RU2443659C1 - Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride - Google Patents

Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride Download PDF

Info

Publication number
RU2443659C1
RU2443659C1 RU2010124344/03A RU2010124344A RU2443659C1 RU 2443659 C1 RU2443659 C1 RU 2443659C1 RU 2010124344/03 A RU2010124344/03 A RU 2010124344/03A RU 2010124344 A RU2010124344 A RU 2010124344A RU 2443659 C1 RU2443659 C1 RU 2443659C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon nitride
hot pressing
ceramic material
mixture
balls
Prior art date
Application number
RU2010124344/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010124344A (en
Inventor
Валентина Павловна Белова (RU)
Валентина Павловна Белова
Игорь Евгеньевич Вичканский (RU)
Игорь Евгеньевич Вичканский
Анатолий Иванович Рачковский (RU)
Анатолий Иванович Рачковский
Георгий Юрьевич Сморчков (RU)
Георгий Юрьевич Сморчков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом"
Priority to RU2010124344/03A priority Critical patent/RU2443659C1/en
Publication of RU2010124344A publication Critical patent/RU2010124344A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2443659C1 publication Critical patent/RU2443659C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: manufacturing method of items from material on the basis of silicon nitride consists in preparation of the charge by mixing silicon nitride with additives at least of magnesium oxide and yttrium oxide, together with mechanical activation, addition to the charge of organic plasticising agent and formation of workpieces for hot pressing. Hot pressing is performed at temperature of 1600-1700°C, pressing pressure of 25-35 MPa, and exposure during 10-20 minutes. Mechanical activation is performed in planetary centrifugal mill at centrifugal acceleration 10-20 g during 10-20 minutes and ratio of the mass of balls to mass of mixture of 6:1 to 12:1; at that, balls and drum of planetary mill are made from ceramic material.
EFFECT: obtaining ceramic material with homogeneous fine-grain structure at shortening the time of the process cycle and reducing the hot pressing temperature.
3 cl, 2 ex, 4 dwg

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления керамических конструкционных деталей, например при изготовлении деталей двигателей и роторов с высокой скоростью вращения, при производстве и модернизации центрифуг, газотурбинных двигателей, пресс-форм для отливки термостойких стекол, сепараторов подшипников и т.д.The invention relates to powder metallurgy and can be used for the manufacture of ceramic structural parts, for example, in the manufacture of engine parts and rotors with high rotation speed, in the production and modernization of centrifuges, gas turbine engines, molds for casting heat-resistant glasses, bearing cages, etc. .

Известен патент RU 2010783, С04В 35/58, опубл. 15.04.94., Б.И. №7 «Шихта для изготовления керамического материала», содержащая нитрид бора 10-60 мас.% и оксид иттрия, вводимый в шихту в составе ультрадисперсной плазмохимической порошковой композиции (нитрид кремния - оксид иттрия) 40-90 мас.%, при этом оксид иттрия 12-18 мас.%, нитрид кремния 82-88 мас.%. Смешивание и измельчение исходных компонентов проводят в шаровой мельнице в течение 100 ч. Смесь протирают через сито 063, измеряют насыпную массу, отвешивают необходимое количество и проводят предварительное прессование в металлической пресс-форме. Полученный брикет подвергается горячему прессованию в графитовой пресс-форме при 1700°С в течение 2 ч. Готовый керамический материал имеет низкую твердость 60-65 HRc и недостаточную механическую прочность 55-60 кгс/мм2, что ограничивает его применение в высоконагруженных узлах трения.Known patent RU 2010783, С04В 35/58, publ. 04/15/94., B.I. No. 7 "The mixture for the manufacture of ceramic material" containing boron nitride 10-60 wt.% And yttrium oxide introduced into the mixture as part of an ultrafine plasma-chemical powder composition (silicon nitride - yttrium oxide) 40-90 wt.%, While yttrium oxide 12-18 wt.%, Silicon nitride 82-88 wt.%. Mixing and grinding of the starting components is carried out in a ball mill for 100 hours. The mixture is wiped through a 063 sieve, the bulk density is measured, the required amount is weighed and preliminary pressing is carried out in a metal mold. The resulting briquette is hot pressed in a graphite mold at 1700 ° C for 2 hours. The finished ceramic material has a low hardness of 60-65 HRc and insufficient mechanical strength of 55-60 kgf / mm 2 , which limits its use in highly loaded friction units.

Известен также способ изготовления высокопрочного материала на основе нитрида кремния с добавками до 10% MgO и до 10% Y2O3, применяемый для изготовления режущего инструмента (патент США №4652276, B24D 3/02, опубл. 24.03.87). Готовят шихту смешиванием компонентов в шаровой вращающейся мельнице в течение 12 часов с шарами из «твердого сплава» WC-Co. Полученную смесь помещают в графитовые пресс-формы и подвергают горячему прессованию при температуре 1750°С, давлении прессования 31,6 МПа и выдержке в течение 60 мин. Плотность готовых деталей составила 3,23 г/см2.There is also a known method of manufacturing a high-strength material based on silicon nitride with additives up to 10% MgO and up to 10% Y 2 O 3 , used for the manufacture of cutting tools (US patent No. 4652276, B24D 3/02, publ. 24.03.87). The mixture is prepared by mixing the components in a rotary ball mill for 12 hours with WC-Co hard alloy balls. The resulting mixture was placed in graphite molds and subjected to hot pressing at a temperature of 1750 ° C, a compression pressure of 31.6 MPa and holding for 60 minutes. The density of the finished parts was 3.23 g / cm 2 .

Недостатки способа состоят в длительности процесса приготовления шихты, высокой температуре горячего прессования и продолжительной выдержке при этой температуре.The disadvantages of the method are the length of the process of preparing the mixture, the high temperature of hot pressing and prolonged exposure at this temperature.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления изделий из керамического материала на основе нитрида кремния, включающий подготовку шихты, состоящей из нитрида кремния и добавок (оксида магния, оксида алюминия и др.), путем совместного помола в шаровой мельнице, введение органического пластификатора, формование, спекание и горячее прессование при температуре 1650-1800°С (патент ЕР 1967503, С04В 35/593, опубл. 10.09.2008).The closest in technical essence is a method of manufacturing products from a ceramic material based on silicon nitride, including the preparation of a mixture consisting of silicon nitride and additives (magnesium oxide, aluminum oxide, etc.), by joint grinding in a ball mill, the introduction of an organic plasticizer, molding , sintering and hot pressing at a temperature of 1650-1800 ° C (patent EP 1967503, СВВ 35/593, publ. 09/10/2008).

Недостатками способа являются его длительность из-за продолжительности приготовления шихты и проведения спекания и горячего прессования последовательно, в две стадии, что к тому же увеличивает энергозатраты. Кроме того, применение промышленных порошков без их существенного измельчения не позволяет получать однородную микроструктуру керамики, структурные неоднородности на поверхности трения вызывают ускоренное разрушение контртела.The disadvantages of the method are its duration due to the duration of the preparation of the mixture and the sintering and hot pressing in series, in two stages, which also increases energy consumption. In addition, the use of industrial powders without significant grinding does not allow obtaining a homogeneous microstructure of ceramics, structural inhomogeneities on the friction surface cause accelerated destruction of the counterbody.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества изделий за счет формирования однородной мелкозернистой микроструктуры при уменьшении времени технологического цикла и снижении температуры горячего прессования.The objective of the invention is to improve the quality of products due to the formation of a homogeneous fine-grained microstructure while reducing the time of the technological cycle and lowering the temperature of hot pressing.

При использовании настоящего изобретения достигается следующий технический результат:When using the present invention, the following technical result is achieved:

- плотность изделий 3,10-3,22 г/см3 - the density of the products 3.10-3.22 g / cm 3

- коэффициент трения в паре со сталью У9А (HRc=64) составляет ≤0,01- the coefficient of friction paired with steel U9A (HRc = 64) is ≤0.01

- износ после 8500 часов непрерывной работы 1·10-2 мкм/км- wear after 8500 hours of continuous operation 1 · 10 -2 microns / km

- микротвердость материала 20-26 ГПа- microhardness of the material 20-26 GPa

- предел прочности при сжатии σсж=1000-1080 МПа- compressive strength σ = SJ 1000-1080 MPa

- предел прочности при изгибе σизгиб=700-770 МПа- ultimate strength in bending σ bending = 700-770 MPa

- повышение производительности труда за счет уменьшения времени технологического цикла.- increasing labor productivity by reducing the time of the technological cycle.

Для решения указанной задачи и достижения технического результата в способе изготовления горячим прессованием изделий из керамического материала на основе нитрида кремния, заключающемся в подготовке шихты путем перемешивания нитрида кремния с добавками оксидов металлов, по меньшей мере, оксида магния и оксида иттрия, введении органического пластификатора, формовании заготовок, спекании в процессе горячего прессования,To solve this problem and achieve a technical result in a method of manufacturing hot-pressed articles of ceramic material based on silicon nitride, which consists in preparing the mixture by mixing silicon nitride with additives of metal oxides, at least magnesium oxide and yttrium oxide, the introduction of an organic plasticizer, molding blanks, sintering during hot pressing,

согласно изобретению перемешивание исходных компонентов осуществляют совместно с механоактивацией при центробежном ускорении 10-20g в течение 10-20 мин, а горячее прессование ведут в одну стадию при температуре 1600-1700°С, давлении прессования 25-35 МПа, выдержке в течение 10-20 мин. Механоактивацию проводят в планетарной центробежной мельнице при соотношении массы шаров к массе смеси от 6:1 до 12:1, а шары и барабан планетарной мельницы выполнены из керамического материала.according to the invention, the mixing of the starting components is carried out together with mechanical activation under centrifugal acceleration of 10-20g for 10-20 minutes, and hot pressing is carried out in one stage at a temperature of 1600-1700 ° C, pressing pressure of 25-35 MPa, holding for 10-20 min Mechanical activation is carried out in a planetary centrifugal mill with a ratio of the mass of the balls to the mass of the mixture from 6: 1 to 12: 1, and the balls and the drum of the planetary mill are made of ceramic material.

Преимуществом предлагаемого способа является то, что при применении механоактивации при совместном измельчении и перемешивании исходных компонентов удается получить активную ультрамелкодисперсную шихту. При этом уменьшается размер порошковых частиц, частицы приобретают внутреннюю ультрадисперсную структуру, в кристаллической решетке материала накапливается большая внутренняя энергия в виде дислокационных образований, вакансий, дефектов упаковки и т.п. Компоненты порошковых смесей равномерно распределяются в микрообъемах на уровне порошковых частиц. Данный прием позволил снизить температуру горячего прессования (по сравнению с прототипом) на 50-150°С и уменьшить время выдержки в 3-6 раз за счет накопления в ходе механоактивации внутренней энергии в обрабатываемом порошке. Проведение горячего прессования в одну стадию позволяет сократить длительность процесса и уменьшить энергозатраты. Кроме того, применение механоактивации позволило получить керамику с однородной мелкозернистой структурой, что положительно сказалось на эксплуатационных характеристиках готовых изделий из керамики.The advantage of the proposed method is that when applying mechanical activation by co-grinding and mixing the starting components, it is possible to obtain an active ultrafine mixture. In this case, the size of the powder particles decreases, the particles acquire an internal ultrafine structure, a large internal energy is accumulated in the crystal lattice of the material in the form of dislocation formations, vacancies, packing defects, etc. The components of powder mixtures are evenly distributed in microvolumes at the level of powder particles. This technique allowed to reduce the temperature of hot pressing (compared with the prototype) by 50-150 ° C and reduce the exposure time by 3-6 times due to the accumulation during the mechanical activation of internal energy in the processed powder. Conducting hot pressing in one stage can reduce the duration of the process and reduce energy consumption. In addition, the use of mechanical activation made it possible to obtain ceramics with a homogeneous fine-grained structure, which had a positive effect on the operational characteristics of finished ceramics.

Операция предварительного компактирования (формование заготовок для горячего прессования) позволяет уменьшить усадку при горячем прессовании, в результате чего уменьшились габариты пресс-форм, повысилось качество изготовления деталей, увеличился ресурс деталей графитовых пресс-форм.The preliminary compacting operation (forming blanks for hot pressing) allows to reduce shrinkage during hot pressing, as a result of which the dimensions of the molds have decreased, the quality of manufacturing of parts has increased, and the service life of parts of graphite molds has increased.

В зависимости от состава шихты и технологических свойств применяемых порошков подбираются режимы механоактивации в планетарной центробежной мельнице: центробежное ускорение (от 10g до 20g), время обработки (от 10 до 20 мин) и шаровую нагрузку (отношение массы шаров к массе порошковой смеси от 6:1 до 12:1).Depending on the composition of the charge and the technological properties of the powders used, the modes of mechanical activation in a planetary centrifugal mill are selected: centrifugal acceleration (from 10g to 20g), processing time (from 10 to 20 min) and ball load (the ratio of the mass of balls to the mass of the powder mixture is from 6: 1 to 12: 1).

На фиг.1 изображена микроструктура материала на основе нитрида кремния с добавками оксида магния, оксида иттрия и оксида алюминия, ×1000.Figure 1 shows the microstructure of a material based on silicon nitride with the addition of magnesium oxide, yttrium oxide and alumina, × 1000.

На фиг.2 изображена микроструктура материала на основе нитрида кремния с добавками оксида магния и оксида иттрия, ×1000.Figure 2 shows the microstructure of a material based on silicon nitride with the addition of magnesium oxide and yttrium oxide, × 1000.

На фиг.3 представлена схема испытаний подпятников из материла на основе нитрида кремния,Figure 3 presents the test scheme of the thrust bearings of a material based on silicon nitride,

где 1 - подпятник из материала на основе нитрида кремния, изготовленный заявляемым способом;where 1 is a thrust bearing made of a silicon nitride-based material made by the claimed method;

2 - обойма из алюминиевого сплава;2 - clip of aluminum alloy;

3 - масло вакуумное ВМ-12;3 - vacuum oil VM-12;

4 - контртело (игла) из стали У9А HRc=64.4 - counterbody (needle) made of steel U9A HRc = 64.

Испытания проводились в вакууме.The tests were carried out in a vacuum.

На фиг.4 приведен общий вид готовых подпятников.Figure 4 shows a General view of the finished thrust bearings.

Предлагаемый способ изготовления изделий из керамического материала на основе нитрида кремния реализован следующим образом.The proposed method of manufacturing products from a ceramic material based on silicon nitride is implemented as follows.

Перемешивание исходных компонентов и одновременное измельчение частиц осуществляют путем механоактивации в планетарной центробежной мельнице при центробежном ускорении 10-20 g в течение времени от 10 мин до 20 мин в зависимости от состава шихты. Барабан и шары выполнены из керамического материала, отношение массы шаров к массе смеси составляет от 6:1 до 12:1. Затем производится предварительное компактирование порошковой шихты путем введения органического пластификатора и последующего уплотнения, например, прессованием или прокаткой. Полученные заготовки помещаются в графитовые пресс-формы и подвергаются горячему прессованию в среде азота или в вакууме с остаточным давлением 1-10 Па при температуре 1600-1700°С, давлении прессования от 25 МПа до 35 МПа с изотермической выдержкой в течение 10-20 мин.Mixing of the starting components and simultaneous grinding of particles is carried out by mechanical activation in a planetary centrifugal mill with centrifugal acceleration of 10-20 g for a time from 10 minutes to 20 minutes, depending on the composition of the charge. The drum and balls are made of ceramic material, the ratio of the mass of balls to the mass of the mixture is from 6: 1 to 12: 1. Then a preliminary compaction of the powder mixture is carried out by introducing an organic plasticizer and subsequent compaction, for example, by pressing or rolling. The resulting blanks are placed in graphite molds and are hot pressed in nitrogen or in vacuum with a residual pressure of 1-10 Pa at a temperature of 1600-1700 ° C, a pressing pressure of 25 MPa to 35 MPa with isothermal exposure for 10-20 minutes .

Заявляемым способом были изготовлены подпятники из материалов на основе нитрида кремния. Для приготовления шихты применяли порошкообразный нитрид кремния по ТУ 6-09-03-312-77; порошкообразный оксид магния ГОСТ 4526-75; порошкообразный оксид иттрия марки Ит0-И по ТУ 48-4-524-90 чистотой 99,995%; оксид алюминия (глинозем) марки Г-00 по ГОСТ 6912-87.The inventive method were made glides of materials based on silicon nitride. To prepare the mixture, powdered silicon nitride was used in accordance with TU 6-09-03-312-77; powdered magnesium oxide GOST 4526-75; powdered yttrium oxide of the It0-I brand according to TU 48-4-524-90 with a purity of 99.995%; aluminum oxide (alumina) grade G-00 according to GOST 6912-87.

Пример 1Example 1

Для изготовления керамического подпятника готовили шихту (мас.%):For the manufacture of ceramic thrust bearing prepared the mixture (wt.%):

нитрид кремнияsilicon nitride 9090 оксид магнияmagnesium oxide 55 оксид иттрияyttrium oxide 4,54,5 оксид алюминияaluminium oxide 0,50.5

Шихту готовили в планетарной центробежной мельнице в барабане из керамики на основе оксида алюминия. Для совместного измельчения, перемешивания и механоактивации использовали шары из керамики типа «Сиалон» диаметром 10 мм при соотношении масс «шары:смесь» = 8:1. Механоактивацию вели при центробежном ускорении 17g в течение 20 мин. В полученную шихту добавляли органический пластификатор (полиизобутилен П-20С в виде 20% раствора в бензине) и осуществляли предварительное компактирование способом прокатки с последующей вырезкой заготовок для горячего прессования. Заготовки подпятников подвергали горячему прессованию при температуре 1700°С, удельном давлении прессования 30 МПа и выдержке в течение 15 мин.The mixture was prepared in a planetary centrifugal mill in a drum made of ceramic based on aluminum oxide. For joint grinding, mixing, and mechanical activation, Sialon type ceramic balls with a diameter of 10 mm were used with a mass ratio of balls: mixture = 8: 1. Mechanical activation was carried out at a centrifugal acceleration of 17 g for 20 min. An organic plasticizer (polyisobutylene P-20C in the form of a 20% solution in gasoline) was added to the resulting mixture and preliminary compacting was carried out by rolling, followed by cutting blanks for hot pressing. The blanks of the thrust bearings were hot pressed at a temperature of 1700 ° С, a specific pressing pressure of 30 MPa, and holding for 15 min.

Пример 2Example 2

Аналогично примеру 1 была приготовлена шихта следующего состава:Analogously to example 1, a mixture of the following composition was prepared:

нитрид кремнияsilicon nitride 9090 оксид магнияmagnesium oxide 55 оксид иттрияyttrium oxide 55

Механоактивацию вели при центробежном ускорении 20g в течение 20 мин при соотношении масс «шары:смесь» = 10:1. Заготовки подпятников подвергали горячему прессованию при температуре 1660°С, удельном давлении прессования 35 МПа и выдержке в течение 20 мин.Mechanical activation was carried out at a centrifugal acceleration of 20 g for 20 min with a mass ratio of "balls: mixture" = 10: 1. The blanks of the thrust bearings were hot pressed at a temperature of 1660 ° C, a specific pressing pressure of 35 MPa, and holding for 20 min.

Изготовленные подпятники (фиг.4) имели среднюю плотность 3,10-3,17 г/см3.The manufactured glides (FIG. 4) had an average density of 3.10-3.17 g / cm 3 .

Микроструктурные исследования изготовленных подпятников проводили на шлифах, приготовленных по общепринятой методике в плоскости верхней торцевой поверхности подпятника, фотографирование и анализ изображения проводили при помощи микроскопа «Axiovert 200Mat».Microstructural studies of the manufactured thrust bearings were performed on thin sections prepared according to the generally accepted technique in the plane of the upper end surface of the thrust bearing; photographing and image analysis were carried out using an Axiovert 200Mat microscope.

На фиг.1 представлена микроструктура подпятника из материала состава (мас.%): нитрид кремния 90, оксид магния 5, оксид иттрия 4,5, оксид алюминия - 0,5, при увеличении ×500 крат. Микротвердость материала, определенная при нагрузке 200 г, составила 1790-1950 кг/мм2.Figure 1 shows the microstructure of the thrust bearing of the composition material (wt.%): Silicon nitride 90, magnesium oxide 5, yttrium oxide 4.5, aluminum oxide 0.5, with magnification × 500 times. The microhardness of the material, determined at a load of 200 g, amounted to 1790-1950 kg / mm 2 .

На фиг.2 представлена микроструктура подпятника из материала состава (мас.%): нитрид кремния 90, оксид магния 5, оксид иттрия 5, при увеличении ×1000 крат. Микротвердость материала, определенная при нагрузке 100 г, составила 2420-2460 кг/мм2.Figure 2 presents the microstructure of the thrust bearing from the material composition (wt.%): Silicon nitride 90, magnesium oxide 5, yttrium oxide 5, with an increase of × 1000 times. The microhardness of the material, determined at a load of 100 g, amounted to 2420-2460 kg / mm 2 .

Микроструктура обоих материалов плотная, состоит из мелкодисперсных зерен со средним размером зерна фазы на основе нитрида кремния менее 1 мкм. В материалах выявляются отдельные поры: в материале на фиг.1 размер и количество пор больше, чем в материале на фиг.2.The microstructure of both materials is dense, consists of fine grains with an average grain size of the phase based on silicon nitride less than 1 μm. Separate pores are detected in the materials: in the material in Fig. 1, the size and number of pores is larger than in the material in Fig. 2.

Подпятники испытывали в паре с контртелом (иглой) из инструментальной стали У9А, закаленной до твердости HRc=64 при осевой нагрузке от 0,7 кгс до 1,2 кгс, скорости вращения 100 тыс.об/мин (фиг.3). Испытания в течение 8500 ч непрерывной работы показали износ материала подпятника порядка 1·10-2 мкм/км при коэффициенте трения kтр. не более 0,01.The thrust bearings were paired with a counterbody (needle) made of U9A tool steel, hardened to a hardness of HRc = 64 with an axial load of 0.7 kgf to 1.2 kgf, and a rotation speed of 100 thousand rpm (Fig. 3). Tests for 8500 hours of continuous operation showed wear of the thrust bearing material of the order of 1 · 10 -2 μm / km with a friction coefficient of k tr. no more than 0.01.

Изделия, полученные заявляемым способом, обладают следующими характеристиками:Products obtained by the claimed method have the following characteristics:

- плотность изделий 3,10-3,22 г/см3 - the density of the products 3.10-3.22 g / cm 3

- микротвердость материала 2000-2600 кг/мм2 - microhardness of the material 2000-2600 kg / mm 2

- предел прочности при сжатии σсж=1000-1080 МПа- compressive strength σ = SJ 1000-1080 MPa

- предел прочности при изгибе σизгиб=700-770 МПа- ultimate strength in bending σ bending = 700-770 MPa

Следует отметить, что полученные изделия отличаются однородной микроструктурой, полученной за счет перемешивания с одновременной механоактивацией. Значительно сокращено время технологического процесса получения изделия (в 3-6 раз по сравнению с прототипом при одинаковых исходных компонентах шихты). Температура горячего прессования составила 1660-1700°С.It should be noted that the resulting products are characterized by a homogeneous microstructure obtained by mixing with simultaneous mechanical activation. Significantly reduced the time of the technological process of obtaining the product (3-6 times compared with the prototype with the same initial components of the charge). The hot pressing temperature was 1660-1700 ° C.

Claims (3)

1. Способ изготовления горячим прессованием изделий из керамического материала на основе нитрида кремния, заключающийся в подготовке шихты путем перемешивания нитрида кремния с добавками оксидов металлов, по меньшей мере, оксида магния и оксида иттрия, введении органического пластификатора, формовании заготовок и спекании в процессе горячего прессования,
отличающийся тем, что перемешивание исходных компонентов осуществляют совместно с механоактивацией при центробежном ускорении 10-20 g в течение 10-20 мин, а горячее прессование ведут в одну стадию при температуре 1600-1700°С, давлении прессования 25-35 МПа, выдержке в течение 10-20 мин.
1. A method of manufacturing hot-pressed articles of ceramic material based on silicon nitride, which consists in preparing the mixture by mixing silicon nitride with the addition of metal oxides, at least magnesium oxide and yttrium oxide, the introduction of an organic plasticizer, the molding of blanks and sintering during hot pressing ,
characterized in that the mixing of the starting components is carried out together with mechanical activation during centrifugal acceleration of 10-20 g for 10-20 minutes, and hot pressing is carried out in one stage at a temperature of 1600-1700 ° C, pressing pressure of 25-35 MPa, holding for 10-20 minutes
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что механоактивацию проводят в планетарной центробежной мельнице при соотношении массы шаров к массе смеси от 6:1 до 12:1.2. The method according to claim 1, characterized in that the mechanical activation is carried out in a planetary centrifugal mill with a ratio of the mass of balls to the mass of the mixture from 6: 1 to 12: 1. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что шары и барабан планетарной мельницы выполнены из керамического материала. 3. The method according to claim 2, characterized in that the balls and drum of the planetary mill are made of ceramic material.
RU2010124344/03A 2010-06-15 2010-06-15 Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride RU2443659C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124344/03A RU2443659C1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124344/03A RU2443659C1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010124344A RU2010124344A (en) 2011-12-20
RU2443659C1 true RU2443659C1 (en) 2012-02-27

Family

ID=45403956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124344/03A RU2443659C1 (en) 2010-06-15 2010-06-15 Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2443659C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540674C2 (en) * 2013-02-27 2015-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Реализация инженерно-технических целей порошковой металлургии" Method of making articles from silicon nitride
RU2610744C1 (en) * 2015-12-22 2017-02-15 Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") Silicon nitride based charge and method for production of articles thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4652276A (en) * 1986-03-10 1987-03-24 Gte Valeron Corporation High toughness silicon nitride cutting tools
EP0374957A1 (en) * 1988-12-23 1990-06-27 Nkk Corporation Method of producing silicon nitride sintered body
SU1669900A1 (en) * 1989-07-31 1991-08-15 Институт проблем материаловедения АН УССР Charge for manufacturing ceramics based on silicon nitride
US7029613B2 (en) * 2003-01-21 2006-04-18 The Regents Of The University Of California Method of forming silicon carbide and silicon nitride composite
RU2008145313A (en) * 2008-11-19 2010-05-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный у NON-SHADOW CONSTRUCTION CERAMIC MATERIAL FOR POWER PLANTS AND METHOD FOR PRODUCING IT

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4652276A (en) * 1986-03-10 1987-03-24 Gte Valeron Corporation High toughness silicon nitride cutting tools
EP0374957A1 (en) * 1988-12-23 1990-06-27 Nkk Corporation Method of producing silicon nitride sintered body
SU1669900A1 (en) * 1989-07-31 1991-08-15 Институт проблем материаловедения АН УССР Charge for manufacturing ceramics based on silicon nitride
US7029613B2 (en) * 2003-01-21 2006-04-18 The Regents Of The University Of California Method of forming silicon carbide and silicon nitride composite
RU2008145313A (en) * 2008-11-19 2010-05-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный у NON-SHADOW CONSTRUCTION CERAMIC MATERIAL FOR POWER PLANTS AND METHOD FOR PRODUCING IT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕР 1967503 a1, 10.09.2008. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540674C2 (en) * 2013-02-27 2015-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Реализация инженерно-технических целей порошковой металлургии" Method of making articles from silicon nitride
RU2610744C1 (en) * 2015-12-22 2017-02-15 Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") Silicon nitride based charge and method for production of articles thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010124344A (en) 2011-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Purohit et al. Fabrication of Al-SiCp composites through powder metallurgy process and testing of properties
JP4795588B2 (en) Wear resistant parts made of silicon nitride
JP2010510162A (en) Metal and metal oxide granules
JP2014139130A (en) Abrasion resistant member and abrasion resistant device using the same
JP5268750B2 (en) Impact resistant member and manufacturing method thereof
EP2354110B1 (en) Method for producing sintered cubic boron nitride compact
RU2443659C1 (en) Manufacturing method of items from ceramic material by hot pressing based on silicon nitride
JP6037217B2 (en) Method for producing silicon nitride sintered body
JP6037218B2 (en) Silicon nitride sintered body and sliding member using the same
TWI311507B (en) Iron-based powder
JP2000337386A (en) Ceramic rolling element raw material, its manufacture and rolling element using it
JP2000256066A (en) Silicon nitride-base sintered compact, its production and wear resistant member using same
RU2432378C2 (en) Composition of coating for protection of hard alloy items from carbonisation at sintering
RU2285582C1 (en) Antifriction copper-base powder materials production method
CN111363963B (en) Double-layer structure hard alloy with surface layer rich in cubic phase and preparation method thereof
JP2008273829A (en) Method of manufacturing wear-resistant member made of silicon nitride
PL234766B1 (en) Method for producing composite elements with metallic phase gradient
JP2003300780A (en) Wear resistant member made of silicon nitride and production method therefor
CN115502406B (en) Preparation method of high-entropy alloy self-lubricating composite material
RU2734682C1 (en) Method of making silicon nitride ceramic with calcium aluminate sintering additive with low melting
Румянцева et al. Influence of reinforcement by the whiskers of Si3N4 and Mg2B2O5 on the properties of cBN-based composites
JP4651330B2 (en) Method for producing ceramic sintered body and ceramic sintered body
EP4219427A1 (en) Process for producing ceramic composite materials for ballistic purposes based on b4c, tib2 and b4c/tib2
JPH10331857A (en) Ceramic rolling element and manufacture thereof
Sano et al. Comparison of slip cast to hot pressed boron carbide

Legal Events

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

Effective date: 20120616