SU1456282A1 - Способ гор чего прессовани порошков тугоплавких соединений и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии, в частности к способам получени  высокопрочной керамики конструкционного назначени  из порошков тугоплавких соединений (нитридов, карбидов, си- лигдидов, боридов) . Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей за счет увеличе

Description

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии, в частности к способам дл  получени  высокопрочной керамики конструкционного назначени  из порошков тугоплавких соединений (нитридов, карбидов, силицидов,

боридов).

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей за счет увеличени  длины издели  и повышение прочности. Способ гор чего прессовани  включает засыпку порошка в пресс-форму, а гор чее прессование осуществл ют в две стадии: на первой гор чее прессование ведут при начальном давлении р составл ющем 0,35-0-,85 конечного давлени  Р, и при начальной температуре Т. на 50-1004 ниже конечной температуры Т гор чего прессовани  до плотности 80-95%, а на второй стадии гор чее прессование ведут при конечных температуре и давлении гор чего прессовани  дл  данного порошка .

Устройство дл  реализации предложенного способа содержит размещенную в индукторе матрицу и встречные пуансоны , в котором прессова  камера матриц выполнена из двух полостей с различными площад ми поперечных сечений , одна из которых в 1,1-1,5 раза больше другой, пуансон, установлен- ньй в полости прессовой камеры, име- вдей меньшую площадь поперечного сечени , выполнен подпружиненным в осе

вом направлении, а матрица снабжена упором, обеспечивающим ее неподвижность на второй стадии прессовани . Гор чее прессование происходит

в две стадии.

На первой стадии под давлением Р и температуре TH порошок уплотн етс  до 80-95% в полости прессовой п камеры, имеющей большую площадь по- перечного сечени  S. На втор ой стадии давление в полости с большей площадью поперечного сечени  повышаетс  до значени  Р за счет нагружени  5 пуансона, установленного в этой по- лости. При этом давление в полости прессовой камеры, имеющей меньшую площадь поперечного сечени  S,, остаетс  равным Р,. За счет этого про- 0 исходит перемещение заготовки, уплотненной на первой стадии, из первой полости прессовой камеры с большей площадью поперечного сечени  во вторую под давлением Р,-Ри с одновре- 25 менным обжатием прессовки по диамет ру. Температуру на второй стадии прессовани  повышают до значени  Хц +(50-100 С).

На чертеже представлена схема 30 устройства дл  ocyI ecтвлeни  предложенного способа при гор чем прессовании полого издели  в начале процесса прессовани .

Устройство состоит из пресс-формы с засыпанным порошком 1 тугоплав- кого соединени , матрицы 2, котора  установлена на пуансоне 3 и имеет

314

ступенчатую прессовую камеру с нанесенным слоем изолирующего вещества 4 причем ступени прессовой камеры вы- полнены либо с пр молинейными переходами 5, либо с переходами по кри- волинейным поверхност м. Прессовую камеру в верхней части ограничивает пуансон 6, а в нижней - пуансон 3, установленный совместно со стержнем 7 на нижней охлаждаемой изолированной плите 8, ход которой ограничивает опорна  плита (упор) 9, на которой установлен индукционный нагреватель 10, имеюидай теплоизол цию, во- доохлаждение, электропитание (не показаны ) , Нижн   охлаждаема  плита 8 подпружинена, например, гидравлическим регулируемым устройством, состо щим из силового гидроцилиндра 11, св занного с ним регулирующего гидроцилиндра 12 с нагружающим устройством 13, Дл  осу1цествлени  нагруже- ни  верхнего пуансона 6 на нем установлена верхн   теплоизолированна  охлаждаема  плита 14, св занна  с гидроприводом нагружени  (не показаны ) ,

Пример. Предварительно подготовленную шихту из порошка нитри- да кремни  с 8 мас.% оксида иттри  засыпают-В прессовую камеру матрицы 2 с установленным нижним пуансоном Зо При этом полости прессовых камер S и S предварительно покрывают аэрозольным методом порошковым слоем гексагонального нитрида бора толщиной до 1 мм (коллоидный раствор нитрида бора, этилового спирта и кле  БФ). Площади поперечных сечений полостей прессовой камеры S 36,7 см (диаметр 68 мм), S, 28,3 см (диаметр 60 мм). После установки верхнего пуансона 6 пресс- форму в сборе помещают в индуктор 10 пресса гор чего прессовани . После этого производ т нагрев до температуры 1710 С и нагружают пуансон 6 усилием Гц 24 тс и провод т двустороннее гор чее прессование порошка. За счет различных сечений S S нижний пуансон при уплотнении перемещаетс  быстрее и при достижении положени , при котором нижний

пуансон заполнил всю плотность S/

матрицы, двустороннее гор чее прессование заканчиваетс  (перва  стади ) о Плотность заготовки после первой стадии прессовани  составл ет

д 5

о

5

5

0

5

0

91% от теоретической. Далее под мат- Р1щу 2 подвод т упор 9, производ т подъем температуры до 1760 С и поднимают давление до Р 100 МПа (увеличивают усилие верхней плиты 14 пресса до 36,7 тс). При этом усилие, приложенное к нижнему пуансону 3, остаетс  неизменным и равным 24 тс, что достигаетс  при помощи гидроцилиндра 11, установленного на нижней плите 8. Вследствие разности давлений заготовка 1 перемещаетс  в полость прессовой камеры меньшего сечени  S, при этом происходит обжатие заготовки 1 в радиальном направлении . После перехода всей заготовки в полость меньшего сечени  S гор чее прессование заканчивают, отключают индуктор 10 и после охлаждени  до 1400°С снимают давление и охлаждают пресс-форму до нормальной температуры . После окончательного охлаждени  пресс-форму распрессовыва- ют и извлекают прессовку.

Дл  сравнени  проведены эксперименты по получению керамики на основе нитрида кремни  по известному способу .

Claims (2)

1. Способ гор чего прессовани  порошков тугоплавких соединений, включающий засыпку порошка в пресс- форму, гор чее прессование верхним и нижним пуансонами и извлечение издели , отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет увеличени  длины издели  и повьш1ени  прочности, гор чее прессование осуществл ют в две стадии: на первой стадии начальное давление составл ет 0,35-0,85 конечного давлени  и прокладьгоают его к верхнему и нижнему пуансонам при температуре на 50-100 С нижне конечной температуры гор чего прессовани  до плотности 80-95%, на второй стадии температуру увеличивают до конечной температуры гор чего прессовани , а давление верхнего пуансона повышают до величины конечного давлени .

51456282

2. Устройство дл  гор чего прессе- оно снабжено упорами, размещенными вани  порошков тугоплавких соедине-под матрицей, внутренн   полость мати Гсод жащее размещенную в нагре-рицы вьшолнена с участками различноват1 ,е матрицу и пуаисонь., , -„Д--- -°- ГаГоГу тГ

новленный со стороны участка меньшего диаметра, выполнен подпружиненным в осевом направлении.

отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет увеличени  длины издели  и повышени  прочности.

Нитрид кремни 

Карбид бора

Диборид титана

42,5

50

2100

Таблица 1

2150 50

0,85

95

1.1

Таблица2

Нитрид кремни 

12

400 17,0

Диборид титана

0,3