CN105329896A - 制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺 - Google Patents
制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105329896A CN105329896A CN201510801976.3A CN201510801976A CN105329896A CN 105329896 A CN105329896 A CN 105329896A CN 201510801976 A CN201510801976 A CN 201510801976A CN 105329896 A CN105329896 A CN 105329896A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- minutes
- boron carbide
- power
- novel process
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺,包括如下制作步骤:原材料混合;材料的压制预处理、造粒;热处理;压制冷切成型等步骤,其中热处理使用中频烧结炉加热,将功率调至120kw/h加热,加热时间为1小时35分钟,保证120kw/h的功率,达到2200℃时开始保温,每5分钟将功率下调10kw/h,保温时间为20分钟;压制冷切成型:保温结束后开始加压,通过远程控制阀给中频烧结炉加压,加压前10分钟匀速加压到10MPa,然后5分钟保持匀速加压到15MPa,开始保压5分钟,最后通过循环水给炉体冷却成型。本发明的新工艺制备的碳化硼元件硬度和致密度较高,适应海洋设备、高精度设备的需求。
Description
技术领域
本发明涉及碳化硼元件制备,具体涉及制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺。
背景技术
碳化硼是自然界中硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的重要超硬材料。它具有高熔点、高模量、比重小、自润滑性好、耐磨、耐酸碱腐蚀、耐辐射、吸收中子等特点,是一种综合性能十分突出的新型高性能工程陶瓷材料,在高端液气密封材料、航天航空发动机喷头、高端陶瓷轴承、高端防弹装甲材料、硬质材料的抛光和精研磨料等方面具有重要应用。另外,碳化硼陶瓷在核电反应堆中子吸收及屏蔽部件等方面具有不可替代的作用。
碳化硼结构中的共价键极强,晶界阻力大,是一种极难烧结陶瓷材料,常规的常压烧结法只能达到80%左右的致密度,所得碳化硼陶瓷性能较差。为了提高碳化硼陶瓷的烧结致密度和性能,通常采用热压烧结法(专利:CN1803714A、CN1541981A等)和液相烧结法(专利:CN1552667A、CN1438201A等)。热压烧结法是指在烧结过程中加载几十兆帕的压力,促进碳化硼烧结致密化。热压烧结法产量低,成本高,产品结构简单,难以规模化生产。
液相烧结法是指在碳化硼中添加适量Y2O3、Al2O3、La2O3等低熔点物质,在烧结过程中,利用低熔点物质产生部分液相来促进烧结。液相烧结法所制碳化硼陶瓷的性能相对较差,且在高温下使用时会因出现液相析出而导致材料的性能急剧恶化。
常压烧结碳化硼陶瓷具有工艺成本低,能制备结构较复杂产品,适合规模化生产的突出优势,但传统常压烧结碳化硼密度一般为2.0-2.1g/cm3,致密度约80%左右,如何提高常压烧结碳化硼陶瓷的致密度成为亟待突破的关键难题,也是限制碳化硼陶瓷这一新型高性能工程陶瓷材料大规模应用的最大障碍。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供一种制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺,包括如下制作步骤:
①、原材料混合:取100克丁钠乳胶,切成小颗粒状,放入1升120号汽油中,密封浸泡一周,待丁钠乳胶全部溶化,将碳化硼粉末与麦芽糖浆以重量比5:1的比例混合,搅拌均匀,搅拌过程中逐次加入上述溶解有丁钠乳胶的120号汽油,搅拌两个小时,最终的效果是手指轻捏能成小团;
②、材料的压制预处理、造粒:将搅拌均匀的碳化硼粉末装入合金模具,用冷压机压制成饼状即可,每次压制装入与模具孔等体积的碳化硼粉末,将饼状碳化硼通过80目的不锈钢筛筛成颗粒状;
③、热处理:使用中频烧结炉加热,开机,将功率调至120kw/h加热,加热时间为1小时35分钟,温度达到2200℃,中间过程中电压不稳,要随时调节,保证120kw/h的功率,炉内温度达到2200℃时开始保温,每5分钟将功率下调10kw/h,保温时间为20分钟;
④、压制冷切成型:保温结束后开始加压,通过远程控制阀给中频烧结炉加压,加压前10分钟匀速加压到10MPa,然后5分钟保持匀速加压到15MPa,整个加压过程约15分钟,开始保压5分钟,最后关机,整个压制时间约20分钟,最后通过循环水给炉体冷却成型。
本发明的有益效果:本发明的新工艺制备的碳化硼元件硬度和致密度较高,适应海洋设备、高精度设备的需求,至少能达到94%的相对密度(RD)和至少2200㎏/㎜2的维氏硬度。
具体实施方式
为了便于本发明内容的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步说明,以下实施例仅为本发明的一部分实施例。
实施例1:
制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺,包括如下制作步骤:
①、原材料混合:取100克丁钠乳胶,切成小颗粒状,放入1升120号汽油中,密封浸泡一周,待丁钠乳胶全部溶化,将碳化硼粉末与麦芽糖浆以重量比5:1的比例混合,搅拌均匀,搅拌过程中逐次加入上述溶解有丁钠乳胶的120号汽油,搅拌两个小时,最终的效果是手指轻捏能成小团;
②、材料的压制预处理、造粒:将搅拌均匀的碳化硼粉末装入合金模具,用冷压机压制成饼状即可,每次压制装入与模具孔等体积的碳化硼粉末,将饼状碳化硼通过80目的不锈钢筛筛成颗粒状;
③、热处理:使用中频烧结炉加热,开机,将功率调至120kw/h加热,加热时间为1小时35分钟,温度达到2200℃,中间过程中电压不稳,要随时调节,保证120kw/h的功率,炉内温度达到2200℃时开始保温,每5分钟将功率下调10kw/h,保温时间为20分钟;
④、压制冷切成型:保温结束后开始加压,通过远程控制阀给中频烧结炉加压,加压前10分钟匀速加压到10MPa,然后5分钟保持匀速加压到15MPa,整个加压过程约15分钟,开始保压5分钟,最后关机,整个压制时间约20分钟,最后通过循环水给炉体冷却成型。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺,其特征在于,包括如下制作步骤:
①、原材料混合:取100克丁钠乳胶,切成小颗粒状,放入1升120号汽油中,密封浸泡一周,待丁钠乳胶全部溶化,将碳化硼粉末与麦芽糖浆以重量比5:1的比例混合,搅拌均匀,搅拌过程中逐次加入上述溶解有丁钠乳胶的120号汽油,搅拌两个小时,最终的效果是手指轻捏能成小团;
②、材料的压制预处理、造粒:将搅拌均匀的碳化硼粉末装入合金模具,用冷压机压制成饼状即可,每次压制装入与模具孔等体积的碳化硼粉末,将饼状碳化硼通过80目的不锈钢筛筛成颗粒状;
③、热处理:使用中频烧结炉加热,开机,将功率调至120kw/h加热,加热时间为1小时35分钟,温度达到2200℃,中间过程中电压不稳,要随时调节,保证120kw/h的功率,炉内温度达到2200℃时开始保温,每5分钟将功率下调10kw/h,保温时间为20分钟;
④、压制冷切成型:保温结束后开始加压,通过远程控制阀给中频烧结炉加压,加压前10分钟匀速加压到10MPa,然后5分钟保持匀速加压到15MPa,整个加压过程约15分钟,开始保压5分钟,最后关机,整个压制时间约20分钟,最后通过循环水给炉体冷却成型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510801976.3A CN105329896A (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510801976.3A CN105329896A (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105329896A true CN105329896A (zh) | 2016-02-17 |
Family
ID=55280704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510801976.3A Pending CN105329896A (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105329896A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106348779A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-25 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种碳化硼‑氟化钙复合的陶瓷喷嘴 |
CN106365665A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种碳化硼‑氧化锆复合的陶瓷喷嘴 |
CN106380216A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-08 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种碳化硼‑氮化铝复合的陶瓷喷嘴 |
CN106396715A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴 |
CN115572169A (zh) * | 2022-09-06 | 2023-01-06 | 马鞍山市小沈车行 | 一种碳化硼缸体制备工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996007623A1 (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-14 | British Technology Group Limited | Boron nitride |
CN101337816A (zh) * | 2008-08-29 | 2009-01-07 | 牡丹江金刚钻碳化硼有限公司 | 一种碳化硼基复合材料及其制备方法 |
CN102219528A (zh) * | 2011-04-26 | 2011-10-19 | 大连金玛硼业科技集团有限公司 | 碳化硼陶瓷冷压成型用结合剂 |
CN103979971A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-08-13 | 宁波东联密封件有限公司 | 一种液相烧结碳化硼防弹材料及其制备方法 |
-
2015
- 2015-11-19 CN CN201510801976.3A patent/CN105329896A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996007623A1 (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-14 | British Technology Group Limited | Boron nitride |
CN101337816A (zh) * | 2008-08-29 | 2009-01-07 | 牡丹江金刚钻碳化硼有限公司 | 一种碳化硼基复合材料及其制备方法 |
CN102219528A (zh) * | 2011-04-26 | 2011-10-19 | 大连金玛硼业科技集团有限公司 | 碳化硼陶瓷冷压成型用结合剂 |
CN103979971A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-08-13 | 宁波东联密封件有限公司 | 一种液相烧结碳化硼防弹材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
尹邦跃等: "气流粉碎B4C粉末的活化烧结研究", 《原子能科学技术》 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106348779A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-25 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种碳化硼‑氟化钙复合的陶瓷喷嘴 |
CN106365665A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种碳化硼‑氧化锆复合的陶瓷喷嘴 |
CN106380216A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-08 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种碳化硼‑氮化铝复合的陶瓷喷嘴 |
CN106396715A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-15 | 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 | 一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴 |
CN115572169A (zh) * | 2022-09-06 | 2023-01-06 | 马鞍山市小沈车行 | 一种碳化硼缸体制备工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105329896A (zh) | 制备碳化硼和碳化硼元件的新工艺 | |
CN103613389B (zh) | 碳化硼陶瓷烧结制备方法 | |
CN102503429B (zh) | 常压烧结碳化硼陶瓷的制备方法 | |
CN109553419B (zh) | 一种气压固相烧结碳化硼复相陶瓷及其制备方法 | |
CN105272261A (zh) | 一种无压烧结碳化硼陶瓷制备方法 | |
CN112250442B (zh) | 一种高强韧无粘结相纳米晶硬质合金的制备方法 | |
CN104529457B (zh) | 基于粗颗粒粉体的无压烧结碳化硼陶瓷制备方法 | |
CN107032826B (zh) | 一种空心氧化铝球/碳化硅增强铜基复合材料的制备方法 | |
CN107385250B (zh) | 一种TiC增强超细晶β钛铌基复合材料的制备方法 | |
CN101328562A (zh) | 氧化物弥散强化低活化马氏体钢材料及其制备方法 | |
CN105331843A (zh) | 一种碳化硼喷头及其制备方法 | |
CN101967577B (zh) | 一种制备钨基合金的方法 | |
CN102701772A (zh) | 一种碳纤维增强碳化硅复合材料螺钉的制备方法 | |
CN113354407A (zh) | 一种掺铝氧化锌靶材的变温快烧工艺 | |
CN102091859B (zh) | 一种高密度钨合金复杂零件的成型工艺 | |
CN106518088A (zh) | 一种高性能氮化硅密封环的制备方法 | |
CN103934453B (zh) | 利用改性金属粉末锻造汽油机连杆毛坯的方法 | |
CN110885963A (zh) | 一种钨镍合金靶材及其制备方法 | |
CN110904446A (zh) | 一种钛铝零件的制备方法 | |
CN111283212B (zh) | 一种剥层自锐结构钨合金材料及其制备方法和应用 | |
CN108165865A (zh) | 一种新型TiAl基合金材料及制备方法 | |
CN109825732B (zh) | 多尺度多层次界面硬质合金材料的制备方法 | |
CN113369456A (zh) | 一种高性能铝合金的制备方法 | |
CN111112569A (zh) | 一种金属基陶瓷复合材料零件的加工工艺 | |
CN114653936B (zh) | 一种双层包覆的金刚石工具烧结方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160217 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |