Оптимизация геометрической формы полости высокого давления АВД «наковальня с углублением» для спекания порошков нанодисперсного алмаза

Abstract

Рассматривается оптимизация геометрических параметров углубления матрицы аппарата высокого давления (АВД), предназначенной для спекания композиционных материалов на основе порошков сверхтвердых материалов. Методика расчета геометрии основана на принципе «золотого сечения». В результате оптимизации значительно снижена разница давлений в центре и на периферии полости матрицы, а также по поверхности лунки. Это позволило улучшить структуру компактов на основе порошков нанодисперсных алмазов и за счет этого повысить их микротвердость по сравнению с образцами, спеченными на стандартной аппаратуре при одних и тех же режимах. Можно утверждать, что свойства компактов на основе наноалмазов наряду с режимами спекания определяются условиями холодного нагружения, зависящими от конфигурации матрицы АВД.

The optimization of geometrical parameters of the hollow of the die of high-pressure apparatus (HPA) for the sintering of composite materials based on superhard materials powders has been developed. Calculations are based on the golden-section principle. As a result, the difference in pressures in the center and at the periphery of the hollow is considerably reduced and а more uniform distribution of pressure on the hollow’s surface has been reached. Thus it is possible to improve the structure of the compacts based on nanodiamond and to increase their microhardness in comparison with the compacts obtained at the same pressure and temperature on the standard HPA. One can state that properties of the compacts based on nanodiamond alongside with the high-pressure sintering parameters are determined by initial loading conditions, which considerably depend of hollow’s profile.