Характеристика основного оборудования, приборов и приспособлений

 

Наименование оборудования, приборов и приспособлений	Номер чертежа, ГОСТ, ТУ, разработчик, поставщик	Основные характеристики (П-производительность, М-мощность)	Сроки ремонта (К - капитального, ПП-планово-предупредительного)
Прессформа для холодного прессования	6786.00.000.08 6786.00.000.07	Диаметр -127 мм Диаметр -78 мм
Прессформа реакционная	6793.00.000.012.06 6793.00.000.012.08	Диаметр – 175 мм Диаметр – 105 мм
Пресс гидравлический ДА-1532Б	ПО «Гидропресс» г. Оренбург	М – 15 кВт Усилие – 160 ТС	К – раз в 3 года ПП – раз в полгода
Электрошкаф сушильный вакуумный ШСВ – 65	ТУ 3442.005.24662585-03 ЗАО «МИУС» г. Тула	М – 2,5 кВт Напряжение 220 В Тмакс раб - 350˚С Р – 10 мм.рт.ст. Размеры рабочего пространства: Диаметр 430 мм, Глубина 450 мм, Объем 65 л.
Сушильный шкаф ШСП-0,25-200	№31662 НПП Теплоприбор г. Екатеринбург	М – 5 кВт Т – 50-250˚С	К – раз в 3 года ПП – раз в год
Сушильный шкаф СНОЛ-3,5.3,5.3,5/3-ИЗ	ТУ 532639-78	П – загрузка 80 кг М – 2,4 кВт	К – раз в год ПП – раз в месяц
Виброгрохот ПЭ-6800	№ 0171 ЗАО НПО «Экрос» г. Санкт-Петербург	М – 250 Вт Диаметр – до 350 мм	К – раз в год ПП – по мере износа сит
Весы лаб. ВЕСТА В1505	ГОСТ 24104-2001 З-д «Госметр»	П. В.– 2 кг Точность – 0,01%
Сетка латунная или из нержавеющей стали № 2,5,02,08	ГОСТ 6613-86	П – 20 кг/ч
Наименование оборудования, приборов и приспособлений	Номер чертежа, ГОСТ, ТУ, разработчик, поставщик	Основные характеристики (П-производительность, М-мощность)	Сроки ремонта (К - капитального, ПП-планово-предупредительного)
Мельница лабораторная планетарная МПП-1	ООО «Техника и технология дезинтеграции» (ООО «ТТД») г. Санкт-Петербург	Установленная мощность – 3 кВт, Скорость вращения: Водила – 422 об/мин, Барабанов – 800 об/мин, Центробежный фактор – 28 g, Количество барабанов – 4 шт.; Рабочий объем барабанов – 400, 600, 900 см^3; Производительность – 0,5-2 кг/ч	К – раз в 3 года ПП – раз в полгода   ПП барабанов – по мере износа прокладок
Смешивающие тела – шары или цилиндры из нержавеющей стали или твердосплавные	ГОСТ 2590-88 ГОСТ 5632-72	Диаметр 6-10 мм
Шкаф вытяжной ШВ-02-1	ООО «Медсталь», г. Москва	Комплектуется вытяжным устройством мощностью 30 Вт
Муфельная электропечь МИМП-17П	ТУ 16-531.704-81 г. Тула	М – 3 кВт Т - 1150˚С Вес – 78 кг	К – раз в 3 года ПП – раз в год
Плоскошлифо-вальный станок полуавтомат модель 3Е711В	Станкостроительный завод «Красный борец», г. Орша	М – 4 кВт	К – раз в 3 года ПП – раз в полгода
Алмазные круги АПП 250×40×5×76 АСР 160/125-Б
Наименование оборудования, приборов и приспособлений	Номер чертежа, ГОСТ, ТУ, разработчик, поставщик	Основные характеристики (П-производительность, М-мощность)	Сроки ремонта (К - капитального, ПП-планово-предупредительного)
Щипцы из стали	Х18Н10Т ГОСТ 5632-72
Противни, совки, скребки из не искрящих материалов: Нержавеющей стали   алюминия	№ 415.000.00 ИСМАН Лист 2×800×1500 ГОСТ 19904-90
Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 Лист 2×600×2000
АД-1 ГОСТ 4784-97
Секундомер	ТУ 25-1819.0025-90 ТУ 25-1894-003-90
Точильно-шлифовальный станок модель ТШ-332А		М – 1,5 кВт, Точильные круги из корунда, диаметр – 150-300 мм
Электроэрозионный проволочно-вырезной станок АРТА 200-2	ООО «НПК «Дельта-Тест» Московская обл., г. Фрязино	Максимальная скорость формообразования – 50 мм^2/мин (сталь с HRCэ 52…62) Потребляемая мощность – 3 кВт
Микрометр	ГОСТ 6507-90	Точность измерения 0,001 мм
Штангенциркуль	ГОСТ 166-89	Точность измерения 0,02 мм
Линейка измерительная металлическая	ГОСТ 427-75	Точность измерения 1 мм
Банка полипропиленовая с крышкой	ТУ 2297-003-00001422-2000 ООО «Агропак Трейд»
Деревянные ящики	ГОСТ 15623-84

Технологический процесс

Сушка исходных компонентов и песка

Порошки основных компонентов (хром, алюминий)

Порошки основных компонентов просушивают в вакуумном сушильном электрошкафу марки ШСВ-65. Порошок загружают в противни, высота слоя 2-3 см. Затем шкаф вакуумируют до остаточного давления не более 10 мм.рт.ст. и нагревают до температуры 60-90˚С.

Порошки сушат в течение 2 часов.

Бор аморфный технический

Бор просушивают в сушильном шкафу марки ШСВА-25-200 без вакуума в противнях при температуре не ниже 100˚С. Высота слоя засыпки – 4-5 см.

Время сушки – не менее 24 часов.

Нанодисперсный оксид алюминия.

Оксид алюминия просушивают в сушильном шкафу марки ШСВА-25-200 без вакуума в противнях при температуре не ниже 100˚С. Высота слоя засыпки – 2-3 см.

Время сушки – не менее 24 часов.

 

Песок

Песок просушивают в сушильном шкафу марки СНОЛ-3,5.3,5.3,5/3-ИЗ без вакуума в стальных противнях при температуре не ниже 100˚С, при этом высота слоя песка не должна превышать 5-6 см.

Время сушки составляет не менее 5 часов.

Рассев песка

После сушки производят рассев песка на механическом сите, через сито с диаметром отверстия в сетке 0,8 мм, а затем через сито 0,2 мм. Для проведения процесса синтеза в песчаной прессформе используют фракцию песка, прошедшую через сито 0,8 мм и не прошедшую через сито 0,2 мм.

Дозирование компонентов исходной шихты для смешивания

Порошки на дозирование подают непосредственно после сушки. Не допускается хранение высушенных порошков на открытом воздухе более 1 часа.

Навески компонентов исходной шихты берут на технических весах, обеспечивающих точность взвешивания не ниже 0,1 г в зависимости от диаметра заготовки мишени-катода:

- диаметр заготовки 202х7 мм

– масса навески 845,78 г;

При этом соблюдается соотношение компонентов, показанное в таблице 1.

Таблица 1 – Соотношение компонентов исходной шихты

структурообразования через жидкую фазу.

Сплав	Состав сплава
CТИМ 9/20АОАн	Ti	B	Al	Al2O3(нанодисперсный)
845,78	509,7	119,4	157,3	59,2

В процессе синтеза мишеней-катодов используют «Химическую печку» (ССТ6040), которая представляет собой смесь порошков титана, сажи и бора в следующем соотношении:

Таблица 2 – Соотношение компонентов «Химической печки»

Исходные компоненты	Массовый состав, %	Навески компонентов «Химической печки», кг
Порошок титана	75,6	0,756
Углерод технический (сажа)	12,0	0,120
Бор аморфный технический	12,4	0,124

Механическое активирование шихты

Механическое активирование проводят в лабораторной планетарной мельнице марки МПП-1. Рабочий объем барабанов – 900 см³. Количество барабанов – 4 шт.

Скорость вращения: водила – 422 об/мин, барабанов – 800 об/мин.

Центробежный фактор – 28 g.

При активировании используются размольные тела – шары твердосплавные или из нержавеющей стали диаметром 6-10 мм.

Шары загружают в каждый барабан в следующей пропорции, % масс.:

Ø 6 мм – 19; Ø 8 мм – 29; Ø 10 мм – 52.

Отношение массы шихты к массе размольных тел составляет 1:10.

При активации шихты для получения заготовок мишеней-катодов диаметром для заготовок мишеней-катодов диаметром 202 мм – по 250 г шихты.

Время составляет 22 минуты.

Активирование шихты проводят при атмосферном давлении.

Активированная шихта должна быть использована в срок не позднее 24 часов после ее изготовления, однако, допускается хранение шихты в герметичной таре при комнатной температуре.

Готовая активированная шихта не должна содержать посторонних включений, видимых невооруженным глазом, а также не промешанных участков, определяемых легким нажимом на шихту совком.

Прессование (брикетирование) шихты

Прессование (брикетирование) шихты производят на гидравлическом прессе марки ДА-1532Б в прессформах для холодного прессования с внутренним диаметром 202мм.

Для прессования берут навеску механически активированной шихты массой 0,9 кг для прессформы диаметром 202 мм.

Навеску шихты засыпают в прессформу для холодного прессования в следующей последовательности, при этом слой «химической печки» отделяется от слоя основной шихты перфорированной бумагой из терморасширенного графита (ТРГ):

«химическая печка» - 75,6%Ti + 12%C + 12,4%B - массой 100 г

основная шихта - 60,3%Ti+14,2%B+18,6%Al+7%Al₂O₃- массой 845,78г

«химическая печка» - 75,6%Ti + 12%C + 12,4%B - массой 100 г

Значения, указанные в скобках, соответствуют диаметру прессформы 202 мм.

Шихту для каждого слоя разравнивают в прессформе при помощи специального приспособления в виде металлического диска диаметром 200 мм который механически закреплен на ручке из стального цилиндра.

Прессформу собирают и устанавливают под пуансоном пресса.

Прессование ведут по следующему режиму:

давление брикетирования составляет:

- 80 кгс/см² при диаметре прессформы 202 мм;

- время выдержки под нагрузкой составляет 15 сек.

Давление прессования контролируют по манометру пресса.

По окончанию прессования производят выпрессовку заготовок.

Спрессованные заготовки не должны иметь трещин, расслоев, выкрашиваний, непропрессованных участков, видимых невооруженным глазом.

Синтез заготовок

Синтез заготовок производится на гидравлическом прессе марки ДА-1532Б с максимальным усилием прессования 160 тс и автоматическим управлением в песчаных реакционных прессформах диаметром 250 мм при диаметре заготовки 202 мм.

Основание реакционной прессформы устанавливают на рабочий стол пресса и до верхнего уровня заполняют просеянным кварцевым песком в количестве 0,6-0,8 кг. Кварцевый песок используют для обеспечения равномерности передачи давления на заготовку. Он играет роль теплоизолятора, а также обеспечивает отвод газов, выделяющихся при синтезе.

Спрессованную заготовку (шихтовой брикет) устанавливают по центру реакционной прессформы на песок. Затем на основание надевают корпус прессформы. С одной стороны прессформы через специальный канал ввода вставляют инициирующую процесс горения спираль таким образом, чтобы она слегка касалась боковой поверхности заготовки, с другой стороны размещают фотоэлемент, регистрирующий окончание процесса горения.

Инициирующая спираль изготавливается из вольфрамовой проволоки диаметром 0,5 мм и должна иметь «П»-образную форму. Центральный участок спирали затачивают до толщины 30-50% от диаметра проволоки для увеличения сопротивления на этом участке. Заточка спирали производится на точильно-шлифовальном станке ТШ-332А.

Место касания спирали с боковой поверхностью заготовки заполняют «химической печкой» массой 2-3 г. Свободное пространство прессформы засыпают кварцевым песком, и производят ее окончательную сборку. Затем прессформу устанавливают под пуансон пресса.

На блоке автоматического управления пресса устанавливают следующие параметры синтеза:

1) Давление подпрессовки – 15 кгс/см² (устанавливается только для мишеней-катодов диаметром 127 мм). В остальных случаях давление подпрессовки определяется касанием подвижного плунжера пресса верхнего пуансона реакционной прессформы;

2) Давление компактирования:

250 кгс/см² для мишеней диаметром 202 мм;

3) Время задержки и время выдержки под давлением в зависимости от диаметра мишени показаны в табл. 3.

 

 

Таблица 3 – Основные временные характеристики синтеза заготовок

Марка мишени (фазовый состав мишени)	Диаметр мишени, мм	Время инициирования, с	Время задержки*, с	Время выдержки, с
CТИМ 9/20АОАн		0,5	15,0	15,0

* - время задержки фиксируется по регистрирующему самописцу от момента инициации процесса горения

 

Процесс синтеза начинается после нажатия кнопки «пуск» на блоке автоматического управления пресса, за счет инициирования теплового импульса (напряжение инициирования составляет 20-25 В). Начало протекания экзотермической реакции и окончание процесса горения заготовки фиксируется по регистрационному самописцу (время горения). После возвращения плунжера пресса в верхнее положение открывают защитные дверцы пресса, прессформа выдвигается, а затем ее разбирают.

Термообработка

Сразу после окончания синтеза, горячую заготовку извлекают из реакционной прессформы при помощи специальных щипцов из стали марки Х18Н10Т и помещают в муфельную электропечь марки МИМП-17П, расположенную вблизи пресса и предварительно разогретую до температуры 800˚С. Затем температуру в печи поднимают до значения 1100˚С и заготовки мишеней-катодов подвергают изотермической выдержке (отжигу) в течение 30 мин.

По окончании изотермической выдержки заготовки вместе с печью охлаждаются до комнатной температуры с целью минимизации остаточных напряжений и предотвращения растрескивания.

Допускается последовательная загрузка в печь до 3-х заготовок мишеней-катодов с последующим выводом ее на рабочий температурный режим (1100˚С).

С охлажденных заготовок удаляется слой «химической печки».