СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ ТАБЛЕТОК ИЗ ШИХТЫ ОКСИДА ЦИНКА

Изобретение относится к технологии получения таблеток из шихты оксида цинка, а в частности к его промежуточной стадии - прессования. Изобретение может быть использовано в технологии получения таблеток из оксида цинка, обедненного по изотопу ⁶⁴Zn, которые в настоящее время используются в качестве добавки в водный теплоноситель первого контура атомных реакторов. Использование технологии дозирования цинка способствует снижению мощности дозы излучения при плановых ремонтах, уменьшению накопления в оборудовании радиоактивных отходов, улучшению коррозионного состояния и увеличению срока службы трубопроводов первого контура за счет уменьшения коррозии и, в конечном итоге, повышению надежности работы атомных реакторов. Товарной формой обедненного цинка являются таблетки, изготовленные методом сухого прессования.

К сырым, не спеченным, таблеткам предъявляются определенные требования, касающиеся их физических параметров.

Известен способ получения изделий с использованием одностороннего прессования (С.С.Кипарисов, Г.А.Либенсон. Порошковая металлургия. М.: Металлургия - 1980. - С.215).

Недостатком известного метода является то, что при прессовании шихты оксида цинка ввиду неравномерного распределения напряжения в теле таблетки после ее извлечения из пресс-формы появляются поперечные трещины, а также происходит частичное разрушение.

Известен способ изготовления деталей на основе железа прессованием при повышенных давлениях, изложенный в патенте РФ №2333075, в котором порошок железа или на основе железа, где менее 5% частиц имеют размер менее 45 мкм, смешивается с графитом и легирующими элементами. Смесь подвергают одноосному прессованию при давлении по меньшей мере 800 МПа.

Недостатком известного метода является то, что при прессовании таблеток оксида цинка одноосным прессованием при давлении 800 МПа происходит разрушение таблетки при извлечении ее из пресс-формы ввиду большой величины давления прессования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления заготовок из шихты, изложенный в патенте РФ №2275987, где после завершения прессования на заготовку, находящуюся в полости матрицы под давлением пуансонов, воздействуют импульсом силы или пакетом импульсов, передаваемых заготовке через стенки матрицы. Импульс или пакет импульсов генерируют, постукивая молоточком, или создают электромагнитным вибратором, или ультразвуковым излучателем, или иным способом воздействия по боковой стенке матрицы. Затем заготовку выпрессовывают, как обычно.

Недостатками указанного способа являются: при воздействии на стенки матрицы импульсами или пакетами импульсов, генерируемых постукиванием молоточком, или создаваемыми электромагнитным вибратором, или ультразвуковым излучателем, приводит к физическому износу пресс-формы и сокращению срока ее службы. При прессовании шихты оксида цинка данным методом в момент извлечения таблетки из пресс-формы происходит ее расслоение либо разрушение верхней части тела цилиндрической таблетки.

Задачами указанного изобретения является увеличение срока службы пресс-формы, получение целостных таблеток из шихты оксида цинка, без механических дефектов и с заданными физическими параметрами.

Заявленный способ отличается от прототипа тем, что прессование шихты оксида цинка проводят в диапазоне давления 254-490 МПа, затем снижают давление между верхним и нижним пуансонами и под установленной нагрузкой выпрессовывают таблетку из пресс-формы. В результате получаются целостные таблетки из шихты оксида цинка без механических дефектов и с заданными физическими параметрами. Также ввиду отсутствия внешнего механического или иного воздействия на пресс-форму увеличивается ее срок службы.

Пример №1. Шихту оксида цинка прессуют при величине давления прессования 254 МПа, затем снижают давление между верхним и нижним пуансонами и под установленной нагрузкой выпрессовывают таблетку из пресс-формы. В результате получаются целостные таблетки из шихты оксида цинка без механических дефектов и с заданными физическими параметрами. Также ввиду отсутствия внешнего механического или иного воздействия на пресс-форму увеличивается ее срок службы.

Пример №2. Шихту оксида цинка прессуют при величине давления прессования 490 МПа, затем снижают давление между верхним и нижним пуансонами и под установленной нагрузкой выпрессовывают таблетку из пресс-формы. В результате получаются целостные таблетки из шихты оксида цинка без механических дефектов и с заданными физическими параметрами. Также ввиду отсутствия внешнего механического или иного воздействия на пресс-форму увеличивается ее срок службы.

В случае проведения стадии прессования при меньших величинах давлений происходит расслоение таблетки либо разрушение верхней части цилиндрической таблетки.

Использование больших величин давлений не целесообразно, а также приводит к разрушению таблетки.