CN102617149A - 一种常压烧结碳化硅及其制作工艺 - Google Patents

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王茜
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Abstract

一种常压烧结碳化硅，包括下列组分且各组分含量（按质量百分比计）如下：80～90%的碳化硅，6～9%的树脂，0.5～0.8%的碳化硼，余量为脱模剂。一种加工常压烧结碳化硅的制作工艺，首先通过混粉机将原料搅拌15至25小时充分混合，再把混料机里的原料经过喷雾造粒后，将造粒后的粉料通过压机压制成型，然后装入烧结炉，先抽真空到-0.01MPA，等温度升到1200℃的时候停止抽真空，充Ar气到常压，然后继续升温到1800℃，保温30分钟，然后继续升温到2150至2200℃，保温30-50分钟，自然冷却。因为选用更细的粉料，并且提高产品生坯的压制密度，调整树脂的含量，使碳化硅粉料在烧结过程中能更加充分的发生化学反应，使得密度能达到3.18g/cm3左右，硬度能达到2400HV0.5左右，由于密度、硬度、抗压强度都提高了，其耐磨性能也更好。

Description

一种常压烧结碳化硅及其制作工艺
技术领域
本发明涉及一种碳化硅，尤其是一种常压烧结碳化硅及其制作工艺。 
背景技术
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
由于各种不同的需要，如机械、化工、石油、制药、航天航空领域、甚至防弹装甲等各个领域，需要使用到烧结碳化硅，现有的烧结制作工艺包括常压烧结和反应烧结。常压烧结碳化硅在各项性能上都要比反应烧结碳化硅要强：硬度、强度、模量、热导率、抗腐蚀、耐磨性、热导率等。另外，一般是常压烧结碳化硅比反应烧结的更耐酸性，尤其是氢氟酸。不过常压烧结碳化硅制备难度较反应烧结碳化硅为高，所以成本也高。现有的常压烧结碳化硅产品密度为3.08g/cm3左右，硬度为2200HV0.5左右，抗压强度为2180Mpa左右，其密度不高，硬度、抗压强度不够，耐磨性也不好。 
发明内容
本发明要解决的问题是改善背景技术中常压烧结碳化硅的产品密度不高，导致其强度不够，耐磨性不好的问题。
为了解决以上问题，本发明提供一种常压烧结碳化硅，包括下列组分且各组分含量（按质量百分比计）如下： 80～90%的碳化硅，6～9%的树脂，0.5～0.8%的碳化硼，余量为脱模剂。
所述树脂可溶于酒精。
所述碳化硅由800目及1200目的两种规格组成，其中800目及1200目的碳化硅之间质量比为1：3。
一种加工权利要求1所述常压烧结碳化硅的制作工艺，首先通过混粉机将原料搅拌15至25小时充分混合，再把混料机里的原料经过喷雾造粒后，将造粒后的粉料通过压机压制成型，然后装入烧结炉，先抽真空到-0.01MPA，等温度升到1200℃的时候停止抽真空，充Ar气到常压，然后继续升温到1800℃，保温30分钟，然后继续升温到2150至2200℃，保温30-50分钟，自然冷却。
本发明的常压烧结碳化硅及其制作工艺，因为选用更细的粉料，并且提高产品生胚的压制密度，调整树脂的含量，使碳化硅粉料在烧结过程中能更加充分的发生化学反应，提高成品密度，使产品更具耐磨性。具有如下优点：产品密度高，强度好。现在密度能达到3.18 g/cm3左右，硬度能达到2400HV0.5左右，抗压强度能达到2500MPa左右，由于密度、硬度、抗压强度都提高了，其耐磨性能也更好。    
具体实施方式
实施例一：本实施例的常压烧结碳化硅，包括下列组分且各组分含量（按质量百分比计）如下：80%的碳化硅，9%的树脂，0.8%的碳化硼，余量为脱模剂。
本实施例中，所述树脂可溶于酒精。所述碳化硅由800目及1200目的两种规格组成，其中800目及1200目的碳化硅之间质量比为1：3。
本实施例的常压烧结碳化硅由以下工艺制得：首先通过混粉机将原料搅拌15小时充分混合，再把混料机里的原料经过喷雾造粒后，将造粒后的粉料通过压机压制成型，然后装入烧结炉，先抽真空到-0.01MPA，等温度升到1200℃的时候停止抽真空，充Ar气到常压，然后继续升温到1800℃，保温30分钟，然后继续升温到2150℃，保温30分钟，自然冷却。
本实施例的常压烧结碳化硅及其制作工艺，具有如下优点：产品密度高，强度好。密度经检测为3.16 g/cm3，硬度能为2390HV0.5，抗压强度为2490Mpa。由于密度、硬度、抗压强度都提高了，其耐磨性能也更好。
实施例二：本实施例的常压烧结碳化硅，包括下列组分且各组分含量（按质量百分比计）如下：90%的碳化硅，6%的树脂，0.5%的碳化硼，余量为脱模剂。
本实施例中，所述树脂可溶于酒精。所述碳化硅由800目及1200目的两种规格组成，其中800目及1200目的碳化硅之间质量比为1：3。
本实施例的常压烧结碳化硅由以下工艺制得：首先通过混粉机将原料搅拌25小时充分混合，再把混料机里的原料经过喷雾造粒后，将造粒后的粉料通过压机压制成型，然后装入烧结炉，先抽真空到-0.01MPA，等温度升到1200℃的时候停止抽真空，充Ar气到常压，然后继续升温到1800℃，保温30分钟，然后继续升温到2200℃，保温50分钟，自然冷却。
本实施例的常压烧结碳化硅及其制作工艺，具有如下优点：产品密度高，强度好。密度经检测为3.18 g/cm3，硬度能为2400HV0.5，抗压强度为2500Mpa。由于密度、硬度、抗压强度都提高了，其耐磨性能也更好。
实施例三：本实施例的常压烧结碳化硅，包括下列组分且各组分含量（按质量百分比计）如下： 85%的碳化硅，7.5%的树脂，0.7%的碳化硼，余量为脱模剂。
本实施例中，所述树脂可溶于酒精。所述碳化硅由800目及1200目的两种规格组成，其中800目及1200目的碳化硅之间质量比为1：3。
本实施例的常压烧结碳化硅由以下工艺制得：首先通过混粉机将原料搅拌20小时充分混合，再把混料机里的原料经过喷雾造粒后，将造粒后的粉料通过压机压制成型，然后装入烧结炉，先抽真空到-0.01MPA，等温度升到1200℃的时候停止抽真空，充Ar气到常压，然后继续升温到1800℃，保温30分钟，然后继续升温到2175℃，保温40分钟，自然冷却。
本实施例的常压烧结碳化硅及其制作工艺，具有如下优点：产品密度高，强度好。密度经检测为3.20 g/cm3，硬度能为2410HV0.5，抗压强度为2510Mpa。由于密度、硬度、抗压强度都提高了，其耐磨性能也更好。
本发明不限于以上实施例及变换。

Claims (4)

1.一种常压烧结碳化硅，其特征在于：包括下列组分且各组分含量(按质量百分比计)如下： 80～90%的碳化硅，6～9%的树脂，0.5～0.8%的碳化硼，余量为脱模剂。
2.根据权利要求1所述的一种常压烧结碳化硅，其特征在于：所述树脂可溶于酒精。
3.根据权利要求1所述的一种常压烧结碳化硅，其特征在于：所述碳化硅由800目及1200目的两种规格组成，其中800目及1200目的碳化硅之间质量比为1:3。
4.一种加工权利要求1所述常压烧结碳化硅的制作工艺，其特征在于：首先通过混粉机将原料搅拌15至25小时充分混合，再把混料机里的原料经过喷雾造粒，将造粒后的粉料通过压机压制成型，然后装入烧结炉，先抽真空到-0.01MPA，等温度升到1200℃的时候停止抽真空，充Ar气到常压，然后继续升温到1800℃，保温30分钟，然后继续升温到2150至2200℃，保温30-50分钟，自然冷却。
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