RU2087452C1 - Способ получения углеродной основы под силицирование - Google Patents
Способ получения углеродной основы под силицирование Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087452C1 RU2087452C1 RU94011147A RU94011147A RU2087452C1 RU 2087452 C1 RU2087452 C1 RU 2087452C1 RU 94011147 A RU94011147 A RU 94011147A RU 94011147 A RU94011147 A RU 94011147A RU 2087452 C1 RU2087452 C1 RU 2087452C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat treatment
- yield
- final
- siliconizing
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение касается конструкционных материалов на основе графита. Сущность изобретения: способ заключается в том, что из порошков искусственного графита и пека готовят шихту, смешивают, прессуют заготовку, проводят ее термообработку - предварительную при 250-300oC и окончательную при 1000±50oC в течение 10-20 ч, в результате чего получают углеродную основу с равномерным распределением транспортных пор и высокой межфазовой прочностью в объеме заготовки. Получаемые из заготовки изделия после силицирования характеризуются высоким выходом годных (на 20-40% выше, чем у получаемых известным способом), а прочность при сжатии увеличивается в 1,4-1,7 раз. 1 табл.
Description
Изобретение относится к производству конструкционных материалов на основе графита, в частности силицированного графита, который находит применение в машиностроении, преимущественно в конструкционных элементах насосов для транспортирования различных жидких сред, и может быть использовано в изготовлении опорных, упорных подшипников скольжения и торцовых уплотнений насосов и других гидравлических аппаратов.
Известен способ получения углеродной основы (1), предназначенной преимущественно для изготовления силицированных изделий. В результате силицирования полученной по этому способу основы наблюдается низкий выход годных изделий.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения углеродной основы под силицирование, включающий приготовление шихты из порошков искусственного графита и пека, смешение порошков, прессование образца и термическую обработку предварительную и окончательную (2).
Однако и этот способ не в полной мере обеспечивает получение углеродной основы необходимого качества (со стабильными плотностью и пористостью, высокой механической прочностью), так как после силицирования наблюдается низкий выход годных изделий. Это объясняется тем, что температурно-временные режимы предварительной термической обработки образцов и окончательной термообработки (обжиг) в известном способе не являются оптимальными и не обеспечивают полноту прохождения всех стадий физико-химических процессов как на границе раздела фаз графит-пек, так и в объеме образца. Так, недостаточная температура предварительной обработки (160-170oC) не позволяет провести в полной мере процесс уплотнения гетерогенного порошкового материала в результате термомеханической обработки (одновременное прессование и нагревание), поскольку полное уплотнение осуществляется, как правило, в присутствии жидкой фазы под действием капиллярного давления и сжимающих усилий. Указанный температурный режим на позволяет получить жидкую фазу. Отсутствие жидкой фазы или ее ограниченное количество в данном случае не позволяет получить после предварительной термообработки уплотненные заготовки с достаточной механической прочностью и сформированными транспортными порами. Окончательная термообработка (обжиг) в свою очередь не приводит к получению прочной, плотной пористой углеродной основы, поскольку обжигу подвергаются по существу, во-первых, недоуплотненные заготовки, а, во-вторых, время обжига крайне мало (45 мин) для полноты прохождения таких важных процессов, как удаление летучих веществ в процессе разложения органической массы связующего вещества (пек) и диффузионных процессов спекания частиц.
В основу изобретения поставлена задача получения углеродной основы со стабильными плотностью и пористостью, высокой механической прочностью, которая при последующем силицировании обеспечивала бы высокий выход годных изделий.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе получения углеродной основы под силицирование, включающем приготовление шихты из порошков искусственного графита и пека, смешивание порошков, прессование заготовки, предварительную и окончательную термообработку, предварительную термообработку производят при 250-300oC, а окончательную (обжиг) при 1000±50oC в течение 10-20 ч. Оптимизация режимов термообработки заготовки состава графитовый порошок пек позволяет получить углеродную основу под силицирование со стабильными плотностью, пористостью и повышенной механической прочностью. Этого добиваются при формировании требуемой структуры углеродной основы с равномерным и стабильным распределением транспортных пор (преимущественно размером 10-15 мкм) и высокой межфазовой прочностью в объеме заготовки, что до минимума уменьшает изменение ее размеров и обеспечивает после обработки кремнием получение конечных изделий с высоким выходом годных.
Пример 1. В смесильную машину загружали графитовый порошок величиной частиц 0,5 мм и менее в количестве 80 мас. полученный при измельчении заготовок графита марки ПРОГ-2400 (ТУ 48-20-86-81) и добавляли среднетемпературный пек (ГОСТ 10-2000-89) в количестве 20 мас. предварительно измельченный и просеянный через сито с размером отверстий 100-120 мкм. Смешение компонентов при комнатной температуре производили 2 ч. Из полученной пресс-массы прессовали заготовку диаметром 250 мм, фиксировали и производили предварительную термообработку при 230oC с выдержкой в течение 2 ч. Затем пресс-форму выгружали, охлаждали и выпрессовывали заготовку. Полученную заготовку загружали в контейнер с углеродной пересыпкой, помещали в печь и проводили обжиг до 1000±50oC со скоростью 60±5oC в течение 15 ч, затем печь отключали, охлаждали до 350±50oC, после чего разгружали.
Для силицирования и оценки физико-механических свойств материала из полученной углеродной основы изготавливали стандартные образцы ⌀ 20 мм, высотой 40 мм и изделия в виде колец ⌀нар.= 240 мм, ⌀вн.=200 мм, высотой 20 мм. Обработку колец и образцов расплавом кремния проводили в электровакуумной печи при разрежении до 10-1 мм рт.ст. при 1900±50oC в течение 15 мин. Затем печь совместно с кольцами и образцами охлаждали до 800±50oC и разгружали.
В последующих примерах порядок загрузки, состав шихты, режимы смешения, прессования, режим подъема температуры термообработки, размер колец и заготовок, режим силицирования осуществляли по примеру 1.
Пример 2. Предварительную термообработку заготовки проводили при 250oC, окончательную при 1000±50oC в течение 10 ч.
Пример 3. Предварительную термообработку проводили при 270oC, окончательную при 1000±50oC в течение 15 ч.
Пример 4. Предварительную термообработку проводили при 300oC, окончательную при 1000±50oC в течение 20 ч.
Пример 5. Предварительную термообработку проводили при 320oC, окончательную при 1000±50oC в течение 15 ч.
Пример 6. Предварительную термообработку проводили при 275oC, окончательную при 1000±50oC в течение 8 ч.
Пример 7. Предварительную термообработку проводили при 250oC, окончательную при 1000±50oC в течение 10 ч.
Пример 8. Предварительную термообработку проводили при 300oC, окончательную при 1000±50oC в течение 18 ч.
Пример 9. Предварительную термообработку проводили при 250oC, окончательную при 1000±50oC в течение 20 ч со скоростью нагрева 50±5oC/ч.
Пример 10. Предварительную термообработку проводили при 300oC, окончательную при 1000±50oC в течение 22 ч.
Примеры 1,5,6,10 выходят за пределы граничных примеров обработки предлагаемого способа. В таблице представлены сравнительные данные по качеству углеродной основы (плотность, пористость, прочность при сжатии) и выходу годных силицированных деталей, полученных по примерам 2 4 и 7 9 и прототипа. В примерах 1, 5, 6, 10 представлены запредельные значения режимов термообработки. Выход годных деталей определяли методом рентгеноконтроля по величине отклонения от основного фона на рентгенопленке.
Как видно из данных таблицы, способ получения углеродной основы под силицирование позволяет существенно улучшить качество углеродной основы, а именно стабилизировать плотность и пористость в узком интервале и повысить прочность при сжатии в 1,4 1,7 раза, а также увеличить выход годных силицированных изделий на 20-40%
Claims (1)
- Способ получения углеродной основы под силицирование, включающий приготовление шихты из порошков искусственного графита и пека, смешивание порошка, прессование заготовки, термическую обработку предварительную термическую обработку заготовки проводят при температуре 250 300oС и окончательную при 1000 ± 50oС в течение 10 20 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94011147A RU2087452C1 (ru) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Способ получения углеродной основы под силицирование |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94011147A RU2087452C1 (ru) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Способ получения углеродной основы под силицирование |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94011147A RU94011147A (ru) | 1995-11-27 |
RU2087452C1 true RU2087452C1 (ru) | 1997-08-20 |
Family
ID=20154184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94011147A RU2087452C1 (ru) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Способ получения углеродной основы под силицирование |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2087452C1 (ru) |
-
1994
- 1994-03-29 RU RU94011147A patent/RU2087452C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент Великобритании N 1394106, кл. C 01 B 31/36, 1975. 2. Тарабанов А.С., Костиков В.И. Силицированный графит. - М.: Металлургия, 1977, с. 164 - 167. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4692418A (en) | Sintered silicon carbide/carbon composite ceramic body having fine microstructure | |
US5028367A (en) | Two-stage fast debinding of injection molding powder compacts | |
US2938807A (en) | Method of making refractory bodies | |
US5321223A (en) | Method of sintering materials with microwave radiation | |
US4731208A (en) | Method of removing binder material from a shaped ceramic preform by extracting with supercritical fluid | |
JPH09510950A (ja) | マイクロ波焼結法 | |
CN104496480B (zh) | 碳化硅陶瓷预制体、铝基碳化硅陶瓷材料及其制备方法 | |
KR100538690B1 (ko) | 팽창 가능한 미세구와 고분자 세라믹 전구체로부터제조되는 고기공율 다공질 세라믹스 및 그 제조방법 | |
US4019913A (en) | Process for fabricating silicon carbide articles | |
US4564601A (en) | Shaped polycrystalline silicon carbide articles and isostatic hot-pressing process | |
KR100491022B1 (ko) | 미세다공질 세라믹스 소재 및 그 제조방법 | |
US5705106A (en) | Heat-insulating structural carbon material and process for producing heat-insulating structural carbon material | |
US4172109A (en) | Pressureless sintering beryllium containing silicon carbide powder composition | |
EP0178753B1 (en) | Process for producing a sintered silicon carbide/carbon composite ceramic body having ultrafine grain microstructure | |
RU2087452C1 (ru) | Способ получения углеродной основы под силицирование | |
US5354534A (en) | Method for manufacturing sintered parts | |
US5139719A (en) | Sintering process and novel ceramic material | |
US5080844A (en) | SI3N4 process using polysilane or polysilazane as a binder | |
US5167887A (en) | SI3 N4 process using polysilane as a binder | |
KR100434830B1 (ko) | 다중 입도분포 분말의 균일 원심성형체 제조방법 | |
JP3097751B2 (ja) | 成形用セラミック組成物および微小な直径のセラミック繊維の製造方法 | |
RU2685675C1 (ru) | Способ изготовления изделий из ультрамелкозернистого силицированного графита | |
Hay et al. | Sintering behavior of uniform-sized α-Al2O3 powder | |
KR100435006B1 (ko) | 다중 입도분포 분말로부터 반응소결 탄화규소 제조용 균일 프리폼의 제조방법 | |
US3309433A (en) | Method of making graphite articles |