SE413400B - Sett att framstella ett foremal av kiselnitrid genom isostatisk pressning av en av kiselnitridpulver forformad kropp med ett gasformigt tryckmedium i ett tryckkerl vid en for sintring av kiselnitriden erforderlig ... - Google Patents

Description

7so9c7s¿o .V1o.

A25 55 något processteg före tillslutniragen, måste givetvis .vid pressningen ha tillräckligt hög hållfasthet eller viskositet för att inte själv tränga in i pulverlcroppens porer. Om man som hölje väljer en förformad kapsel av glas, som då måste vara av högsmältande typ för att ej rinna bort eller tñnga in i pnlverlcroppen vid den höga sintringstemperaturen, kan man inte förhindra att glaset då det mjuknar anssmlas i fickor och andra inskjutande partier i det färdigsintrade föremålet vid dess avsvalning på grund av olik- het i vämeutvidgningskoefficient hos kiselnitrid och glas. Metoden lämpar sig därför endast för framställning av föremål med mycket enkel form. Han kan, i synnerhet om det gäller framställning av föremål med komplicerad form, lata höljet bildas på. platsen genom att doppa den för-formade pulverkroppen i en uppslamning av partiklar av högsmältande glas eller på. annat sätt omge boppen med ett skikt av partiklar av sådant glas och sedan värma pulver- kroppen under vakuum vid sådan temperatur att partiklarna bildar ett tätt hölje omln-ing den. Den sistnämnda Ietcden medger applicering av ett hölje som kan göras tunt och som ansluter sig till pulverkroppsns fom så. att man kan ninnkn tendensen m1 nnnmingnn nv gm pa an: :enugninmae fann- målet och dlrmed reducera de nackdelar som är förknippade med detta. Det är ock!! känt att används tvlsakikt av glespartiklar omkring pulverlnoppen, var- i vid det innersta skiktet är av högsmältanle glas och det yttersta av lig- smëltande glas.

Efter den isostatiska pressningen av pulverkroppen måste glashöljet avlägs- nas från kroppen. Homalt sker detta genom blästring. Vid blästring kan det vara. svårt att undvika att sår uppträder på. kiselnitridlcroppens ytor. Skador till följd av glashöljets närvaro kan också. som nämnts ovan uppträda vid av- svalningen av_ kiselmitridkroppen från sintringstemperattlren. Enligt den före- liggande uppfinningen har det visat sig möjligt att helt avlägsna glashöljet eller att kraftigt reducera mängden kvarvarande glas på den pressade kroppen före dess avsvalning och därigenom undvika de ovan nämnda nackdelarna. Enligt uppfinningen åstadkommas detta genom att glashöljet medan glaset är plastiskt fombart blåses upp omkring kroppen genom utnyttjande av partialtrycket hos vid dissociation av kiselnitrid bildad kvävgas.

Den föreliggande uppfinningen avser ett sätt att framställa ett föremål av kiselnitrid genom isostatisk pressning av en av kiselnitridpulver förformad kropp med ett gasformigt tryckmedium i ett tryckkärl vid en för sintring av kiselnitriden erforderlig temperatur, varvid den förformade kroppen är inne- sluten i ett hölje av glas, känneteolcnat därav, att tryck och temperatur i tryckkärlet efter slutförd pressning inställes så. att trycket i tryckfirlet 10 15 25 7809075-0 3 'understiger kvävg-aspartialtrycket för kiselnitrid vid en temperatur då. glaset är plastiskt formbazrt, varigenom glashöljet blåsee upp omkring kroppen och kroppen befrias från eller lätt kan befrias från glashöljet.

Trycket vid sintringen av den förformade kiselrnitridkroppen är beroende av 'om kiselnitriden försatts med sintring-sbefrämjande tillsats, såsom magne- siumoxid, eller ej. Om ingen sådan tillsats användes bör trycket uppgå till minst 100 MPa, företrädesvis till 200-300 lIPa. Vid användning av sintrings- befrämjande tillsats kan ett lägre tryck användas, dock lämplig-en minst 20 xæn. sintringnn av ann fan-famnen mpptn utföres via nfnnt 16oo°c, före- trädesvis via 16oo-19oo°c.

Som tryckmedirm föredragna ädelgaser såsom argon och helium eller kvävgas.

EölJet av glas kan bestl av en förformsd kapsel sv glas eller kan bildas på. platsen genom att ett eller flera skikt av glaspartiklar anordnas på. kroppen och bring-as att bilda ett tätt hölje omkring den vid uppvärmning.

Kvävgaspartialtrycket över kiselnitrid uppgår till 0,1 HPs. vid omIn-ing 19oo°c, tfn o,o1 mn via omkring 175o°c enn tfn o,oo1 m» vm anning e 155o°c. enligt uppfinningen bnfngnn nunnan trycket 1 trycxnsnlet efter utförd sintring av kiselnitridkroppen att antaga ett värde nnderstigande något av de exemplifierade värdena om kiselnitridlcroppen bringats antaga någon av de resp exemplifierade temperaturerna.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utförings- exempel under lünvisning till bifogade ritning, i vilken figuren visar en för-formad kropp sv kiselnitrid, som Ir omgiven av ett poröst skikt av hög-svältande glas, som före den isostatiska. pressningen överföres i ett för ant aan-via ànvänan trynknnafet ngnnnntnängngt name.

Kiselnitridpulver med en pulverkornstorlek understigande 7 /um och inne- hållande omkring 0,5 viktsprocent fri kisel och omkring 0,1 viktsprocent magnesiumoxid placeras i en kapsel av plast, t e: mjukgjord polyvinylklorid, eller av gummi, med ungefär samma fom som den förformade pulverlcroppen som skall framställas, varefter kapseln tillslutes och placeras i en pressanord- ning, t ex i den i fig 1 och 2 i det svenska patentet 7414102-9 visade an- ordningen. Pulvret underkastas en kompalctering vid 600 liPa. under en tid av 5 minuter. Efter avslutad kompaktering avlägsnas kapseln och maskinbearbetas den el. framställda förformade pulverlcroppen till önskad fom.

Claims (1)

1. 5 25 7809075-o Den förformade boppen, som är beteck-nad 10 i figuren, är cylindrisk med skivfomade flänsar 11. Den överdrages med ett poröst skikt 12 genom att den doppas i en vattenuppslamning av pulver av ett glas bestående av 96,7 viktsprocent S102, 2,9 viktsprocent 3203 och 0,4 viktsprocent 51203 samt torkas därefter. Den så. behandlade förfonnade pulverlcroppen placeras därefter i en hög-trycks- ugn som är försedd med en ledning genom vilken gas kan avledas för avgas- ning av pulverkmppen samt gas kan tilledas för alstring av erforderligt tryck för den isostatiska pressningen och som är försedd med uppvärmnings- anordningar. En sådan högtrycksugzi är 'beskriven t e: i det tidigare nämnda svenska patentet 7414102-9, och visad i dess fig 4. Den förforxnade pulverkroppen med anbringat poröst skikt avgasas först i högtrycksugien vid rumstemperatur under ungefär 2 timmar. Därefter fylles ugnen med kvävgas av atmosfärstryck samt höjas ugnens temperatur till 1200°C med bibehållet tryck, vilket kan taga ungefär 2 timar. Temperaturen höjas aärefter eueeeeein unaer loppet ev 3 :mer man 12oo°c :in 165o°c under samtidig successiv inledning av kvävgas till ett tryck av 0,7 liPa, varvid trycket utanför den förformade kroppens skikt 12 nela tiden hållas vid minst det tryck som råder i kvarvarande gas i den förformsde kroppens porer. När temperaturen nått 1650°C har ett för kvävgasen ogenomträngligt hölje bildats av skiktet 12. Därefter tillföras ytterligare kvävgas, eller argon eller helium till en trycknivå som ger ett tryck av 250 MPa i tryckmediet vid den elumge. emumgetempereturen. Temperaturen nöjes seem m1 175o°c, een kiselnitriden sintras vid denna temperatur och det angivna trycket under 0,5-6 timar. Därefter sänkes trycket till 0,001 MPa och temperaturen sänkas un 16oo°c, sve tryeket 1 tryenfärlet kemer ef: unaeretige kvävepmiel- trycket innanför glashöljet, som omger kiselnitridlmoppen. Glashöljet komer därvid att blåsas upp och boppen blir fri eller tillnämelsevis fri från glas. Eventuellt kvarvarande glas kan avlägsnas genom blästring. PLTENTKRAV Sätt att framställa ett föremål av kiselnitrid genom isostatisk pressning av en av kieelnitridmzlver förformad kropp med ett gasfonnigt tryclcmedim i ett tryckkärl vid en för sintring av kiselnitriden erforderlig temperatur, varvid den förformade boppen är innesluten i ett hölje av glas, k ä n n e t e c k - n a t därav, att tryck och temperatur i tryckkärlet efter slutförd pressning 7809075-0 inställes så att trycket i tzcyckkärlet unàerstiger kvävgaspartialtrycket för kiselnitrià vid. en temperatur då. glaset är plastiskt formbart, var- igenom glaahöljet blåses upp omm-ing kroppen och kroppen befrias från eller lätt kan befrias från glashöljet.