SU1668446A1 - Материал дл нанесени покрыти на графитовые пресс-формы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к покрыти м дл  графитовых пресс-форм при гор чем прессовании порошков тугоплавких соединений и металлов. Цель - увеличение срока службы графитовых пресс-форм и повышение плотности покрыти . Предложенный материал на основе нитрида бора также содержит нитрид алюмини  и св зующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрид алюмини  5 - 15

золь этилсиликата 15,4 - 33,4

нитрид бора - остальное. В предложенном материале в составе зол  этилсиликата содержитс  5 - 10% диоксида кремни  от общей массы материала дл  покрыти . Повышение плотности покрыти  приводит к снижению науглероживани  прессуемых изделий, повышению их прочности и выхода годного. Количество циклов прессовани  до разрушени  пресс-форм составл ет 4 - 6 циклов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии, в частности к покры- ти м дл  графитовых пресс-форм при гор чем прессовании порошков тугоплавких соединений и металлов.

Цель изобретени  - увеличение срока службы графитовых пресс-форм и повышение плотности покрыти .

Предлагаемый материал дл  нанесени  покрыти  на графитовые пресс-формы содержит в качестве основы нитрид бора, а также содержит нитрид алюмини  и св зующее , причем в качестве св зующего в предлагаемом материале используют золь этилсиликата при следующем соотношении компонентов в материале, мас.%:

Нитрид алюмини 5-15

Золь этилсиликата15.4-33,4

Нитрид бораОстальное

В предлагаемом материале в составе зол  этилсиликата содержитс  двуокись

кремни  в количестве 5-10% от общей массы материала.

Использование в качестве св зующего зол  этилсиликата способствует уплотнению покрыти  еще при комнатной температуре и адгезии ультрадисперсной двуокиси кремни  в микротрещины и микродефекты поверхности графитовой формы, что увеличивает адгезию предлагаемого покрыти  к графитовой форме. Равномерность распределени  этилсиликатной св зки и конденсационна  полимеризаци  привод т к образованию между частицами нитрида бора и нитрида алюмини  каркаса из полиси- локса новых с в зей 51-0-51., прочность которого значительно выше, чем св зей органического св зующего на основе БФ-2. Каркас из плотно прилегающих друг к другу ультрадисперсных аморфных частиц кремнезема , образовавшихс  в результате деструкции этилсиликатной св зки при

со

С

о о

00

Ј

О

температурах выше 700° С, начинает оплавл тьс  при температурах выше 1400°С и наблюдаетс  частичный переход при температурах выинэ1350°С SiOz в SIO, что способствует взаимодействию SiOa и SiO с нитридом алюмини  с образованием силаона, прочно св зывающего частицы нитрида бора.

Введение в качестве св зки зол  этил- силиката дает возможность исключить нарушение сплошности покрыти  форм при нагреве и гор чем прессовании тугоплавких материалов, а нитрид бора,  вл ющийс  основой покрыти  и выполн ющий роль смазки при прессовании, непрерывно св зан жестким каркасом во всем интервале температур от 20 до 1900° С. Образование плот- наго покрыти  приводит к образованию барьера дл  диффузии углерода о материал и к повышению прочности спрессованного мг.териала, к уменьшению глубины проникновени  многокомпонентною покрыти  (прежде всего, нитрида бора) в прессуемый материал, т.е. к повышению его качества и к практически полному исключению припе- кани  издели  к пресс-форме благодар  отсутствию нарушений сплошности покрыти  и, следовательно, к значительному увеличению срока службы пресс-форм

благодар  тому, ч го основным компонентом покрыти   вл етс  нитрид бора, при охлаждении покрытие легко деформирует- сп, уменьша  нагрузки, раст гивающие пресс-форму. Кроме того, что указывалось выше, в результате хорошей адгезии покрыти  к поверхности графитовой пресс-формы исключаетс  отслаивание покрытий при на- бивке пресс-форм. В то же врем  покрытие легко отдел етс  от пресс-форм вместе с изделием после гор чего прессовани .

Предлагаемое покрытие изготовл ют следующим образом.

Компоненты смешивают и нанос т покрытие только на стенки пресс-форм. Дл  определени  эффективности предлагаемого покрыти  проведена сери  опытов, ре- зультаты которых сведены в таблицу.

Прессовали как заготовки, так и непосредственно набитый в пресс-форму порошок нитрида кремни  с Добавками 5% У20з и 2% АЬОз. Температура прессовани  1500° С, скорость нагрева 12 град/мин, давление ЗОМПа. Каждый состав покрыти  испытывали на п ти пресс-формах.

П р и м е р 1. Готов т золь этилсиликата на основе 15% ЭТС-32, 0,1% модифициру- ющей добавки, 0,18% дистиллированной воды и 0,12% HCI от общей массы состава, добавл ют в него 71,3% нитрида бора и 13,3% нитрида алюмини . Все тщательно

перемешивают до образовани  в зкой массы, которую кисточкой нанос т на стенки пресс-форм.

Аналогично изготовлены другие составы покрытий, которые использованы дл  нанесени  на стенки пресс-форм. Составы покрытий и свойства материала и пресс- форм указаны в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемое покрытие имеет значительные преимущества перед известным.

В прессуемом материале значительно уменьшаетс  содержание углерода, что приводит к увеличению прочностных характеристик материала, т.е. повышаетс  его качество.

Уменьшение толщины науглероженно- го и обогащенного нитридом бора сло  от 0,5 до 0.2 мм позвол ет проводить обработку внешней поверхности изделий на глубину до 0,3 мм, что меньше, чем обычно, на 0.2 мм. Это приводит к уменьшению потерь материала и позвол ет сэкономить алмазный инструмент при обработке прессуемого материала .

Высока  прочность адгезии покрыти  к графитовым формам обеспечивает возможность прессовани  тугоплавких порошков в насыпном виде, так как отсутствует отслаивание покрыти  при набивке форм и засорение прессуемого материала компонентами покрытий. Это позвол ет в некоторых случа х исключить дополнительную операцию холодного прессовани  заготовок изделий без снижени  прочности изделий после гор чего прессовани  и исключить или уменьшить износ форм.

Перечисленными преимуществами покрытие обладает благодар  повышению его плотности и прочности.

Уменьшение веро тности припекани  изделий к пресс-форме приводит к увеличению срока службы графитовых пресс-форм и уменьшению брака при прессовании.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I.Материал дл  нанесени  покрыти  на графитовые пресс-формы на основе нитрида бора, содержащий нитрид алюмини  и св зующее, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  срока службы графитовых пресс-форм и повышени  плотности покрыти , он содержит в качестве св зующего золь этилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.%;

   Нитрид алюмини 5-15

   Золь этилсиликата15,4-33,4

   Нитрид бораОстальное
2. 2. Материал по п. 1,отличающийс  тем, что он содержит этилсиликата 5-10%

   двуокиси кремни  от общей массы материала .

   Состав, Kao.Z:

   БФнитрид бора71,3

   нитрид алюмини 13,3

   золь этнлсиликата15,4

   Состав зол  этилсили- ката:

   ЭТС-3215,0

   ЭТО-40-

   конденсированный -

   модифицирующие

   добавки0,1

   вода дистиллированна  0,18

   сол на  кислота 0,12

   Количество Si02 в материале дл  покрыти , мае.25

   Содержание углеро да в прессуемом материале , мас.2 0,7

   Предел прочности прессованных изделий при изгибе, МПа 780

   Брак изделий, Z 2

   Количество циклов прессовани  до разрушени  пресс- форм (среднее дл  5-7 форм) 4,5

   52,5 15,0 32,5

   30,0

   56,6 10,0 33,4

   29,4

   4,7

   58,3

   38,0

   0,5

   1,7 0,3

   10

   0,3

   790 1

   0,1

   3,6

   0,3

   10 0,3

   730

   1

   2,3

   600

   6

   6,0 6,0

   6,0 2,5