close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3531

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3531
(13)
C1
(51)
(12)
6
C 04B 35/573,
B 22F 3/23
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАКЦИОННОСПЕЧЕННОГО
КАРБИДОКРЕМНИЕВОГО МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: 961080
(22) 1996.11.26
(46) 2000.09.30
(71) Заявитель: Научно-исследовательский
институт
порошковой
металлургии
с
опытным производством (BY)
(72) Авторы: Дьячкова
Л.Н.,
Звонарев
Е.В.,
Шелехина В.М. (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-исследовательский
институт порошковой металлургии с опытным
производством (BY)
(57)
Способ получения реакционноспеченного карбидокремниевого материала, включающий получение шихты совместным размолом порошков карбида кремния и сажи, смешивание с пластификатором, сушку, прессование и спекание, отличающийся тем, что шихту размалывают до среднего размера частиц карбида
кремния 10-15 мкм, смешивание с пластификатором, в качестве которого используют раствор поливинилпирролидона, осуществляют после размола, а сушку проводят до влажности 7-10 %.
BY 3531 C1
(56)
1. Черная металлургия. - 1989. - № 5. - С. 52-53.
2. Стекло и керамика. - 1987. - № 5. - С. 23-24.
3. DE 1671015 С, МПК1 C04b 35/56, 1973.
4. US 4041117 А, МПК2 C04B 35/56, C04B 35/64, 1977 (прототип).
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения изделий
из карбидокремниевого материала, в частности уплотнительных колец в торцевых уплотнениях насосов.
Известны способы получения карбидокремниевых материалов методом реакционного спекания [1-3],
включающие приготовление шихты из карбида кремния и сажи, смешивание с пластификатором, в качестве
которого используют 10 %-ный раствор поливинилового спирта, прессование и спекание.
Однако в данном случае материал имеет плохую формуемость при прессовании, низкую плотность прессовки и низкие плотность и прочность спеченного материала.
В качестве прототипа выбран способ получения карбидокремниевого материала, включающий получение
шихты совместным размолом порошков карбида кремния, бора или его карбида и сажи в присутствии пластификатора, сушку до плотности, равной 45 % от теоретической плотности карбида кремния, прессование и
спекание [4].
Однако данный способ также не обеспечивает хорошей формуемости и плотности при прессовании и
достаточной прочности при спекании. Кроме того, нецелесообразно вводить пластификатор при размоле, так
как в процессе размола будет происходить интенсивное налипание пластификатора на размольные тела,
снижая эффективность размола. Неудобным также является контроль степени сушки шихты до 45 % от
плотности карбида кремния, так как в этом случае для проведения контроля необходимо проводить прессование шихты. В случае реакционноспеченных карбидокремниевых материалов перед прессованием в шихту
вводят дополнительно кремний, что затрудняет пересчет влажности шихты к плотности карбида кремния.
BY 3531 C1
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении плотности
прессовок из карбидокремниевого материала, а также плотности и прочности спеченного материала.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном способе, включающем получение шихты
совместным размолом карбида кремния и сажи, смешивание с пластификатором, сушку, прессование и спекание, шихту размалывают до среднего размера частиц карбида кремния 10-15 мкм, смешивание с пластификатором, в качестве которого используют раствор поливинилпирролидона, осуществляют после размола, а сушку
проводят до влажности 7-10 %.
Экспериментально установлено, что у порошков без дополнительного размола отсутствует формуемость. Независимо от давления прессования образуется рыхлый брикет, форма брикета не сохраняется. Дополнительный размол до среднего размера частиц карбида кремния 10-15 мкм обеспечивает получение брикета с необходимой
плотностью 1,6-1,8 г/см3, причем повышение давления прессования практически не влияет на плотность образцов.
При размере частиц более 15 мкм, так же как и менее 10 мкм, ухудшается прессуемость шихты и снижается плотность прессовки.
Дополнительная обработка шихты в вибромельнице оказывает положительное влияние не только на ее
формуемость и прессуемость, но и спекаемость карбидокремниевых материалов, поскольку в процессе размола происходит намазывание более мягких частиц сажи на частицы карбида кремния, а это, в свою очередь, при спекании обеспечивает более равномерное и интенсивное взаимодействие с кремнием.
Применение в качестве пластификатора поливинилпирролидона (ПВП) вместо поливинилового спирта
(ПВС) улучшает формуемость шихты и прочность прессовок за счет лучшей смачиваемости раствором шихты.
Необходимо отметить, что прессуемая шихта должна содержать определенное количество влаги: 7-10 %.
При уменьшении количества влаги в шихте ухудшается прессуемость, при увеличении - при прессовании
происходит выдавливание влаги из брикета. Для удаления избытка влаги шихту необходимо подвергать
сушке на воздухе при температуре 80-100 °С.
Сущность предлагаемого способа поясняется в примерах.
Примеры 1-5.
Исходные порошки карбида кремния марки М28 (ТУ 2-036-08220931-011-93) и сажи марки ДГ100
(ГОСТ 7885-87) в количестве 80 и 20 % соответственно загружали в вибромельницу и подвергали размолу в
течение 30 мин до среднего размера частиц порошка карбида кремния 10-15 мкм.
Размолотую шихту смешивали с 1 % 10 %-ного раствора поливинилпирролидона в воде. Шихту подвергали сушке на воздухе при температуре 80-100 °C до влажности 7-10 %, которую определяли весовым методом.
Из готовой шихты прессовали образцы диаметром 20 мм и высотой 20 мм и 5x5x30 мм в стальной прессформе при давлении 50 МПа и проводили реакционное спекание при температуре 1700 °C в течение 1 ч.
На цилиндрических образцах после прессования и спекания определяли плотность, на призматических
образцах после спекания определяли прочность на изгиб.
Полученные результаты приведены в таблице.
По способу-прототипу получали аналогичные образцы. Шихту смешивали в смесителе из порошков, аналогичных примерам 1-5. Шихту смешивали с 1 % пластификатора - 10 %-ным раствором поливинилового
спирта в воде.
Из шихты прессовали образцы и спекали по технологии примеров 1-5.
Плотность образцов после прессования и спекания и прочность образцов после спекания приведены в
таблице.
Средний размер
порошка карСостав пла№ п/п
бида кремния в стификатора
шихте, мкм
1
8,0
10 %-ный
р-р ПВП
2
10,0
“-“
3
12,5
“-“
4
15,0
“-“
5
17,0
“-“
прототип
30,0
10 %-ный
р-р ПВС
Влажность
шихты, %
5,0
Плотность
прессовок, г/см3
1,5-1,6
7,0
8,5
10,0
12,0
98,0
1,7-1,8
1,7-1,9
1,3-1,5
1,2-1,3
1,0
2
Плотность об- Прочность на изразцов после
гиб спеченных
спекания, г/см3 образцов, МПа
2,60-2,80
300-320
2,90-2,96
2,90-3,06
2,60-2,80
2,00-2,20
1,98
350-360
380-390
270-290
220-250
180
BY 3531 C1
Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить плотность прессовок с 1,0 до
1,7-1,9 г/см3, плотность и прочность спеченных образцов с 1,98 до 2,9-3,06 г/см3 и со 180 до 380-390 МПа
соответственно.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
107 Кб
Теги
by3531, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа