порошка 4). Проход электронов через порошок разогревает его до температуры спекания, как минимум до 1900ºС, при скорости нагрева 100ºС/мин. Величина и продолжительность приложения давления определяется в зависимости от технологических режимов.

По окончанию процесса выпрессовываются цилиндрический вкладыш 9, верхний 2 и нижний 3 пуансоны и извлекается готовое изделие.

Использование пресс-формы из спеченного порошка карбида вольфрама исключает загрязнение получаемых изделий примесью углерода, исключает эффект карботермического восстановления, приводящий к изменению химического состава изделия, обеспечивает повышение механической прочности пресс-форм и на этой основе, достижение более высокой плотности получаемого изделия.

Устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием, содержащее выполненные из огнеупорного в пределах режимов спекания композиционных порошков матрицу и установленные внутри нее с образованием зоны спекания и возможностью формирования в ней прессующего усилия рабочие элементы, выполненные с возможностью подключения к источнику питания с прохождением электрического тока через композиционный порошок, отличающееся тем, что упомянутая матрица и упомянутые рабочие элементы выполнены из спеченного порошка карбида вольфрама.
Устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием
Устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием
Устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 171.
25.08.2017
№217.015.c02c

Способ получения лигноцеллюлозного сорбента из плодовых оболочек подсолнечника

Изобретение относится к способам получения сорбентов на основе растительного сырья и может быть использовано в фармацевтической и пищевой промышленности. Способ получения лигноцеллюлозного сорбента включает измельчение плодовых оболочек подсолнечника до размера частиц 0,160-0,500 мм, обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616661
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.c204

Установка для центробежного литья цилиндрических оболочек

Изобретение относится к установке для изготовления трубчатых деталей способом центробежного литья. Установка содержит корпус, выполненный с возможностью размещения в нем горизонтальной трубчатой матрицы, с возможностью вращения последней, средства плавления материала, привод вращения матриц....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617747
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c459

Мармелад

Изобретение относится к пищевой промышленности, к кондитерской отрасли и может быть использовано для получения желейного мармелада. Предложен мармелад, содержащий сахаросодержащие и желирующие компоненты, жидкость и свежевыжатый и/или свежевыжатый быстрозамороженный сок ягод, причем в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618318
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c569

Способ получения мармелада

Изобретение относится к пищевой промышленности, ее кондитерской отрасли, и может быть использовано для получения желейного мармелада. Способ получения мармелада включает растворение сахаросодержащих и желирующих компонентов в жидкости, варку сиропа, введение в сироп свежевыжатого и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618321
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c8c4

Способ нагружения корпуса судна при проведении испытаний

Изобретение относится к области судостроения, в частности к способам испытаний корпусов судов, и может быть использовано для определения их прочностных и деформационных характеристик в процессе разработки, эксплуатации и ремонта. Предложен способ нагружения корпуса судна при проведении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619354
Дата охранного документа: 15.05.2017
25.08.2017
№217.015.c9b9

7β-метил-3,17αβ-дисульфамоилокси-d-гомо-6-окса-эстра-1,3,5(10),8,14-пентаен в качестве ингибитора роста клеток рака молочной железы mcf-7

Изобретение относится к 7β-метил-3,17αβ-дисульфамоилокси-D-гомо-6-окса-эстра-1,3,5(10),8,14-пентаену формулы в качестве ингибитора роста клеток рака молочной железы МСF-7. Технический результат: получено новое соединение, которое может применяться при лечении рака молочной железы. 1 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619457
Дата охранного документа: 16.05.2017
25.08.2017
№217.015.c9cc

Беспроводное устройство для конъюнктивальной микроскопии

Изобретение относится к медицине. Беспроводное устройство для конъюнктивальной микроскопии содержит систему управления, регистрации и анализа полученных изображений, реализованную на базе ЭВМ, и оптическую систему, включающую видеокамеру и блок переноса изображений. Причем система управления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619387
Дата охранного документа: 15.05.2017
25.08.2017
№217.015.caa7

Способ приготовления вяленой рыбы

Способ включает разделку сырья в виде филе, нарезку ломтиками, посол, вяление и упаковку. Посол осуществляют при температуре 37-45°С до достижения массовой доли соли в ломтиках 2-2,5% в рассоле, содержащем молочную сыворотку, подсластитель, соль и бактериальную закваску. Вяление производят до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619983
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb2a

Сульфаматы 2-этил-6-оксаэстра-1,3,5(10),8,14-пентаенов в качестве ингибиторов пролиферации опухолевых клеток mcf-7

Изобретение относится к сульфамату 2-этил-6-оксаэстра-1,3,5(10),8,14-пентаенов формулы в качестве ингибиторов пролиферации опухолевых клеток MCF-7. Технический результат: получены новые соединения, которые могут применяться в медицине для лечения гормонозависимых онкологических заболеваний. 2 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620084
Дата охранного документа: 23.05.2017
25.08.2017
№217.015.cbe4

Устройство для закрепления тонкостенной нежесткой детали при обработке

Изобретение относится к области обработки тонкостенных нежестких деталей и может быть использовано для закрепления таких деталей при обработке. Устройство содержит опорный стол, выполненный в виде прямоугольной рамы, содержащей параллельные продольные направляющие, связанные системой поперечных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620524
Дата охранного документа: 26.05.2017
Показаны записи 1-10 из 18.
20.07.2013
№216.012.57ca

Способ изготовления датчика давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем с мостовой измерительной цепью, предназначенным для использования в системах управления, контроля и диагностики технически сложных объектов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488082
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.07.2015
№216.013.61e1

Способ получения наноструктурированной карбидокремниевой керамики

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к получению карбидокремниевых материалов и изделий, и может быть применено в качестве теплозащитных, химически и эрозионностойких материалов, используемых при создании авиационной и ракетной техники, носителей с развитой поверхностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556599
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.03.2016
№216.014.bf29

Способ получения прекурсора на основе гидратированного диоксида титана с наноразмерными металлическими частицами палладия для каталитически активного покрытия на инертном носителе

Изобретение относится к получению прекурсора на основе гидратированного диоксида титана для каталитически активного покрытия на инертном носителе, содержащего наноразмерные металлические частицы палладия. К коллоидному раствору силоксан-акрилатной эмульсии при перемешивании добавляют раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576568
Дата охранного документа: 10.03.2016
25.08.2017
№217.015.ac39

Способ получения композита на основе природного силиката

Изобретение относится к способам модификации природных слоистых алюмосиликатов с получением композита с сорбционными свойствами. Способ включает обработку предварительно нагретого до 270-300°С природного силиката нонтронита концентрированной соляной кислотой при Т:Ж=1:(1-2) в течение 1-2 часов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612294
Дата охранного документа: 06.03.2017
29.12.2017
№217.015.f2f5

Пористый магнитный сорбент

Изобретение относится к сорбентам и может быть использовано для очистки от углеводородных загрязнений поверхности воды и почвы. Сорбент содержит пористый синтетический моносиликат кальция со структурой ксонотлита, гидрофобизированный добавкой силан-силоксановой микроэмульсии, и синтезированную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637231
Дата охранного документа: 01.12.2017
13.02.2018
№218.016.240c

Способ получения пористого магнитного сорбента

Изобретение относится к получению сорбентов. Предложен способ получения пористого магнитного сорбента нефтепродуктов. Согласно изобретению проводят синтез моносиликата кальция структуры ксонотлита путем взаимодействия в растворе хлорида кальция и силиката натрия в присутствии силан-силоксановой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642629
Дата охранного документа: 25.01.2018
19.10.2018
№218.016.93ff

Способ иммобилизации радионуклидов cs+ в алюмосиликатной керамике

Изобретение относится к способам иммобилизации радионуклидов в керамике и предназначено для прочной иммобилизации и длительной консервации радиоактивных отходов, в том числе отходов атомной энергетики, отработанных сорбентов, содержащих радионуклиды, а также может найти применение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669973
Дата охранного документа: 17.10.2018
19.10.2018
№218.016.9404

Способ сорбционной очистки водных сред от растворенного урана

Изобретение может быть использовано в химической технологии для выделения урана (VI) из водных сред, а также в процессах очистки радиоактивно загрязненных природных, сточных и морских вод. Способ включает использование в качестве сорбента макропористых материалов на основе железооксидных систем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669853
Дата охранного документа: 16.10.2018
08.02.2019
№219.016.b811

Способ получения керамического ядерного топлива

Изобретение относится к технологии производства спеченных керамических топливных таблеток для ядерных реакторов, содержащих делящиеся материалы, в частности порошок диоксида урана. Cпособ предусматривает искровое плазменное спекание подпрессованного порошка диоксида урана UO в молибденовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679117
Дата охранного документа: 06.02.2019
21.03.2019
№219.016.eac3

Способ получения формованной керамической мембраны

Изобретение относится к технологии получения формованной керамической мембраны, которая может быть использована в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Согласно способу рисовую шелуху обжигают при температуре 300-400°С на воздухе, измельчают, отбирают фракцию с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682634
Дата охранного документа: 19.03.2019
+ добавить свой РИД