DE3149796C2 - - Google Patents

Description

Die Herstellung von porösen Formkörpern aus polykristallinem Borcarbid mit Eigenbindung durch Sinterung von pulverförmigem Borcarbid ohne die Mitverwendung von Sinterhilfsmitteln oder organischen Harzbindemitteln ist bekannt. So lassen sich beispielsweise nach dem sogenannten Heißpreß- oder Drucksinterverfahren Formkörper mit 20-30% Porenraum herstellen, die als Handläpper für die Nachbearbeitung von Hartmetallwerkstoffen bei geringem Eigenabrieb Verwendung finden. Das gewünschte Porenvolumen wird hierbei durch den Einsatz von relativ grobkörnigem Ausgangsmaterial und durch die Druck- und Temperaturregelung während des Heißpreßvorgangs gesteuert (vgl. US-PS 20 27 786).

Die Formgebungsmöglichkeiten beim Heißpressen sind jedoch begrenzt, so daß hiermit nur relativ kleine, einfach geformte Körper hergestellt werden können. Insbesondere die Herstellung von großflächigen, dünnen Platten oder dünnwandigen Holzylindern, die auf dem Gebiet der Kerntechnik als Neutronenabsorberwerkstoffe Verwendung finden, ist hiermit erheblich erschwert und sehr kostspielig. Außerdem ist die Durchführung dieses Verfahrens mit ungewöhnlich hohem Aufwand an Energie und Formenmaterial verbunden und für die Nachbearbeitung der Sinterkörper, beispielsweise für das Zersägen von großen Blöcken, sind wegen der Härte des Borcarbids ebenfalls zeitraubende und kostspielige Maßnahmen erforderlich.

Versuche zur drucklosen Sinterung von Borcarbid ohne die Mitverwendung von Sinterhilfsmitteln sind ebenfalls bereits seit langem bekannt. So wurden beispielsweise bei Einsatz von Borcarbid mit einer Kornzusammensetzung gemäß der Fullerkurve, das durch Zusatz eines temporären Bindemittels mit hohem Preßdruck unter Bildung von Grünkörpern vorverdichtet und anschließend bei Temperaturen von 2250°C-2300°C drucklos gesintert worden war, Formkörper mit einer Dichte von etwa 2,0 g/cm³ (das entspricht ca. 80% der theoretischen Dichtes des Borcarbids, im folgenden als % TD abgekürzt) erhalten, die aber neben der hohen Porösität eine geringe mechanische Festigkeit zeigten, d. h. die Biegebruchfestigkeit lag günstigenfalls nur zwischen 49,05 und 98,1 N/mm². Die Anwendungsmöglichkeiten derartiger Formkörper sind aufgrund der schlechten Werte für die Festigkeit und Abriebbeständigkeit aber naturgemäß begrenzt (vgl. K. Adlassnig in "Planseeberichte für Pulvermetallurgie", Bd. 6 (1958), S. 98-99).

Der Einsatz von grobkörnigem Borcarbid als Ausgangsmaterial, der sich bei der Herstellung von porösen Formkörpern nach dem Heißpreßverfahren bewährt hat, führte indessen bei der drucklosen Sinterung nicht zum Ziel, wie aus den Untersuchungen von P. S. Kislyj und B. L. Grabtschuk über die Gesetzmäßigkeit bei der Erzeugung des hochdichten B₄C durch Sinterung hervorgeht, worin ausdrücklich darauf hingewiesen wird, daß sich B₄C-Pulver von annähernd stöchiometrischer Zusammensetzung mit Teilchengrößen von <8 µm, die in bekannter Weise vorverdichtet worden waren, praktisch nicht sintern ließen (vgl. Bericht vom 4. Europ. Pulvermet. Symposium, Grenoble/Frankreich 1975, INIS-mf-2082, ref. in Chem. Abstr. Bd. 87 (1977), Nr. 140112).

Es stellt sich somit die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern aus polykristallinem B₄C mit Eigenbindung durch drucklose Sinterung von pulverförmigem B₄C mit annähernd stöchiometrischer Zusammensetzung ohne die Mitverwendung von Sinterhilfsmitteln zur Verfügung zu stellen, nach dem Sinterkörper erhalten werden mit gleicher Porosität und Dichte, Festigkeit und Abriebbeständigkeit, wie die bisher nur durch Heißpressen hergestellten Produkte, jedoch ohne die bekannten Nachteile des Heißpreßverfahrens, wie aufwendige Druckregelung, eingeschränkte Formgebungsmöglichkeiten, hohe Prozeßkosten und zeitraubende Nachbearbeitung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Borcarbidpulver solche mit bimodaler Kornverteilung aus einem Grobkorn- und Feinkornanteil im Mengenverhältnis von 6 : 1 bis 1 : 1 verwendet werden, wobei
die maximale Teilchengröße des Grobkornanteils höchstens den 8fachen Wert der minimalen Teilchengröße des Grobkornanteils hat,
die maximale Teilchengröße des Feinkornanteils höchstens 10 µm beträgt
und sich von der mininalen Teilchengröße des Grobkornanteils um mindestens den Faktor 1,5 unterscheidet und
die mittleren Teilchengröße von Grobkorn- und Feinkornanteil sich voneinander um mindestens den Faktor 8 unterscheiden,
und bei der drucklosen Sinterung Temperaturen von 2150°C nicht überschritten werden.

Für die Herstellung der porösen Formkörper nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist sowohl die bimodale Kornverteilung aus Grobkorn- und Feinkornanteilen in der definierten Art und Menge des als Ausgangsmaterial verwendeten Borcarbidpulvers, als auch das Nichtüberschreiten der Sintertemperatur von 2150°C von entscheidender Bedeutung. Durch die Kombination dieser Maßnahmen wird sichergestellt, daß während des Sintervorgangs praktisch keine oder nur eine sehr geringe Schwindung von höchstens 1,5% der Formkörper eintritt.

Aus der DE-B 28 37 900 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Siliciumcarbid nach dem Schlickergußverfahren und anschließendem Brennen des Körpers zur Rekristallisation bekannt, bei welchem für den Schlicker Siliciumcarbid mit bimodaler Kornverteilung verwendet wird, mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 3 µm, bzw. maximal 74 µm, wobei der Feinkornanteil größer als der Grobkornanteil ist. Außerdem wird dem Schlicker ein mit Wasser mischbares Harz zugesetzt, um die Festigkeit des Grünkörpers zu erhöhen.

Nach der Entformung des Grünkörpers wird dieser bei etwa 1970°C zur Rekristallisierung und zum Verkoken des Harzes gebrannt unter Bildung eines relativ porösen, rekristallisierten Siliciumcarbidgefüges. Der so hergestellte Körper wird dann vorzugsweise siliciert, damit der vom Harz zurückgebliebene Kohlenstoff reagieren kann.

Diese Patentschrift vermittelt demnach die Lehre, daß der Zusatz eines härtbaren Harzes für durch Schlickerguß aus SiC mit bimodaler Kornverteilung erzeugten Körpern die Grünfestigkeit derselben erhöht, daß diese Grünkörper bei ausreichend hoher Temperatur unter Bildung von rekristallisiertem SiC mit relativ grobem und porösem Gefüge gebrannt werden und die so gebildeten Produkte restlichen Kohlenstoff aus der Zersetzung des Kunststoffes enthalten können.

Ferner läßt sich dieses Verfahren, nämlich Erhöhung der Grünkörperfestigkeit durch den Harzzusatz, auch für andere feuerfeste Pulver anwenden, bei deren Aufzählung Borcarbid expressis verbis nicht genannt ist.

Eine Anregung, wie verfahren werden muß, um aus Borcarbidpulvern allein, ohne Kohlenstoff enthaltende Zusätze, poröse Endprodukte mit homogenem Gefüge zu erhalten, in welchem Korn und Poren gleichmäßig verteilt sind, kann dieser Patentschrift indessen nicht entnommen werden. Dazu mußten aus einem Borcarbidpulvergemisch mit bimodaler Kornverteilung diejenigen Parameter hinsichtlich Teilchengröße, Teilchengrößenverteilung und Mengenverhältnis ausgewählt werden, welche in Verbindung mit einer Höchstgrenze für die Sintertemperatur die praktisch schwindungsfreie Sinterung der selbstgebundenen, nur aus polykristallinem Borcarbid bestehenden Formkörper unter Ausbildung des homogenen Gefüges ermöglichen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aufgrund der fehlenden Schwindung die Verfestigung der Formkörper während des Sinterns praktisch nur über die B₄C- Körner aus dem Grobkornanteil erfolgen, die auf Kosten des Feinkornanteils wachsen und miteinander vernetzen unter gleichzeitiger Bildung der Poren. Diese Annahme wird durch Untersuchungen an elektrolytisch geätzten Anschliffen der gesinterten Formkörper bestätigt, die zeigen, daß die groben Körner über Brücken miteinander verbunden sind, mit dazwischen befindlichen Hohlräumen und der Feinkornanteil praktisch nicht mehr nachweisbar ist. Somit ist der Grobkornanteil für den Aufbau des Gerüstes der Sinterkörper verantwortlich, während der Feinkornanteil die Bindung und Vernetzung des Gerüstes bewirkt.

Für die Erzielung der praktisch schwindungsfreien Sinterung und die Ausbildung des homogenen Gefüges muß die bimodale Kornverteilung in dem als Ausgangsmaterial verwendeten B₄C-Pulver den definierten Bedingungen genügen, die im einzelnen wie folgt näher erläutert werden:

Durch das Mengenverhältnis des Grobkornanteils zum Feinkornanteil, das definitionsgemäß im Bereich von 6 : 1 bis 1 : 1 liegt, werden größtmöglicher und kleinstmöglicher Grobkornanteil in der Pulvermischung festgelegt, d. h. diese sollte praktisch nicht mehr als 85% und nicht weniger als 50% an Grobkorn enthalten, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung. Bei größeren Mengen an Grobkorn besteht bereits die Gefahr, daß die Brückenbildung zwischen den Körnern mangelhaft wird, was eine geringere Festigkeit der Formkörper zur Folge hat, bei kleineren Mengen an Grobkorn treten hingegen unerwünschte Schwindungsreaktionen auf, die zu ungleichmäßiger Hohlraumbildung oder gar zu Rissen im Formkörper führen, wodurch ebenfalls die Festigkeit beeinträchtigt wird. Pulvermischungen mit einem Grobkornanteil von 65-75%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, haben sich hierbei besonders bewährt.

Durch die unterschiedliche Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung im Grobkorn- und Feinkornanteil wird die gleichmäßige Korn- und Porenverteilung im Sinterkörper bestimmt. Für den Grobkornanteil gilt definitionsgemäß, daß die maximale Teilchengröße höchstens den 8fachen Wert der minimalen Teilchengröße hat, d. h., daß die Teilchengrößenverteilung eng begrenzt ist. Besonders bevorzugt haben sich als Grobkornanteile solche, deren maximale Teilchengrößen den 2 bis 4fachen Wert der minimalen Teilchengrößen aufweisen.

Die maximale Teilchengröße des Feinkornanteils beträgt definitionsgemäß 10 µm. Für die Teilchengrößenverteilung sind nach unten praktisch keine Grenzen erforderlich, d. h., diese können bis in den Submikronbereich reichen. Als Maß für die erforderliche Teilchengröße von 10 µm und feiner, wird daher zweckmäßig die spezifische Oberfläche herangezogen (gemessen nach der BET-Methode) die dementsprechend Werte im Bereich von 0,5-40 m²/g aufweisen kann. Das Vorhandensein von Körnern mit Teilchengrößen < 1 µm ist aufgrund ihrer hohen Oberflächenenergie sogar besonders vorteilhaft.

Zwischen Grobkorn- und Feinkornanteil muß eine echte Lücke in der Teilchengrößenverteilung vorhanden sein, d. h., daß die minimale Teilchengröße des Grobkornanteils mindestens 1,5mal so groß sein muß, wie die maximale Teilchengröße des Feinkornanteils, die sich somit definitionsgemäß um mindestens den Faktor 1,5 unterscheiden. Das wird ferner dadurch erreicht, daß sich auch die mittleren Teilchengrößen von Grobkorn- und Feinkornanteilen deutlich unterscheiden, d. h. definitionsgemäß um mindestens den Faktor 8. Unter "mittlerer Teilchengröße" ist hierbei der 50%-Wert einer Sedimentationsanalyse zu verstehen.

Neben der bimodalen Kornverteilung in dem Ausgangspulvergemisch ist die Sintertemperatur von entscheidender Bedeutung, die zweckmäßig im Bereich zwischen 1900° und 2150°C liegt. Unterhalb von 1900°C ist die Reaktion des Feinkornanteils mit dem Grobkornanteil ungenügend, so daß die Brückenbildung nur mangelhaft zustande kommt, d. h., es ist nicht sichergestellt, daß der gesamte Feinkornanteil mit Grobkornanteil reagiert. Oberhalb von 2150°C treten hingegen bereits unerwünschte Schwindungs- und Zersetzungsreaktionen auf.

Unter Einhaltung der gegebenen Bedingungen ist es hingegen möglich, poröse Formkörper mit gleichmäßiger Korn- und Porenverteilung zu erhalten, deren Dichte durch die Dichte des Grünkörpers festgelegt ist, da aufgrund der fehlenden Schwindungsreaktion diese praktisch unverändert bleibt und in welchen die Bindung der einzelnen Borcarbidkörner so fest ist, daß die fertigen Sinterkörper eine Biegebruchfestigkeit von mindestens 100 bis etwa 200 N/mm² aufweisen.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Ausgangsmaterial sowohl für den Grobkorn- als auch den Feinkornanteil vorteilhaft Borcarbidpulver mit einer Reinheit von mindestens 98,5 Gew.-% verwendet, worunter zu verstehen ist, daß die Analysensumme von Bor und Kohlenstoff mindestens 98,5% Gew.-% beträgt, bei einem B : C-Atomverhältnis im Bereich von 3,5 bis 4,5 : 1. Metallische Verunreinigungen können insgesamt bis zu 0,5 Gew.-% toleriert werden. Der noch verbleibende Differenzbetrag bis zu 100 Gew.-% verteilt sich auf Sauerstoff und Stickstoff in Form von anhaftendem Boroxid und Bornitrid, wobei die Analysensumme von Sauerstoff und Stickstoff < 1Gew.-% ist. Der Gehalt an freiem Kohlenstoff, worunter anhaftender Kohlenstoff in nicht an Bor gebundener Form zu verstehen ist, ist jedoch auf höchstens 1,5 Gew.-% begrenzt, da festgestellt wurde, daß durch einen höheren Gehalt an freiem Kohlenstoff die Brückenbildung zwischen den Körnern beeinträchtigt wird.

Für die Herstellung der porösen Formkörper werden grobkörniges und feinkörniges Borcarbidpulver zunächst homogen vermischt und dann einem der bekannten Formgebungsverfahren vor der Sinterung unterzogen.

Wenn die Formgebung mit Hilfe eines Preßverfahrens vorgenommen wird, werden die Pulver entweder im angefeuchteten Zustand oder vorzugsweise in Form einer Suspension in einem organischen Lösungsmittel oder in Wasser miteinander vermischt. Zur Erleichterung der Preßbarkeit ist vorteilhaft, ein Gleitmittel in Mengen von 0,5-8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Borcarbids mitzuverwenden, wobei sich handelsübliche Gemische aus Fettsäuren und nichtionogenen Emulgatoren besonders bewährt haben. Ferner können temporäre Bindemittel mitverwendet werden, um die Rohbruchfestigkeit des Grünkörpers zu verbessern. Beispiele für derartige temporäre Bindemittel sind Polyvinylalkohol, Stearinsäure, Polyethylenglykol und Campher, die in Mengen bis zu etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Borcarbids verwendet werden.

Die B₄C-Pulver werden entweder in einer Lösung des temporären Bindemittels dispergiert, wobei als organische Lösungsmittel beispielsweise Aceton oder niedere aliphatische Alkohole mit 1-6 C-Atomen verwendet werden können, oder in wäßriger Suspension mit dem Gleitmittel und dem temporären Bindemittel vermischt.

Das Vermischen kann durch übliche Maßnahmen in einem Plastikbehälter oder in einer Knetvorrichtung vorgenommen werden. Dann wird das Lösungsmittel entfernt, beispielsweise bei einer dünnflüssigen Suspension durch Sprühtrocknung oder bei einer dickflüssigen Suspension durch Abdunsten während des Knetvorgangs, wobei zur Zerstörung von harten Agglomeraten ggf. eine Mahlstufe nachgeschaltet werden kann. Die so erhaltene homogene Mischung wird dann unter Formgebung zu Grünkörpern von mindestens 50% der theoretischen Dichte des Borcarbids verpreßt, beispielsweise durch Gesenkpressen oder isostatisches Pressen, wobei vorteilhaft ein Druck von mindestens 1000 bar angewendet wird.

Die Formgebung kann jedoch auch durch andere bekannte Maßnahmen vorgenommen werden, wie Spritzgießen, Strangpressen oder Schlickergießen.

Beim Schlickergießen werden die B₄C-Pulver mit Wasser unter Bildung einer viskos eingestellten Gemengesuspension (Schlicker) vermischt, die anschließend in Formen aus porösem Material, wie Gips gegossen wird, wobei die Formgebung durch den Entzug der Feuchtigkeit zustande kommt. Beim sogenannten Kernguß wird die Standzeit durch die bis zum vollständigen Entzug der Feuchtigkeit benötigte Zeit bestimmt, während beim sogenannten Hohlguß sich die Standzeit durch Erreichen einer gewünschten Wandstärke ergibt und die noch nicht angesaugte Suspension abgegossen wird.

Zur Erzielung eines möglichst dichten Grünkörpers ist es vorteilhaft, in der Gemengesuspension durch Zugabe von Basen, wie Alkalihydroxiden oder NH₃ einen pH-Wert von 10-12 einzustellen. Dadurch kann gleichzeitig der Wassergehalt erniedrigt und somit die Standzeit verkürzt werden. So sind beispielsweise Gemengesuspensionen mit einem pH-Wert von 12 bei einem Wassergehalt von 20%, bezogen auf das Gewicht der B₄C-Pulver, noch gießfähig.

Der Wassergehalt kann außerdem durch Zugabe von sogenannten "Verflüssigern", gesenkt werden, wofür sich handelsübliche, alkalifreie, synthetische Polyelektrolyte, die gleichzeitig eine Bindemittelwirkung aufweisen, besonders bewährt haben.

Durch die Basizität zeigen die Schlicker ein stark thixotropes Verhalten, so daß sie in Ruhelage sehr rasch ansteifen. Aus diesem Grunde ist es daher vorteilhaft, die Gemengesuspension während des Entwässerungsvorgangs beispielsweise durch Rütteln, ständig in Bewegung zu halten.

Zur Erleichterung der Entformung der trockenen Grünkörper, die im Gegensatz zu bekannten tonkeramischen Schlickern während des Feuchtigkeitsentzugs praktisch keine Schwindung zeigen, ist es außerdem vorteilhaft, auf die porösen Formen vor dem Schlickerguß ein Trennmittel aufzubringen. Als Trennmittel, die den Feuchtigkeitsentzug nicht behindern, haben sich Cellulose enthaltende Materialien, wie Filterpapier, bewährt. Nach der Entformung werden die Grünkörper vorteilhaft durch Erhitzen auf etwa 100°C getrocknet.

Die Durchführung der drucklosen Sinterung der vorgeformten Grünkörper kann in einem Graphitrohrwiderstandsofen vom Tamman-Typ oder in einem mit Graphit ausgekleideten Induktionsofen vorgenommen werden. Für den kontinuierlichen Betrieb kann ein horizontaler Durchschubofen verwendet werden, in dem die vorgeformten Körper eine Vorwärmzone, eine Heizzone und eine Kühlzone durchlaufen.

Die Sinterung erfolgt zweckmäßig in Gegenwart einer Schutzgasatmosphäre, wie Argon oder Helium, bei den angegebenen Temperaturen im Bereich von 1900°C bis 2150°C unter Normaldruck, d. h, unter einem Druck von etwa 1,01 bar oder unter vermindertem Druck, der jedoch 0,05 bar nicht unterschreiten sollte, um ein Zersetzen des B₄C; insbesondere bei den höheren Sintertemperaturen zu vermeiden.

In den folgenden Beispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert:

Beispiel 1

Als Ausgangspulver wurden handelsübliche B₄C-Körnungen K 320 als Grobkorn und K 1500 als Feinkorn verwendet. Bei K 320 handelt es sich um ein Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 30 µm bei einer Teilchengrößenverteilung von 16 µm bis 50 µm. K 1500 ist ein Pulver, bei dem die maximale Teilchengröße etwa bei 6 µm und die untere im Submikronbereich liegt, die mittlere Teilchengröße hat den Wert von 1,5 µm. Das Verhältnis von Grobkorn zu Feinkorn in der Mischung betrug 7 : 3. Beide Pulver waren röntgenografisch einphasig. Die chemische Analyse der Mischung ergab folgende Werte (alle Angaben in Gew.-%):
B: 77,9
C: 21,1
C_anhaftend: 0,7
B₂O₃: 0,22
N: 0,19
Si: 0,11
Fe: 0,07
Al: 0,01
Ti: 0,02

Es wurde eine wäßrige Suspension hergestellt, die 30% Wasser, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Borcarbids, enthielt. Der Suspension wurde ein handelsübliches Verflüssigungs- und Bindemittel auf Polyelektrolytbasis in einer Menge von 1 Gew.-% zugegeben. Ferner wurden einige Tropfen NaOH beigemischt, so daß die Suspension einen pH-Wert von 11 aufwies. Die Suspension wurde in einem Behälter mit einem Rührer etwa 60 min gemischt und anschließend auf eine 40 mm starke Gipsplatte gegossen, die mit Filterpapier ausgelegt war. Als seitliche Begrenzung wurde ein zerlegbarer Kunststoffrahmen verwendet. Die Suspension wurde während der Entwässerung durch eine exzentrische Rütteleinrichtung etwa 90 min in Schwebe gehalten, bis der Grünkörper erhärtete.

Der plattenförmige entwässerte Grünkörper wies die Abmessungen 200×200×8 mm auf. Nach der Entformung wurde der Grünkörper im Trockenschrank bei 60°C an Luft 24 h getrocknet. Die Gründichte des Körpers betrug 1,93 g/cm³, d. h., etwa 77% der theoretischen Dichte des Borcarbids.

Die Platte wurde in einem Widerstandsofen mit Grafitauskleidung waagerecht in einer Argonatmosphäre unter Normaldruck (1,01 bar) bei 2050°C drucklos gesintert, wobei die Aufheizzeit 1,5 h und die Haltezeit 1 h betrug.

Der Sinterkörper zeigte wieder eine Dichte von 1,93 g/cm³. Eine Schwindung war nicht nachweisbar. Der elektrolytisch geätzte mikroskopische Schliff des Sinterkörpers zeigte ein gleichmäßiges Gefüge, bei dem die B₄C-Korngröße etwa 35 µm betrug. Die Poren zeigten einen Durchmesser von durchschnittlich 30 µm. Das im Grünkörper vorhandene Feinkorn war im Sinterkörper nicht mehr nachweisbar.

Aus der Platte wurden 10 Biegestäbchen mit den Abmessungen 4×6×45 mm geschnitten und auf einer Zerreißmaschine auf 4-Punkt-Biegebruchfestigkeit hochkant geprüft. Die Biegevorrichtung wies eine Auflagenweite von 40 mm und eine Stützweite von 20 mm auf. Die Biegefestigkeit der Stäbchen betrug 132±11 N/mm².

Beispiel 2

Es wurden die gleichen B₄C-Körnungen in den gleichen Mengenverhältnissen wie in Beispiel 1 verwendet. Die Borcarbidpulver wurden in eine Isopropanol-Lösung gegeben (Gewichtsverhältnis Isopropanol : Borcarbidkörnung wie 1 : 1). Im Isopropanol waren 3 Gew.-% Campher gelöst. Außerdem wurden der Suspension noch 2 Gew.-% eines handelsüblichen Gleitmittels zugegeben. Beide Prozentangaben sind auf das Gewicht des Borcarbids bezogen. Der dickflüssige Brei wurde in einer Knetvorrichtung so lange an Luft gemischt, bis praktisch das gesamte Lösungsmittel abgedunstet war. Es wurde ein agglomeriertes Körnungsgemisch erhalten, das zur Zerstörung der Agglomerate durch eine Mühle geschickt wurde.

Die so erhaltene Pulvermischung wurde in eine zylindrische Kautschukmatrize mit einem gehärteten Stahlkern eingefüllt. Die Matrize wurde nach dem Füllen mit einem Stopfen verschlossen und bei 5000 bar isostatisch gepreßt. Nach dem Entformen wurde ein Grünkörper in Form eines Hohlzylinders mit der Länge 70 mm, mit dem Innendurchmesser 18 mm und mit dem Außendurchmesser etwa 42 mm erhalten.

Die Gründichte des Körpers betrug 1,86 g/cm³, d. h., etwa 74% der theoretischen Dichte des Borcarbids.

Der Grünkörper wurde gemeinsam mit der Platte aus Beispiel 1 gesintert. Die Dichte des Sinterkörpers wurde mit 1,85 g/cm³ bestimmt. Eine Schwindung war nicht feststellbar. Das Gefüge des Sinterkörpers ähnelte demjenigen aus Beispiel 1, wobei allerdings die Poren etwas größer waren.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern aus polykristallinem Borcarbid mit Eigenbindung durch Vorverdichten von Borcarbidpulver mit einem B : C-Atomverhältnis im Bereich von 4,5 bis 3,5 : 1 unter Bildung von Grünkörpern mit einer Dichte von mindestens 50% der theoretischen Dichte von Borcarbid und anschließender druckloser Sinterung bei Temperaturen von mindestens 1900°C in Gegenwart einer Schutzgasatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß als Borcarbidpulver solche mit bimodaler Kornverteilung aus einem Grobkorn- und Feinkornanteil im Mengenverhältnis von 6 : 1 bis 1 : 1 verwendet werden, wobei die maximale Teilchengröße des Grobkornanteils höchstens den 8fachen Wert der minimalen Teilchengröße des Grobkornanteils hat, die maximale Teilchengröße des Feinkornanteils höchstens 10 µm beträgt
   und sich von der minimalen Teilchengröße des Grobkornanteils um mindestens den Faktor 1,5 unterscheidet und
   die mittleren Teilchengrößen vom Grobkorn- und Feinkornanteil sich voneinander um mindestens den Faktor 8 unterscheiden,
   und bei der drucklosen Sinterung Temperaturen von 2150°C nicht überschritten werden.