SE454690B - Sett att framstella kroppar av borkarbid - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 454 690 2. genom att som utgångsmaterial vid pressningen användes ett pulver, ur vilket alla korn med en större maximal storlek än R pm, företrädesvis alla korn med en större maximal storlek än 2 Pm, avlägsnats så att pulv- ret inte längre innehåller sådana korn dels genom att pressningen utföres som en isostatisk pressning, vilket visat sig göra det möjligt att använda en överraskande låg temperatur vid sintringen och därmed att undertrycka korntillväxt under sintringen. Detta medför en markant ökad mekanisk håll- fasthet hos den sintrade kroppen. Användning av låg temperatur vid sint- ringen medför också att möjligheterna att kontrollera reaktioner mellan kapslingsmaterial och borkarbid underlättas samt att påfrestningarna på använd utrustning blir mindre.

Pulvret för användning enligt den föreliggande uppfinningen kan bestå av kommersiellt tillgängliga kvaliteter ur vilka som framgår ovan korn med större storlek än U pm, företrädesvis med en större storlek än 2 Pm av- lägsnats, såsom genom siktning eller sedimentation eller siktning och sedimentation, innan den isostatiska pressningen utföres.

Förutom BHC kan i materialet i pulvret ingå från framställningen härrör- ande bor, kol, järn, syre och kisel i konventionella halter. Företrädes- vis tillsättes inget sintringshjälpmedel men det är i och för sig möj- ligt att använda sintringshjälpmedel, såsom bor eller kisel.

Pulvret förformas företrädesvis till en förformad kropp. Detta kan ske genom lössintring, dvs genom att i ett formrum ifyllt pulver sintras i vakuum eller skyddsgas så att en sammanhängande kropp bildas men utan att nämnvärd förtätning äger rum. Det kan också ske genom att pulvret underkastas en isostatisk kompaktering, t ex anordnat i en tillsluten kapsel av eftergivligt material, såsom en plastkapsel. Kompakteringen kan med fördel utföras utan användning av bindemedel vid rumstemperatur eller annan temperatur som väsentligt understiger temperaturen vid sam- manpressningen i samband med sintringen. Produkten kan därefter ges önskad form medelst maskinbearbetning. man kan för förformningen bland annat också använda konventionell teknik för framställning av keramiskt gods. Härvid blandas vanligen pulvret före formningen med ett temporärt bindemedel, t ex metylcellulosa, cellulosanitrat, ett akrylatbindemedel, ett vax eller en blandning av vaxer. Bindemedlet drives av efter för- formningen genom upphettning så att den förformade pulverkroppen i allt väsentligt blir fri från bindemedel. 454 690 Pulvret eller den av pulvret förformade produkten inneslutes, innan den underkastas isostatisk pressníng vid sintrinzstemperatur. i en kapsel, företrädesvis av ett glas, såsom ett glas med hög smälttemperatur, t ex Vycor-glas eller kvartsglas. I stället för glas kan annat kapselmaterial, som är eftergivligt vid sintringstemperaturen, såsom molybden eller tan- tal, användas.

Den isostatiska pressníngen utföres företrädesvis vid en temperatur av 1600-1800 °C. Trycket uppgår företrädesvis till minst 100 MPa, lämpligen till 100-H00 MPa.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexem- pel.

Exempel 1 Ett finkornigt borkarbidpulver med en specifik yta av 9,1 m2/g (mätt enligt BET-metoden) har en kornstorlek hos huvuddelen av kornen av 1-3/um.

Dess kemiska analys är 77 % B, 21,5 % C, < 0.1 % Fe, 0,25 % 0 och 300 ppm Si. Med % avses här och i fortsättningen av ansökningen viktprocent.

Detta pulver dispergeras i ammoniaklösning som efter pulvertillsatsen har pH 10 till en suspension med ett volyminnehåll av borkarbid av 3 volym- procent. Efter sedimentation i 8 timmar erhålles ett sediment«innehâll- ande alla korn som är större än 3/um i det använda kärlets botten och en mjölkig suspension däröver. Suspensionen avskiljes och överföres i ett annat kärl där den surgöres med salpetersyra. Därvid flockuleras borkarbid- kornen och sjunker till kärlets botten. Efter avskiljning av vattenfrak- tionen indunstas den sedimenterade borkarbiden. Den innehåller borkarbid med en maximal kornstorlek av 3/um.

Pulvret placeras 1 en kapsel av polyvinylklorid med en form som är lik- formig med, och större än, den form som det färdiga, sintrade föremålet skall ha samt underkastas isostatisk kompaktering vid 300 MPa vid rums- temperatur. Den därvid erhållna förformade kroppen har en densitet av 55 procent av teoretisk densitet.

Den förformade kroppen underkastas inkapslad i en evakuerad glaskapsel en isostatisk pressning vid 1700 OC och 200 MPa under 1 timma. Densite- 10 15 20 454 690 ten hos den därvid erhållna produkten är 2.51 5/cmfi. Vid tillverkning av en motsvarande produkt av samma borkarbidpulver från vilket inza större korn avskiljts är densiteten också 2,51 g/cmß. Hâllfastheten (böjhåll- fasthet) bestämd med 3-punktsböjprovmetoden på provstavar, 3 x 3 x H0 mm, som skurits ut ur produkter framställda av pulvret från vilket större korn avskiljts, uppgår till 71k MPa (Weibul-modul 8,3) och på likadana provstavar utskurna ur produkter av pulvret från vilket inga korn av- skiljts till 523 MPa (Weibul-modul 6,3).

Exempel 2 Sintrade kroppar av borkarbid tillverkas av samma pulver som i Exempel 1 och på samma sätt som i Exempel 1 med den skillnaden att sedimentationen av grövre partiklar i det första kärlet försiggâr under Uš timmar. Det tillvaratagna och senare isostatiskt pressade pulvret innehåller därvid endast korn med en maximal kornstorlek av U/um. Hållfastheten bestämd på utskurna provstavar ur produkter framställda av pulvret från vilket större korn avskiljts är omkring 25 % högre än hos likadana provstavar utskurna ur pulvret från vilket inga korn avskiljts.

Exempel 3 Sintrade kroppar av borkarbid tillverkas av samma pulver som i Exempel 1 och på samma sätt som i Exempel I med den skillnaden att sedimentationen av grövre partiklar i det första kärlet försiggår under 18 timmar. Det tillvaratagna och senare isostatiskt pressade pulvret innehåller därvid endast korn med en maximal kornstorlek av 2/um. Hållfastheten bestämd på utskurna provstavar ur produkter framställda av pulvret från vilket större korn avskiljts är omkring 50 % högre än för likadana provstavar utskurna ur pulvret från vilket inga korn avskiljts.

Claims (5)

5 ___ 454 690 PATENTKRAV

1. Sätt att framställa kroppar av borkarbid genom sammanpressning av ett pulver av borkarbid eller av en av pulvret förformad produkt vid en för sintring av pulvret erforderlig temperatur, k ä n n e t e c k n a t där- av, att ur ett pulver av borkarbid avlägsnas alla korn med en större maxi- mal kornstorlek än H Pm, innan pulvret användes för framställning av krop- par genom isostatisk pressning vid ett tryck av minst 50 MPa och vid en temperatur, som är högre än 1500 °C men lägre än 2000 °C.'

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att alla korn med en större maximal kornstorlek än 2 pm avlägsnas ur pulvret, innan det användes vid framställningen av kropparna.

3. Sätt enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att avlägsnandet av större korn utföres genom att pulvret suspenderas i en vätska, i vilken de större kornen bringas att sedimentera.

4. Sätt enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t där- av, att den isostatiska pressningen utföres vid ett tryck av 100-H00 MPa.

5. Sätt enligt något av patentkraven 1-U, k ä n n e t e c k n a t därav, att den isostatiska pressningen utföres vid en temperatur av 1600-1800 °c.