SU1139564A1 - Способ изготовлени изделий из электропроводных нетермостойких порошковых материалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности, к способам изготовлени  изделий из электропроводных порошковых нетермостойки материалов, Известен способ изготовлени  изделий , включающий прессование порошков и последующее спекание или гор чее прессование Л . Недостатками этого способа  вл ют с  мала  экспрессность, необходимост использовани  защитной атмосферы, значительна  энергоемкость процесса а также подверженность к изменению состава соединений, имеющих область гомогенности при длительных высокотемпературных выдержках. Наиболее близким к предлагаемому . вл етс  способ электроимпульсного дрессовани  металлических порошков, включающий помещение порошка в диэлектрическую матрицу между электродами-пуансонами при давлении;О,5 5 т/см и процускание импульса тока плотность,ю 10 длительностью 10 с . Порошок при этом уплотн етс , образу  компактно изделие, Дранный способ не требует защитной атмосферы 2, Однако использование указанных режимов дл  компактировани  порошков нетермостойких материалов (карбиды, нитриды металлов) приводит к по влению микротрещин у плотных образцов, что вызываетс  действием термических напр жений из-за градиента температур , возникающих вследствие быстрого отвода тепла от компактного издели  через пуансоны..Быстрый отвод тепла объ сн етс  высокой теплопроводность метагши-ческих пуансонов. . Цель изобретени  - повышение качбства за счет исключени  микротрещин . Поставленна  цель достигаетс  тем. Что согласно способу изготовлени  изделий из электропроводных нете мостойких порошковых материалов, вкл чающему помещение порошка в диэлектр ческую матрицу между электродами-пу ансонами и электроиг-тульсное прессование , между нетермостойким порошком и электродами-пуансонами дополнитель но помещают электропровод щий порошок , удовлетвор ющий следующим услови м ,35$р -//3„ 3,2, а 2,UAn/7 g 7,2, где Д-р и J - электросопротивление .и теплопроводность электропровод щего порошка; р., и . - электросопротивление и теплоп13оводность нетермостойкого порошка. Добавление демпфирующей засыпки между порошком нетермостойкого материала и пуансонами приводит к тому, что после прохождени  импульса тока через слоеную порошковую засыпку, отвод тепла от полученного издели  из порошка керамического материала осуществл етс  не непосредственно через -металлические пуансоны с высокой теплопроводностью, а через материал демпфирующей засыпки, теплопроводность которого ниже тепдопроводности материала получаемого издели , При этом скорость охлаждени  изготовл нного образца резко уменьшаетс , снижа  тем самым градиент температуры по высоте издели , а следовательно , и величину термических напр жений , -так опасныхдл  нетермостойких материалов, Способ осуществл ют следующим .образом . Нетермостойкий порошок помещают в диэлектрическую матрицу. Между нетермостойким порошком и электродамипуансонами дополнительно помещают электропроводный порошок,, удовлетвор ющий .услови м: 1,) 3,2 и 2, ,2 и пропус,кают импульс тока плотностью lOA/см, длительностью 10 - 105-с при давлении 0,5-5 м/смг. Пример, осуществлени  способа. Электропровод щий порошок TiN засыпают в матрицу с внутренним диаметром 8 мм из неэлектропроводного материала (керамика), Высота засыпки порошка TiN 8мм, С торцов матрицы вставл ют молибденовые электроды, которые подсоединены кимпульсному источнику тока (батарее конденсаторов . Между пуансонами и порошковой засыпкой TiN засыпают порошок NbN, Высота демпфирующей засыпки с каждой стороны составл ет 8 мм. Таким образом , -высота всей слоеной засыпки равн етс  24 мм. Один из пуансоновэлектродов неподвижен, на другой поаетс  давление подпрессовки от внешнего нагружающего устройства, которое равн етс  2,5 т/см и поддержи3 ваетс  во врем  и после прохождени  импульса тока. Конденсаторную батарею зар жают до напр жени  4,1 кВ, чтобы пол.учить амплитуду плотности тока в импульсе 0521«10 А/см. Затем батаре  конденсаторов разр жаетс  через поджатую давлением засыпку порошка., Ползгченное изделие извлекаетс  из матрицы и подвергаетс  механической обработке дл  уда лени  материала демпфирующего сло . В результате получаетс  образец из порошка TiN с плотностью 91% от те ретической без микротрещин. Предлагаемый способ был опробова также дл  получени  плотных изделий из порошков следующих нетермостойки материалс в WC, TiN, CrN, ZrN, ТаС. В качестве материала демпфирующей засыпки используют NbN, TaN, TiC, HfC,.Cr2N. Рёзультаты проведенных исследований по получению изделий и порошков нетермостойких материалов 644 известньгм и предлагаемым способами приведены в таблице. Как видно из таблицы применение демпфирующей засыпки из электропроводного порошка, удовлетвор ющего услови м 1 ,35 pg/Pn 5 3,2, а 2, 7 ,2 (см.табл. ,, поз .4-9) , позвол ет получить бездефектные издели  с плртностью 1 -86-92% от теоретической, тогд как издели , полученные известным способом (см.табл., поз.1-3) или с применение демпфирующей засыпки, не удовлетвор ющей указанным услоВИЯМ (см.табл., поз. 10 и П), имеют плотность менее 86% и микротрещины по всему объему. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет получать бездефектные плотные издели  из порошков HefepMoстойких материалов, таких как тугоплавкие карбиды и нитриды.переходных металлов.

f Изве- ZrN

2стный ТаС

3TiN

ПредZrN

лагаеZrN TiN

мый CrN ТаС NbN 2,45 5,77 0,22 2,5 we Tic 3,2 4,4 0,23 2,5

2,5

80Микротрещины

82по всему 2,5 2,5

83объему изделий

86Трещин по

92объему из91делий не

92обнаружено 90 92

HtC 1,3 1,8 0,19 2,5

ZrC

Cr,N 4,5 1,0 0,22 2,5

Zr N

Продолжение таблиць|

85 Микротрещины

81 по объему изделий

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ 'ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ НЕТЕРМОСТОЙКИХ

   ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий помещение порошка в диэлектрическую матрицу между электродами-пуансонами и электроимпульсное прессование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества за счет ис ключения микротрещин, между нетермостойким порошком, и электродами-пуан сонами дополнительно помещают электропроводящий порошок, удовлетворяющий следующим условиям l,35£/>g/^_n$ 3,2 .fe 2,m_rthg£7,2, гдеpg'HP'g^- электросопротивление и теплопроводность электропроводящего порошка;

   и$_п~ электросопротивление и теплопроводность нетермостойкого по рошка.

   ω cz />П ^И *П где

   1 ;