DE2122621A1

DE2122621A1 - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Bornitrid

Info

Publication number: DE2122621A1
Application number: DE19712122621
Authority: DE
Inventors: Armin; Koziol Konrad Dipl.-Chem.; 8505 Röthenbach Schütz
Original assignee: Fa. C. Conradty, 8500 Nürnberg
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1972-11-09
Also published as: YU116172A; GB1321033A; FR2139450A5; IT950417B; ES401629A1

Description

C. CONRADTY 85 Nürnberg, 6. Mai 1971

TJP Irg/-

PA 3/H2-

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Bornitrid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Bornitrid (im folgenden kurz BN genannt).

Bisher wurde Bornitrid grundsätzlich auf zwei Wegen zu Formkörpern verarbeitet:

1. Durch Kaltpressen im Gesenk, bei dem zunächst die Preßformung mit einem Hilfsbinder, '/,. B. Wasser, Wachs oder PoIyglykol, und danach eine drucklose Sinterung erfolgt.

2. Durch Heißpressen oder Drucksintern im Gesenk, bei dem die Sinterung gleichzeitig mit der Preßformung durchgeführt wi rd .

Beim Kaltpreßverfahren zeigte sich jedoch, daß die erhaltenen Körper nur eine sehr geringe Dichte (1,6 g/cm') und mechanische Festigkeit aufweisen. Von Nachteil,ist auch die nicht unbeträchtliche Wärmedehnung, z. B. 4,5 bis 5 % bei einer Temperatur von 1 500° bis 2 000° 0, die beim Sintern dieser Körper auftritt.

Durch das Heißpreßverfahren erhält man zwar Preßlinge mit einer hohen Dichte von ca. 90 bis 95 $ der Theorie und hoher mechanischer Festigkeit, .jedoch ist die Herstellung sehr aufwendig und teuer, da die Formgebung bei hoher Temperatur, hohem Druck und inerter Atmosphäre oder im Vakuum stattfinden muß. Für eine Massenfertigung ergeben sich hieraus sehr große Nachteile.

Es war daher erforderlich, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus BN durch Pressen und Sintern zu finden, das wirtschaftlich und frei von obigen Nachteilen ist.

Dieses Verfahren besteht gemäß der vorliegenden Erfindung darin, daß eine Mischung von 95-50 Gew.<fc Bornitrid und 5-50 Gew.$> Aluminiumphosphat, vorzugsweise Monoaluminiumphosphat, und Lösungsvermittler, z. B. Wasser, bei Raumtemperatur und einem Druck

209846/0588

von 1 bis 10 t/cm" zu Formkörpern gepreßt, danach außerhalb der Preßform bis 200 0 getrocknet und anschließend unter einer Schüttung aus BN-PuIver bei einer Temperatur von K)OO bis 1500° 0 gesintert wird.

Bekannt ist, beim Hei <3 [■>·»-·» ssen von BN Zusätze ?u verwenden , Λ ' e (?in pünptigeree Pressen und Sintern ermöglichen. SnT ehe Zusätze sind u. a. Trikalf.iumnhosphat, Boroxyd oder verschiedene SiIi-. kate.

'Durch die erf rndungsgemäße Verwendung von Alumi niumphosphat erreicht man jedoch eine befriedigende nichte und hohe mechanische Festigkeit allein schon durch eine druoklose Sinterung.

Bornitridformkörper mit besonders günstigen Eigenschaften sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Einhaltung folgender Bedingungen zu erhalten:

Ausführungsbeispiel 1

Eine Mischung aus 80 Gewichtsteilen Bornitrid, 20 Gewi chtstei len Aluminiumphosphat und .20 Gewichtsteilen Wasser wird in einem Gegenstrommischer mit Kollergang intensiv gemischt und in einer Blockpresse mit einem Druck von 0,5 t/cm bei Raumtemperatur verpreßt. Die so erhaltenen Preßlinge werden 12 Stunden lang bei 200° C getrocknet, dann in einer Hammermühle gebrochen und anschließend in einer Kugelmühle bis zu einer Feinheit kleiner k 0,2 mm vermählen. 80 Gewichtsteile dieses Mahlgutes werden erneut mit 10 Gewichtsteilen Aluminiumphosphat und 10 Gewichtsteilen Wasser innig vermischt und schließlich in der gleichen

Presse mit einem Druck von 3 t/cm bei Raumtemperatur gepreßt.. Die aus der Preßform entnommenen Körper werden innerhalb 48 Stunden bis 200° C getrocknet und anschließend unter 40 mm starker BN-Pulverschüttung bei 1200° C gesintert.

BN-Körper dieser Art zeiehnensich durch hohen Verdichtungsgrad, hohe mechanische Festigkeit sowie gute chemische und thermische Beständigkeit aus»

20884S/Q8Sß " 5AD original

fiOO g eines BN-Pulvers mit einer Körnung kleiner 0,05 mm wurden mit 400 g einer 50$igen wässerigen Monoaluminiumphosphatlösung in einem Z-Flügel-Mischer innig vermischt. Diese Mischung ist dann in einer hydraulischen Blockpresse zu Zylindern mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Höhe von 50 mm kalt verpreßt worden. Der Preßdruck betrug 3 t/cm . Die so erhaltenen Formkörper wurden 60 Std. bei Raumtemperatur gelagert, anschließend je 12 Std. bei Temperaturen von 50° C, 100° C, 150° C und 200° 0 getrocknet und danach in einem eisernen Glühkasten unter BN-PuI-ver-Schüttung im Muffelofen bei 1100° C gesintert. Die Aufheizgeschwindigkeit betrug 200° G pro Stunde.

Die so hergestellten Formkörper hatten eine Dichte von 1,81 bis 1,83 g/cm' und gute mechanische Eigenschaften.

Au βführu ng sbe ispi el 3

5OG g eine? BN-PuIvers mit einer Körnung kleiner 0,05 mm wurden mit 5OC g einer 50$igen wässerigen Monoaluminiumphosphatlösung

und 100 cir. des+. Wasser in einem Z-Flügel-Mischer irmie vermischt. Aus dieser Mischung wurde in einer hydraulischen Strangpreüanlage ein Strang mit einem Durchmesser von 10 mm gezogen. Danach erfolgte das Trocknen und Sintern wie bei Ausführungsbei-SOiel 2.

Der so hergestellte Körner hatte eine* Dichte von 1,70 g/cm .

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Körper lassen si ^h leicht mechanisch bearbeiten. Sie eignen sich auf Grund ihrer günstigen Eigenschaften für die verschiedensten Verwendungszwecke, beispielsweise auf dem Gebiete der Hoohtemperaturtechnik als Tiegel, Schiffchen, Rohre«, Kokillen, Behälterauskleidungen und Pumpenteile für flüssige Metalle, als Isolatoren, Düsen und Auskleidungen für Brennkammern.

Abänderungen der in den Beispielen beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und gleichwertige Arbeitsweisen und Arbeitsmittel, öie im Rahmen der Erfindung liegen, bilden einen Teil derselben, -

~ 4 —

'/098 4 6/0588

Claims

Pat entansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von formkörperη aus Bornitrid durch Pressen und Sintern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von 95-50 Gew.$ Bornitrid, 5-50 Gew.^ Aluminiumphosphat, vorzugsweise Monoaluminiumphosphat, und Lösung svermittler, z. B. Wasser, bei Raumtemperatur und einem Druck von 1 "bis 10 t/cm blockgepreßt, danach außerhalb der

W Preßform bis 200 0 getrocknet und anschließend unter einer Schüttung aus BN-Pulver bei einer Temperatur von 1000 bis 1500° G gesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung durch Strangpressen erfolgt. -

0. GONEADTY, NÜRNBERG

TJP Irg/-PA 3/U2

209846/0588