Printre metodele de prelucrare a metalelor prin metode de deformare plastică, desenul este un proces tehnologic foarte progresiv, în multe cazuri cu succes concurat cu ștanțarea și laminarea metalului. Punctul slab al acestui proces tehnologic este spinneretul, adică scula prin care piesa de prelucrat este întinsă. Durabilitatea unei matrițe se numește capacitatea sa de a rezista forțelor de frecare dezvoltate în timpul tragerii, adică de a reține pentru o anumită perioadă de timp formele și dimensiunile geometrice date.
În cazul în care această întrebare este acum mai mult sau mai puțin rezolvate cu succes folosind materiale de carbid pentru produsele de desen, al căror diametru se află în intervalul de la fracțiuni la zeci de milimetri, apoi merge la produsul tras, care este determinat de diametrul sutimi de milimetru, apar dificultăți mari.
Complexitatea sarcinii de fabricare a matriței cu astfel de dimensiuni mici, de dimensionarea canalului datorită faptului că o scădere a diametrului produsului este tras brusc crește sarcina specifică experimentat de matriță. În acest caz, duritatea aliajelor dure, aplicate cu succes la fabricarea matrițelor de dimensiuni mai mari este insuficientă, iar cantitatea de granule de carbură de tungsten, care este un material principal parte din carbură devine comparabilă cu dimensiunea articolului se poate afirma că - inacceptabil.
Din aceste motive, acum în toate țările, desenul produselor, al căror diametru este sub 0,025 mm, se realizează exclusiv prin matrițe de diamant. Folosirea unui astfel de material dur pentru fabricarea fileurilor de filare cu toată claritatea sa ridică întrebarea cum se fac găuri în diamante. Evident, orice metodă de foraj mecanic în acest caz nu este aplicabilă, deoarece pentru aceasta ar fi necesar să echipăm burghiul cu un material mai greu decât diamantul. Deoarece astfel de materiale nu sunt încă disponibile în industrie (zonele de bor nu au găsit încă o aplicare largă), până de curând singura modalitate posibilă de a face găuri în diamante a fost metoda de abraziune. Această metodă constă în faptul că gaura din diamant este făcută prin pulbere de diamant, care freacă suprafața diamantului în locul dat. Practic, acest lucru sa făcut prin rotirea unui ac metalic într-un anumit punct de pe suprafața unui diamant umezit de o suspensie apoasă de particule de diamant suspendate în apă.
Deoarece procesul luat în considerare pentru fabricarea găurii se bazează pe procesul de prelucrare a materialului cu un material de aceeași duritate, acest proces a fost extrem de consumator de timp. De exemplu, atunci când se fabrică o matriță de 20 microni, următoarea distribuție de timp (în ore) este efectuată pentru operații (tabelul 1).
Din tabel. 1 rezultă că durează 2 până la 3 săptămâni pentru a face o gaură în spinneret. Prezența unui astfel de ciclu lung de procesare a limitat foarte mult eficiența fabricilor folosind desenul cu diamante și a necesitat crearea unor ateliere mari de prelucrare a diamantelor.
Ca urmare, a existat o sarcină în timp util pentru a dezvolta o nu o metodă nouă, mecanică de găuri de prelucrare în diamante, ceea ce ar reduce semnificativ timpul necesar pentru fabricarea de diamant moare. Firește, cu această sarcină, atenția cercetătorilor a fost atras de posibilitatea de a efectua această sarcină de prelucrare electro-descărcare, dar o serie de proprietăți importante ale diamant nu este permis să transfere direct la soluția de această experiență problemă în scânteie de prelucrare a metalelor.
În acest scop, luăm în considerare mai întâi unele dintre proprietățile fizice și chimice de bază ale diamantului.
1. Diamond - o substanță cristalină solidă transparentă, fie incoloră, fie colorată în gri închis, maro, verde închis sau negru.
2. Structura elementară a diamantului conține 18 atomi.
3. În majoritatea cazurilor, diamantul este carbonul pur chimic, fiind a treia modificare a acestui element (primele două sunt cărbunele și grafitul).
4. Diamantul are un caracter metaloidal.
5. Densitatea diamantului este de 3,50 + 0,01.
6. Rezistivitatea este de 5 × 10 14 ohmi / cm.
7. Diamantul are proprietăți optice deosebit de mari: o refracție mare și o dispersie puternică a luminii, ceea ce provoacă o stralucire puternică. Are un indice de refracție de 2,17.
8. Diamond este substanța cea mai solidă dintre toate substanțele cunoscute în natură, precum și substanțele obținute artificial (proprietățile borazonului nu au fost descrise nicăieri).
9. Punctele de topire și de fierbere sunt necunoscute.
10. Diamantul este foarte fragil. Fractura este conocidă.
11. Trecerea diamantului în grafit are loc la o temperatură de aproximativ 1700 ° C și este extrem de lentă. Tranziția inversă nu a fost observată deloc.
12. Diamantul jet de oxigen, la o temperatură de 720 ° C Se aprinde ușor aprins, formând dioxid de carbon și dezvoltarea temperaturii la 850 ° C în timpul arderii unor eșantioane colorate este de până la 5% cenușă, constând în principal din oxizi de fier.
13. Diamantul nu este magnetic.
14. Diamond este o substanță inertă chimic. În acizi, nu se descompune și este dificil să se oxideze cu oxidanți puternici (de exemplu, săruri topite sau alcool fierbinte).
Din luarea în considerare a caracteristicilor fizico-chimice de mai sus ar trebui să diamant două concluzii: În primul rând, diamant, în contrast cu alte modificări este izolator solid și foarte bun. rezistivitatea este același cu cel din cuarț, Pyrex tip de sticlă, ebonită et al., Și, în al doilea rând, pentru că diamant este carbon, este posibil, datorită reacțiilor chimice de suprafață care se transformă dintr-o stare solida la o fază gazoasă.
Aceste două concluzii și am pus bazele cercetării noastre privind crearea unui proces electric de scânteie pentru prelucrarea diamantelor. Era evident că. deoarece diamant are proprietăți dielectrice, aplicații electrice de prelucrare a scânteii în mod obișnuit nu va da nici un efect, deoarece defalcarea electrica nu va trece prin diamant, și prin mediul care îl înconjoară. A fost posibilă îndeplinirea acestei sarcini în două moduri. În primul rând, încercați să utilizați proprietățile de diamant fac cel puțin temporar, un conductor de curent electric, sau, în al doilea rând, pentru a face fasciculul de electroni pentru a efectua munca într-o substanță electroneutral. Pentru a rezolva problema primei variante, au existat destule date care confirmă realitatea acestei direcții. În particular, a fost cunoscut faptul că, dacă diamantul este supus iradierii particulelor gamma, în timpul iradierii va conduce curentul electric și, prin urmare, prelucrarea convențională a circuitului poate fi aplicat electrică este. Au existat, de asemenea, date separate privind scăderea bruscă a proprietăților dielectrice ale diamantului atunci când iradiate cu partea ultravioletă a spectrului sau cu o creștere a temperaturii sale.
Mi sa părut puțin promițătoare să folosim iradierea gamma în producerea în masă a matrițelor de diamant, așa că nu am cercetat această posibilitate de a crește conductivitatea electrică a unui diamant; Celelalte două metode de creștere a conductivității au fost studiate în detaliu.
În acest scop, diamant cântărind 0,75 carate ÷ 0,6 și clearance-ul maxim de 3-4 mm au fost prinse între argint sau cuspide și supuse iradierii cu raze ultraviolete (Fig. 1), sau căldură. Ca rezultat al măsurării, sa constatat într-adevăr că în timpul iradierii diamant cu raze ultraviolete, conductivitatea sa de-a lungul diferitelor axe ale rețelei cristaline scade la 100-150 megohmi, cu toate acestea, având în vedere că, în acest caz, toate valoarea rezistenței absolută rămâne la nivelul de 250-300 megohmi , atunci, practic, pentru condițiile de prelucrare prin electrospark, diamantul continuă să fie un izolator.
Încălzirea diamantului a dat rezultate mai semnificative. Aceste date sunt prezentate în Tabelul. 2.
Din tabel. 2 rezultă că conductivitatea unui diamant este, în esență, dependentă de temperatură. În condițiile experimentului a fost crescut de aproape trei ori, și se pare că undeva în apropierea conductibilitatea temperatura de aprindere este foarte mare. Cu toate acestea, în condiții de experiment, atunci când temperatura de diamant a fost foarte mare, dar rezistența lui era încă atât de considerabilă încât această tehnică reduce rezistența diamant, precum și în cazul anterior, nu ar fi avut nici un sens practic.
Fig. 1. Aparatură pentru studiul conductivității diamantului în fascicule cu ultrasunete
Soluția problemei a fost găsită în altă direcție Toate lucrările noastre anii anteriori se afirmă că un impuls electric scânteie este un fascicul electronic la viteză ridicată se deplasează de la catod la anod, și că, în funcție de nivelul de tensiune aplicată electrozilor, a adanceste fascicul de electroni în suprafața anodului la diferite adâncimi.
Dacă anodul este o placă suficient de groasă (cu grosimea de cel puțin câteva milimetri), atunci fasciculul de electroni zburători va fi brusc și complet oprit de o suprafață metalică solidă. În acest caz, întreaga energie a decelerației electronice va fi eliberată în straturile superficiale ale anodului. Deoarece puterea este suficient de mare, apare o explozie direcționată a secțiunii anodului care prelua pulsul. În timpul unei explozii electrice, nu numai metalul topit dar și metalul înmuiat este scos din vasul care conține volumul afectat de metal.
Dacă anod este un conductor de curent subțire, de exemplu, folie metalică, fasciculul de electroni lovind suprafața acestuia, se rupe cu ușurință și continuă drumul său în zona zaanodnoy. În acest caz, anodul servește ca un fel de rețea de accelerare. Având în vedere că anodul era subțire, o cantitate foarte mică de energie era cheltuită la defalcare; în consecință, fasciculul de electroni, care se deplasează în regiunea anodică, are încă o rezervă mare de energie. Și dacă în drum este o substanță, fascicul de electroni, lovind-o, va face o treabă considerabilă.
Acest proces descris schematic a fost utilizat pentru prelucrarea materialelor care nu conduc curent electric. Este evident că, dacă poziționat o substanță (de exemplu, diamant), fasciculul zboară cu viteză mare de electroni va fi oprit scurt a suprafeței electric și astfel întregul electron energia de frânare va fi lansat la suprafață la organizare experimentală doar considerat sub folie subțire straturi de materie. Ca o consecință a inhibării, temperaturile ridicate se dezvoltă, se evaporă și explodează straturile de suprafață ale acestei substanțe.
Astfel, continuă găuri elementare în procesul de fabricație de diamant pentru o scânteie de impulsuri electrice. Pentru a continua acest proces, suprafața anodului perforate impulsuri electrice trebuie să fie cumva reparată. Sa dovedit a fi foarte simplu fezabilă. Este evident că pentru apariția și dezvoltarea unui impuls electric scânteie este doar prezența necesară a unor cantități ale câmpului electric dintre catod și anod și, prin urmare, nu se impun restricții privind starea compoziției și anod. Ca o consecință, anodul nu trebuie să fie, de exemplu, solid. Ar trebui să efectueze numai un curent electric bun. Pe baza acestor dispoziții, este destul de suficient pentru a pune diamant într-o cadă mică și umple-l cu orice soluție - electrolit, astfel încât suprafața sa este acoperită aproape suprafața de diamant tratate. Apoi, greutatea electrolitului conectarea anodului circuitului de descărcare și ridicarea tensiunii pe electrozi la o valoare corespunzătoare (în general, în aceste cazuri, mai multe kilovolts), condițiile pentru formarea unui impuls electric singură scânteie care, atunci când fluxul său va produce o anumită porțiune din diamant aceasta suprafata. Ulterior, procesul elementar care rezultă atunci când pulsul în orificiul de trecere a fluidului trântit, iar sistemul va fi din nou pregătit pentru a forma pulsul următor.
În conformitate cu condițiile considerate a configurării experimentului a fost creat având ca elemente de bază reglabile de mare (până la 5000) capacitanță tub transformator redresor conectat în paralel la baia cu electrolit și catod de wolfram, prin intermediul cărora au efectuat procesul de fabricație gaura din diamant.
În dezvoltarea în continuare doar a considerat procesul său ar putea fi simplificată prin utilizarea unei proprietăți fascicul de electroni, în mod avantajos separat de catod (mai solid) și cu dificultate pentru a simula de descărcare de la anod (mai mult lichid). Electrod E. Combinație „catod solid și anod lichid“, pentru a face posibilă utilizarea găurilor din diamante de înaltă tensiune, curent alternativ, rectificarea direct în timpul fluxului de prelucrare. În această formă acum, această metodă de a face găuri în diamant spinnerets este utilizat de industrie.
În concluzie, observăm că cuvântul „diamant“ în arabă și în limba greacă înseamnă „îndărătnic, greu.“ Astăzi diamant, în ciuda acestui nume de sondare, absolut „domesticit“, și chiar ca un dielectric se supune loial abia vizibile, dar „extrem de greu“ scânteie electrică.
Citiți și:
Un blog despre medicină este o sursă excelentă de cunoștințe pentru toată lumea. Aflați ce spun doctorii și, de asemenea, natura bolilor.
Articole similare
-
Un generator piezoelectric, o metodă de fabricare a acestuia și un dispozitiv mobil care îl conține
-
Tipuri de produse de armare, specificații, metode și aplicații de fabricație, articole
Trimiteți-le prietenilor: