RU2697063C2 - Sintered product manufacturing method - Google Patents

Sintered product manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
RU2697063C2
RU2697063C2 RU2017135132A RU2017135132A RU2697063C2 RU 2697063 C2 RU2697063 C2 RU 2697063C2 RU 2017135132 A RU2017135132 A RU 2017135132A RU 2017135132 A RU2017135132 A RU 2017135132A RU 2697063 C2 RU2697063 C2 RU 2697063C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semi
products
segments
finished products
mold
Prior art date
Application number
RU2017135132A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017135132A3 (en
RU2017135132A (en
Inventor
Александр Андреевич Богаев
Юрий Кондратьевич Непочатов
Петр Михайлович Плетнев
Владимир Владимирович Хахалкин
Антон Евгеньевич Бандин
Олег Викторович Медведко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС)
Priority to RU2017135132A priority Critical patent/RU2697063C2/en
Publication of RU2017135132A3 publication Critical patent/RU2017135132A3/ru
Publication of RU2017135132A publication Critical patent/RU2017135132A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2697063C2 publication Critical patent/RU2697063C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/14Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/645Pressure sintering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0414Layered armour containing ceramic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to production of articles from powder materials, namely, to production of articles by hot pressing mainly of carbide ceramics, and can be used in production of abrasive tools, structural ceramics, armor ceramics. Method involves low-temperature molding with provision of equal density and uniformity of semi-finished product from homogeneous material or separate semi-finished products and segments thereof for filling the entire area of sintering mold, or semi-finished product billet by size of sintering mold with its subsequent cutting into semi-finished products of separate products with application of mating after parts as segments and their placing into sintering mold into one or several layers. Between surfaces of side ends of semi-finished products, semi-products of articles, segments thereof and shaping surfaces of sintering mold, a soft separator is laid: graphite paper or graphite paste with thickness of 0.2–0.3 mm, and after hot pressing sintered layer of finished products is divided into separate products, then their side ends are treated with abrasive material in abrasive blasting device or grinding tool until complete removal of traces of soft separator.
EFFECT: high efficiency of making ceramic articles by hot pressing owing to the possibility of making articles with a single unit without cutting.
3 cl, 2 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области производства изделий из порошковых материалов, а именно к изготовлению изделий путем горячего осевого прессования в бескислородной среде преимущественно карбидного состава и может быть использовано в производстве инструмента, конструкционной керамики, бронекерамики.The invention relates to the field of production of products from powder materials, namely to the manufacture of products by hot axial pressing in an oxygen-free medium of predominantly carbide composition and can be used in the manufacture of tools, structural ceramics, armored ceramics.

Известен способ горячего изостатического прессования (см. патент US 4462818 кл. С04В 35/54) одновременно нескольких сложенных вместе преформ из нитрида кремния, разделенных высокотемпературными и инертными по отношению к преформам прокладками, например из нитрида бора или оксида алюминия (глинозема), покрытого нитридом бора. Преформы и прокладки с целью обеспечения одинаковой усадки при горячем изостатическом прессовании предварительно низкотемпературно формуются при одинаковом давлении прессования с подбором определенного процента связки (6 и 10% соответственно). Изостатическое прессование выполняется одновременно нескольких комплектов (стеков) преформ, предварительно обработанных снаружи суспензией из нитрида бора, завернутых в молибденовую бумагу и упакованных в капсулу на основе кремнезема.A known method of hot isostatic pressing (see US patent 4462818 class C04B 35/54) simultaneously several folded preforms of silicon nitride, separated by high-temperature and inert in relation to the preform gaskets, for example of boron nitride or aluminum oxide (alumina) coated with nitride boron. Preforms and gaskets in order to ensure the same shrinkage during hot isostatic pressing are preformed low-temperature at the same pressing pressure with the selection of a certain percentage of the bond (6 and 10%, respectively). Isostatic pressing is carried out simultaneously of several sets (stacks) of preforms, pre-treated externally with a suspension of boron nitride, wrapped in molybdenum paper and packaged in a silica-based capsule.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость подготовки к проведению прессования, связанная изготовлением горячим способом (1400°С) герметичной стеклянной капсулы вокруг каждого, обернутого молибденовой бумагой, стека преформ. Кроме того, разделители преформ, при своем одноразовом применении, изготавливаются по той же технологии, что и сами преформы. Трудоемкость повышается так же за счет дополнительных операций с целью улучшения разделения стеков и преформ, при которых преформы и разделители покрываются суспензией из нитрида бора.The disadvantage of this method is the high complexity of the preparation for pressing, associated with the manufacture by hot method (1400 ° C) of an airtight glass capsule around each preform stack wrapped with molybdenum paper. In addition, preform dividers, when used once, are manufactured using the same technology as the preforms themselves. The complexity is also increased due to additional operations in order to improve the separation of stacks and preforms, in which the preforms and separators are coated with a suspension of boron nitride.

Известен способ изготовления изделия методом спекания (см. патент РФ №2232073, МПК B24D 3/04), по которому из способного к спеканию материала готовится совокупность отдельных блоков, затем эти блоки размещаются вплотную друг к другу в форме для спекания, с целью формирования сборки из состыкованных друг с другом блоков, по меньшей мере, в одном направлении сборки, с последующим спеканием указанной сборки под давлением для формирования цельного спеченного изделия, при этом блоки могут быть расположены в один или несколько слоев с разделительными прокладками между слоями.A known method of manufacturing a product by sintering (see RF patent No. 2232073, IPC B24D 3/04), according to which a set of individual blocks is prepared from a material capable of sintering, then these blocks are placed close to each other in a sintering mold, in order to form an assembly from blocks joined to each other in at least one direction of assembly, followed by sintering of said assembly under pressure to form a whole sintered product, wherein the blocks can be arranged in one or more layers with dividing rokladkami between layers.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость изготовления конечных изделий, связанная с неточностью получения спеченных объектов (блоков, пластин) при их плотной укладке не по всем направлениям и необходимость их разделения из спеченного слоя, которая выполняется механической обработкой режущим инструментом различного типа от резки, фрезерования, сверления, абразивной резки до использования электроэрозии, плазмы, лазерной резки и механической деструкции, различных видов разрушения или комбинации этих способов.The disadvantage of this method is the high complexity of manufacturing the final products associated with the inaccuracy of obtaining sintered objects (blocks, plates) when they are densely laid in not all directions and the need for their separation from the sintered layer, which is performed by machining with a cutting tool of various types from cutting, milling, drilling, abrasive cutting before the use of electroerosion, plasma, laser cutting and mechanical destruction, various types of destruction or a combination of these methods.

Задачей настоящего изобретения является снижения трудоемкости изготовления керамических изделий методом горячего осевого прессования, позволяющего изготавливать керамические изделия различных размеров и форм единым блоком в одной пресс-форме с последующим свободным разделением их друг от друга без их дальнейшей или минимальной механической обработки, за счет повышения точности изготовления спекаемых индивидуальных блоков, плотной (беззазорной) укладки их в пресс-форму.The objective of the present invention is to reduce the complexity of manufacturing ceramic products by hot axial pressing, which allows to produce ceramic products of various sizes and shapes as a single unit in a single mold with subsequent free separation from each other without further or minimal machining, by increasing the accuracy of manufacture sintered individual blocks, dense (gapless) laying them in the mold.

Для достижения поставленной задачи в способе изготовления спеченного изделия путем горячего осевого прессования, включающем в себя приготовление совокупности индивидуальных блоков способного к спеканию материала, размещение разделителей между поверхностями указанных блоков, формирование сборки указанных блоков и последующее спекание указанной сборки для формирования цельного спеченного изделия, индивидуальные блоки каждого слоя приготавливают в виде полуфабрикатов изделий и ответных после резки частей сегментов, вплотную прилегающих к полуфабрикатам изделия, между собой и к стенкам пресс-формы для горячего прессования или слоя заготовки полуфабриката по размеру формы для спекания, при этом между прилегающими торцами полуфабрикатов изделий, торцами сегментов полуфабрикатов и боковыми стенками пресс-формы для горячего прессования устанавливают мягкий разделитель, в виде графитовой бумаги или графитовой пасты толщиной 0,2-0,3 мм, после горячего прессования спеченный слой готовых изделий вынимают из формы для спекания, разделяют на отдельные изделия, затем их боковые торцы обрабатывают до полного удаления следов мягкого разделителя с торцевых поверхностей спеченных изделий. Удаление выполняют обработкой абразивным материалом, например, в абразивоструйном аппарате или шлифовальным инструментом.To achieve the task in a method for manufacturing a sintered product by hot axial pressing, which includes preparing a set of individual blocks capable of sintering material, placing separators between the surfaces of these blocks, forming an assembly of these blocks and subsequent sintering of said assembly to form a whole sintered product, individual blocks each layer is prepared in the form of semi-finished products and response after cutting parts of the segments, right next to connecting to the semi-finished products, between each other and to the walls of the hot pressing mold or the prefabricated blank layer according to the size of the sintering mold, a soft separator is installed between the adjacent ends of the semi-finished products, the ends of the segments of the semi-finished products and the side walls of the hot pressing mold, in the form of graphite paper or graphite paste with a thickness of 0.2-0.3 mm, after hot pressing, the sintered layer of the finished product is removed from the sintering mold, divided into separate products, then their side ends of the stems treated to completely remove traces of soft separator with the end surfaces of the sintered bodies. Removal is carried out by processing with abrasive material, for example, in an abrasive blasting apparatus or with a grinding tool.

Под полуфабрикатом изделий понимается предварительно формованная из пресс-порошка «сырая» (необожженная) плоская прессовка. Наличие связки в прессовке, которая добавляется при приготовлении шихты, позволяет обеспечить достаточную прочность формы полуфабриката изделия при его низкотемпературном формовании. Связка перед укладкой полуфабрикатов в форму для спекания может удаляться на операции предварительного обжига или непосредственно при горячем прессовании, если горячий пресс оборудован специальным устройством дожигания связки. Укладка полуфабрикатов изделий и сегментов из них в форму для спекания может быть многослойной из различных материалов в каждом слое. Однако для обеспечения одинаковой в рамках одного слоя однородности материала конечного изделия и сохранения его точной формы после спекания сегменты изготавливают из полуфабрикатов изделий этого же слоя. Кроме того, все полуфабрикаты и сегменты должны быть плотно (беззазорно) уложены в пресс-форму, в противном случае в процессе горячего прессования размягченный спекаемый материал полуфабрикатов под действием давления прессования будет «уплывать» в имеющиеся неплотности с потерей точности формы спекаемых изделий. Укладку в форму для спекания выполняют двумя вариантами. Первый вариант - выполняют после удаления связки путем раскладки одного или нескольких слоев полуфабрикатов изделий через разделитель между слоями в виде графитовый пластин или листов. Этот вариант удобен для относительно простых, повторяющихся форм изделий: квадрат, прямоугольник, многогранник (шестигранник). Однако при заполнении форм для спекания по краям и углам могут остаться свободные незаполненные пространства, в которые полуфабрикаты изделий не входят по своим размерам. В этом случае для полного заполнения формы для спекания изготавливают «добор» либо в виде специальных краевых сегментов полуфабрикатов, либо выполняют резку краевых сегментов из полуфабрикатов изделий. Резка «сырой» прессовки на сегменты или полуфабрикаты не представляет технической проблемы, поскольку ее прочность обусловлена слабыми связями частиц порошкового материала с органическим связующим, который легко поддается механической обработке. Для сложных форм изделий осуществляется вырезка полуфабриката изделия из заготовки полуфабриката, полученного путем засыпки, выравнивания шихты в форме для спекания, его подпрессовки в этой форме до образования заготовки полуфабриката изделий по размерам формы для спекания. Поскольку заготовка цельная, она является и равноплотной и равнотолщинной. Затем эту заготовку полуфабриката вынимают из формы для спекания, разрезают на комплект, состоящий из одного или нескольких полуфабрикатов отдельных изделий со сложной криволинейной поверхностью и обрезков заготовки в виде сегментов, выполняющих роль «добора». Из комплекта заготовки сложной формы удаляют связку и укладывают обратно в пресс-форму для спекания с последующим горячим прессованием.Semi-finished products are understood to mean “raw” (unbaked) flat pressing previously formed from a press powder. The presence of a binder in the compact, which is added during the preparation of the charge, allows us to ensure sufficient strength of the shape of the semi-finished product during its low-temperature molding. The binder before laying the semi-finished products in the sintering mold can be removed during preliminary firing operations or directly during hot pressing, if the hot press is equipped with a special device for afterburning the binder. Laying of semi-finished products and segments from them in a sintering mold can be multilayer of various materials in each layer. However, to ensure the uniformity of the material of the final product within the same layer and to maintain its exact shape after sintering, segments are made from semi-finished products of the same layer. In addition, all semi-finished products and segments must be tightly (gaplessly) laid in the mold, otherwise, during the hot pressing process, the softened sintering material of the semi-finished products under the pressure of pressing will “float” into existing leaks with a loss of accuracy in the shape of the sintered products. Laying in the sintering mold is performed in two ways. The first option is performed after the bundle is removed by laying out one or several layers of semi-finished products through a separator between the layers in the form of graphite plates or sheets. This option is convenient for relatively simple, repeating shapes of products: square, rectangle, polyhedron (hexagon). However, when filling sintering molds at the edges and corners, free unfilled spaces may remain, into which the semi-finished products are not included in their sizes. In this case, to completely fill out the sintering mold, an “add-on” is made either in the form of special edge segments of the semi-finished products, or the edge segments are cut from the semi-finished products. Cutting the "raw" compact into segments or semi-finished products does not present a technical problem, since its strength is due to weak bonds of the particles of the powder material with an organic binder, which can be easily machined. For complex shapes of products, the semi-finished product is cut from the semi-finished product billet obtained by filling, leveling the mixture in the sintering mold, pressing it in this form until the semi-finished product is formed into sintering molds. Since the workpiece is solid, it is both equally dense and equally thick. Then this semi-finished product blank is removed from the sintering mold, cut into a set consisting of one or several semi-finished products of individual products with a complex curved surface and the workpiece scraps in the form of segments that serve as an “extension”. The bundle is removed from the set of complex workpieces and placed back into the sintering mold, followed by hot pressing.

Для разделения готовых изделий после спекания, при укладке в форму для спекания полуфабрикатов отдельных изделий (блоков) между поверхностями боковых торцов полуфабрикатов изделий, их сегментов и формообразующими поверхностями формы для спекания прокладывают мягкий разделитель. Разделитель в процессе горячего прессования и усадки спекаемых изделий по толщине осаживается, сминаясь по толщине и поскольку он относительно тонкий, мягкий и частично выгорает, практически не оставляет заметных следов по торцам изделий. Толщина слоя разделителя зависит от температурного режима и давления прессования и подбирается минимальной, но достаточной, чтобы обеспечить требуемые размеры готовых изделий и их разборку из спеченного слоя вручную свободно, без использования различных способов резки. При загрузке матрицы в несколько слоев, последние отделяются друг от друга либо графитовой пластиной толщиной не менее 10 мм, либо графитовой бумагой - 3-5 мм.To separate the finished products after sintering, when laying in the sintering mold of semi-finished products of individual products (blocks), a soft separator is laid between the surfaces of the side ends of the semi-finished products, their segments and the forming surfaces of the sintering mold. The separator in the process of hot pressing and shrinkage of the sintered products by thickness settles, crumpled in thickness and since it is relatively thin, soft and partially burns out, it leaves practically no noticeable traces at the ends of the products. The thickness of the separator layer depends on the temperature and pressing pressure and is selected to be minimal, but sufficient to ensure the required dimensions of the finished products and their disassembly from the sintered layer manually freely, without using various cutting methods. When loading the matrix into several layers, the latter are separated from each other either by a graphite plate with a thickness of at least 10 mm, or by graphite paper - 3-5 mm.

На фиг. 1 представлена укладка квадратных блоков в форму для спекания, на фиг. 2 - укладка шестигранных блоков, на фиг. 3 - укладка в форму для спекания сложных по форме изделий.In FIG. 1 shows the laying of square blocks in a sintering mold, FIG. 2 - laying of hexagonal blocks, in FIG. 3 - styling for sintering complex-shaped products.

1 - форма для спекания;1 - sintering mold;

2 - изделие;2 - product;

3 - мягкий разделитель;3 - soft separator;

4 - краевые сегменты;4 - edge segments;

5 - угловые сегменты;5 - angular segments;

6 - изделие сложной формы;6 - product of complex shape;

7 - «сырая» заготовка;7 - "raw" workpiece;

8 - слой изделия большой толщины.8 - product layer of large thickness.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Пример 1.Example 1

Для получения шихты карбид бора 96 мас. %, оксид титана 4 мас. % смешивали в распылительном сушиле со связующим ПЭГ (полиэтиленгликоль). Из полученной шихты на холодном прессе при усилии 300 кН спрессовали полуфабрикаты изделий в виде квадратных пластин 58×58 мм толщиной 20 мм (см. фиг. 1). Затем пластины загрузили в муфельную печь и при температуре 250°С в течение 12 часов в воздушной среде удалялось связующее. После чего пластины загрузили в графитовую форму для спекания размером 250×300 мм, прокладывая по торцам между каждыми пластинами, пластинами и рабочими поверхностями графитовой формы по размеру пластин прокладки из графитовой бумаги толщиной 0,3 мм. Пластинами заполнили всю площадь формы для спекания и установили ее в горячий пресс. Прессование осуществляли при температуре 2100°С, и усилии 2400 кН в течение 28 часов в вакууме. После завершения горячего прессования форму для прессования разобрали и извлекли весь спеченный блок изделий. Резиновым молотком обстукали весь блок, который при этом распался по торцам, где проложены графитовые прокладки, на отдельные пластины. Каждую пластину подвергли абразивоструйной обработке по торцам и другим загрязненным поверхностям от остатков графитовой бумаги.To obtain a mixture of boron carbide 96 wt. %, titanium oxide 4 wt. % was mixed in a spray dryer with a binder PEG (polyethylene glycol). From the resulting mixture in a cold press with a force of 300 kN, semi-finished products were pressed in the form of square plates 58 × 58 mm with a thickness of 20 mm (see Fig. 1). Then the plates were loaded into a muffle furnace and at a temperature of 250 ° C for 12 hours the binder was removed in air. After that, the plates were loaded into a graphite sintering mold with a size of 250 × 300 mm, laying along the ends between each plates, plates and working surfaces of the graphite form according to the size of the plates of the pad of graphite paper 0.3 mm thick. The plates filled the entire area of the sintering mold and installed it in a hot press. Pressing was carried out at a temperature of 2100 ° C, and a force of 2400 kN for 28 hours in vacuum. After completion of the hot pressing, the compression mold was disassembled and the entire sintered block of articles was removed. The whole block was tapped with a rubber hammer, which at the same time broke up at the ends where the graphite gaskets were laid, into separate plates. Each plate was blasted at the ends and other contaminated surfaces from the remnants of graphite paper.

Пример 2.Example 2

Для получения шихты смешивали карбид кремния 84 мас.%, нитрид алюминия 15 мас.% и оксид алюминия 1 мас.% с добавлением 8% органического связующего. Полученную смесь загружали в ситопротирочную машину для получения гранулированного порошка. Из полученного гранулята на холодном прессе при усилии 250 кН получены полуфабрикаты изделий в виде шестигранных пластин 40×46 мм толщиной 9 мм (см. фиг. 2). Для полного заполнения слоя матрицы графитовой пресс-формы, из части полуфабрикатов на отрезном станке осуществляли резку необходимого количества краевых и угловых сегментов треугольной и трапециевидной формы 4,5. Пластины и сегменты загрузили в муфельную печь и при температуре 210°С в течение 16 часов в воздушной среде удалялось связующее. После этого пластины и сегменты с удаленной связкой загрузили в графитовую форму для спекания размером 250×250 мм в два слоя, прокладывая по торцам между каждыми пластинами, пластинами и рабочими поверхностями графитовой формы, прокладки из графитовой бумаги толщиной 0,25 мм, а между слоями графитовую пластину толщиной 10 мм. Форму установили в горячий пресс и провели прессование при температуре 1900°С и усилии 2000 кН в течение 36 часов в среде азота. После завершения горячего прессования спеченный блок изделий извлекли и поместили на вибростол. После обработки на вибростоле спеченный блок разрушился на спеченные изделия (пластины), без трещин по соединительным линиям, где были проложены графитовые прокладки. Были также получены индивидуальные сегменты, которые соответствовали "сырым" сегментам шестигранных пластин треугольной и трапециевидной формы (отходы). Каждую пластину подвергали абразивоструйной обработке по торцам и другим загрязненным поверхностям от остатков графитовой бумаги. Пример 3.To obtain the mixture, silicon carbide 84 wt.%, Aluminum nitride 15 wt.% And alumina 1 wt.% With the addition of 8% organic binder were mixed. The resulting mixture was loaded into a sieve cleaning machine to obtain granular powder. From the obtained granulate in a cold press with a force of 250 kN, semi-finished products were obtained in the form of hexagonal plates 40 × 46 mm 9 mm thick (see Fig. 2). To completely fill the matrix layer of a graphite mold, from the part of the semi-finished products on a cutting machine, the required number of edge and corner segments of a triangular and trapezoidal shape was cut 4.5. The plates and segments were loaded into a muffle furnace and at a temperature of 210 ° C for 16 hours the binder was removed in air. After this, the plates and segments with the removed bundle were loaded into a graphite sintering mold of size 250 × 250 mm in two layers, laying at the ends between each plates, plates and working surfaces of the graphite form, gaskets made of graphite paper 0.25 mm thick, and between the layers graphite plate 10 mm thick. The mold was placed in a hot press and pressed at a temperature of 1900 ° C and a force of 2000 kN for 36 hours in a nitrogen atmosphere. After completion of the hot pressing, the sintered block of products was removed and placed on a vibrating table. After processing on a vibrating table, the sintered block collapsed into sintered products (plates), without cracks along the connecting lines, where graphite gaskets were laid. Individual segments were also obtained that corresponded to the "raw" segments of triangular and trapezoidal hexagonal plates (waste). Each plate was subjected to abrasive blasting at the ends and other contaminated surfaces from the remnants of graphite paper. Example 3

Для получения шихты смешивали 99 мас.% карбида бора и 1 мас.% металлического титана в распылительном сушиле со связующим ПЭГ (полиэтиленгликоль). Из полученной шихты на холодном прессе при усилии 500 кН приготовили заготовку полуфабриката изделия в виде прямоугольной пластины 250×300 мм толщиной 18 мм. С использованием тонкой ленточной пилы (1,5 мм), из полученной заготовки вырезали полуфабрикат изделия 6 сложной формы (дисковый копир). Обрезки резки полуфабриката изделия (сегменты) и полуфабрикат 6 загрузили в муфельную печь и при температуре 250°С в течение 12 часов в воздушной среде удалялось связующее. Затем сегменты и полуфабрикат изделия сложной формы с удаленной связкой загрузили в графитовую форму для спекания размером 250×300 мм, прокладывая по торцам между сегментами и полуфабрикатом изделия прокладки из графитовой бумаги, сегментами и рабочими поверхностями графитовой формы прокладки из графитовой бумаги толщиной 0,3 мм (см. фиг. 3). Заполненную форму для спекания установили в горячий пресс и выполняли прессование при температуре 2100°С, усилии 2400 кН в течение 28 часов в вакууме. После завершения горячего прессования из формы для прессования извлекли спеченный блок изделия. После обработки резиновым молотком спеченный блок распался на спеченное изделие и сегменты без трещин по соединительным линиям. Были также получены индивидуальные сегменты, которые соответствовали "сырым" сегментам (отходы). Затем каждое отдельное изделие было подвергнуто абразивоструйной обработке по торцам и другим загрязненным поверхностям от остатков графитовой бумаги.To obtain a mixture, 99 wt.% Boron carbide and 1 wt.% Titanium metal were mixed in a spray dryer with a PEG binder (polyethylene glycol). From the resulting mixture in a cold press with a force of 500 kN, a semi-finished product blank was prepared in the form of a rectangular plate 250 × 300 mm 18 mm thick. Using a thin band saw (1.5 mm), a semi-finished product of 6 complex shapes (a disk copier) was cut from the obtained workpiece. Semi-finished product cutting segments (segments) and semi-finished product 6 were loaded into a muffle furnace and a binder was removed in air for 12 hours at a temperature of 250 ° C. Then the segments and semi-finished products of complex shape with the removed bundle were loaded into a graphite sintering mold of size 250 × 300 mm, laying on the ends between the segments and the semi-finished product of a graphite paper gasket, 0.3 mm thick graphite paper gasket segments and working surfaces of a graphite form (see Fig. 3). The filled sintering mold was installed in a hot press and pressing was performed at a temperature of 2100 ° C, a force of 2400 kN for 28 hours in vacuum. After completion of the hot pressing, the sintered product block was removed from the compression mold. After processing with a rubber hammer, the sintered block broke up into a sintered product and segments without cracks along the connecting lines. Individual segments were also obtained that corresponded to the "raw" segments (waste). Then each individual product was subjected to abrasive blasting at the ends and other contaminated surfaces from the remnants of graphite paper.

Полученные изделия, как правило, не требуют дальнейшей обработки или при необходимости более точной обработки имеют минимальные припуски.The resulting products, as a rule, do not require further processing or, if necessary, more accurate processing have minimal allowances.

Заявленный способ обеспечивает изготовленияе большого количества изделий в одной пресс-форме и тем самым в десятки раз снижает стоимость и многократно повышает производительность изготовления изделий из карбидной керамики.The claimed method provides the manufacture of a large number of products in one mold and thereby tens of times reduces the cost and greatly increases the productivity of manufacturing products from carbide ceramics.

Claims (3)

1. Способ изготовления спеченного изделия методом горячего осевого прессования в бескислородной среде, включающий в себя приготовление блоков способного к спеканию материала методом низкотемпературного формования, размещение указанных блоков в пресс-форме для горячего прессования и последующее спекание в этой пресс-форме в один или несколько слоев, отличающийся тем, что индивидуальные блоки каждого слоя приготавливают в виде полуфабрикатов изделий и ответных после резки частей сегментов, вплотную прилегающих к полуфабрикатам изделия, между собой и к стенкам пресс-формы для горячего прессования или слоя заготовки полуфабриката по размеру формы для спекания.1. A method of manufacturing a sintered product by hot axial pressing in an oxygen-free environment, including the preparation of blocks capable of sintering a material by low-temperature molding, placing said blocks in a hot pressing mold and subsequent sintering in this mold in one or more layers , characterized in that the individual blocks of each layer are prepared in the form of semi-finished products and response after cutting parts of segments adjacent to the semi-finished products I, between myself and to the walls of the mold for hot pressing or the layer of the semi-finished product according to the size of the sintering mold. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между прилегающими торцами полуфабрикатов изделий, торцами сегментов полуфабрикатов и боковыми стенками пресс-формы для горячего прессования устанавливают мягкий разделитель, в виде графитовой бумаги или графитовой пасты толщиной 0,2-0,3 мм.2. The method according to p. 1, characterized in that between the adjacent ends of the semi-finished products, the ends of the segments of the semi-finished products and the side walls of the mold for hot pressing, a soft separator is installed in the form of graphite paper or graphite paste with a thickness of 0.2-0.3 mm . 3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что удаление мягкого разделителя с торцевых поверхностей спеченных изделий выполняют обработкой абразивным материалом, например, в абразивоструйном аппарате или шлифовальным инструментом.3. The method according to PP. 1, 2, characterized in that the removal of the soft separator from the end surfaces of the sintered products is performed by treatment with abrasive material, for example, in an abrasive blasting apparatus or grinding tool.
RU2017135132A 2017-10-04 2017-10-04 Sintered product manufacturing method RU2697063C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135132A RU2697063C2 (en) 2017-10-04 2017-10-04 Sintered product manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135132A RU2697063C2 (en) 2017-10-04 2017-10-04 Sintered product manufacturing method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017135132A3 RU2017135132A3 (en) 2019-04-05
RU2017135132A RU2017135132A (en) 2019-04-05
RU2697063C2 true RU2697063C2 (en) 2019-08-09

Family

ID=66089549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017135132A RU2697063C2 (en) 2017-10-04 2017-10-04 Sintered product manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697063C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4462818A (en) * 1983-06-08 1984-07-31 Gte Products Corporation Process for sintering silicon nitride articles
UA15775C2 (en) * 1993-06-18 1997-06-30 Інститут Надтвердих Матеріалів Ім. В.М. Бакуля Ан України Installation for hot pressing of articles made of high-resistance composite materials
RU2147972C1 (en) * 1999-02-23 2000-04-27 Акционерное общество открытого типа "Абразивный завод "Ильич" Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material
RU2232073C2 (en) * 1998-11-23 2004-07-10 Алтимейт Абразив Системз, Л.Л.С. Process for making article by sintering and sintered articles
CN1803714A (en) * 2006-01-18 2006-07-19 山东大学 Boron carbide based bulletproof composite ceramic and preparation method thereof
US20140367251A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Sony Corporation Sintering apparatus, method of manufacturing sintered compact, and target material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4462818A (en) * 1983-06-08 1984-07-31 Gte Products Corporation Process for sintering silicon nitride articles
UA15775C2 (en) * 1993-06-18 1997-06-30 Інститут Надтвердих Матеріалів Ім. В.М. Бакуля Ан України Installation for hot pressing of articles made of high-resistance composite materials
RU2232073C2 (en) * 1998-11-23 2004-07-10 Алтимейт Абразив Системз, Л.Л.С. Process for making article by sintering and sintered articles
RU2147972C1 (en) * 1999-02-23 2000-04-27 Акционерное общество открытого типа "Абразивный завод "Ильич" Method of production of superhard composite material on base of cubic boron nitride for cutting and composite material
CN1803714A (en) * 2006-01-18 2006-07-19 山东大学 Boron carbide based bulletproof composite ceramic and preparation method thereof
US20140367251A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Sony Corporation Sintering apparatus, method of manufacturing sintered compact, and target material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017135132A3 (en) 2019-04-05
RU2017135132A (en) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leo et al. Near‐net‐shaping methods for ceramic elements of (body) armor systems
WO2017045191A1 (en) Method for preparing photocuring-formed high-density ceramic
KR20140069146A (en) Ceramic cylindrical sputtering target and method for producing same
JPS62226854A (en) Manufacture of single phase or multiple phase ceramic formedbody
CN1408678A (en) Ceramic cushion board and its producing method
KR20180044360A (en) Diamond Composites by Lithography-Based Fabrication
US9371254B2 (en) Manufacturing method of honeycomb structure
CN104045348A (en) Reactive-sintered ceramic bulletproof plugboard and method for preparing reactive-sintered bulletproof ceramics
RU2697063C2 (en) Sintered product manufacturing method
CN112521132B (en) Bionic ceramic tool preparation method and prepared bionic ceramic tool
US3717694A (en) Hot pressing a refractory article of complex shape in a mold of simple shape
JP6196492B2 (en) Manufacturing method of alumina ceramic joined body
KR101596835B1 (en) Brick Manufacturing Method
WO2021235407A1 (en) Ceramic place production method, setter production method, and setter regeneration method
KR102399743B1 (en) Open-pore ceramic-bonded grinding tool, method for manufacturing same, and pore former mixture used for manufacturing same
CN108068193A (en) A kind of manufacturing method of large-size ceramic tablet
JPH06298574A (en) Joined ceramic article and joining method
JP7216611B2 (en) Manufacturing method of SiC sintered member
KR0139551B1 (en) Proce ss for simultaneously producing a number of ceramic sintered body by hot pressing method
JP6924433B2 (en) Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body
JP6901720B2 (en) Particles for laminated molding, molded body, and manufacturing method of molded body
CN107443543A (en) A kind of cold isostatic compaction and preparation method of ITO rotary targets
CN102838354B (en) Process method for multi-layer ceramic element with built-in cavity
JPH08169767A (en) Ceramic preform and production of ceramic product utilizing same
JPH01283109A (en) Manufacture of sliding body with hollow chamber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201005