SU1749285A1 - Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material - Google Patents

Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material Download PDF

Info

Publication number
SU1749285A1
SU1749285A1 SU904812366A SU4812366A SU1749285A1 SU 1749285 A1 SU1749285 A1 SU 1749285A1 SU 904812366 A SU904812366 A SU 904812366A SU 4812366 A SU4812366 A SU 4812366A SU 1749285 A1 SU1749285 A1 SU 1749285A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
boron
carbide
wear resistance
boron carbide
ceramic material
Prior art date
Application number
SU904812366A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Степанович Кислый
Майя Александровна Кузенкова
Юрий Васильевич Бевза
Радостин Констатинов Куцаров
Георгий Великов Георгиев
Марин Спасов Димов
Original Assignee
Институт сверхтвердых материалов АН УССР
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 Институт сверхтвердых материалов АН УССР filed Critical Институт сверхтвердых материалов АН УССР
Priority to SU904812366A priority Critical patent/SU1749285A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1749285A1 publication Critical patent/SU1749285A1/en

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к составу шихты на- основе карбида бора дл  получени  спеченного керамического материала. Сущность изобретени : указанна  шихта, содержаща  бор, дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%: бор 1- 20,карбид молибдена 0,5-10, карбид бора - остальное. Износостойкость материала повышаетс  в 1,5 раза. 1 табл.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to a composition of a boron carbide-based charge for the preparation of a sintered ceramic material. The essence of the invention: the specified mixture containing boron, additionally contains molybdenum carbide in the following ratio, wt.%: Boron 1-20, molybdenum carbide 0.5-10, boron carbide - the rest. The wear resistance of the material increases by 1.5 times. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к керамическим твердым и износостойким материалам, которые могут найти применение е качестве пескоструйных сопел, подшипников, высокотемпературных инденторов, неперетачиваемых пластин и пр.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to ceramic hard and wear-resistant materials, which can be used as sand-jet nozzles, bearings, high-temperature indenters, non-replaceable plates, etc.

Известна шихта дл  получени  материала на основе карбида бора (ВдС), содержаща  в качестве второй фазовой составл ющей карбид вольфрама (WC). 1 Недостатком материала из данной шихты  вл етс  его низка  износостойкость из- за невысокого уровн  механических свойств.A known charge for the preparation of a material based on boron carbide (WDS), containing as the second phase component tungsten carbide (WC). 1 The disadvantage of the material from this mixture is its low wear resistance due to the low level of mechanical properties.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  шихта, содержаща  карбид бора и бор.Closest to the invention is a mixture containing boron carbide and boron.

Недостатком данной шихты  вл етс  ее низка  износостойкость из-за высокой хрупкости (низкой в зкости разрушени ).The disadvantage of this mixture is its low wear resistance due to its high brittleness (low fracture toughness).

Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости за счет увеличени  в зкости.The aim of the invention is to increase wear resistance by increasing viscosity.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что шихта помимо карбида бора и бора дополнительно содержит карбид молибдена при соотношении компонентов, мас.%: Бор1-20The goal is achieved by the fact that in addition to boron carbide and boron, the mixture additionally contains molybdenum carbide at a ratio of components, wt.%: Bor1-20

Карбид молибдена 0,5-10 Карбид бораОстальноеMolybdenum carbide 0,5-10 Boron carbide Else

Керамический материал из данной шихты получают гор чим прессованием при 2000-2250°С, давлении 10-35 МПа в графитовых пресс-формах.Ceramic material from this mixture is obtained by hot pressing at 2000– 2250 ° C and a pressure of 10–35 MPa in graphite molds.

В результате взаимодействи  компонентов шихты в услови х гор чего прессовани  происходит св зывание свободного углерода бором по реакцииAs a result of the interaction of the components of the mixture under hot pressing conditions, free carbon is boron bound by the reaction

4В + С - B/iC4В + С - B / iC

что приводит к увеличению твердости и прочности материала. Протекание реакцииwhich leads to an increase in hardness and strength of the material. Reaction

5В«С + 4Мо2С 4Мо2В5 + 9С приводит к по влению в структуре материала борида молибдена (Mo2Bs) и свободного углерода (С), который полностью или частично св зываетс  введением в шихту бора. Борид молибдена, располага сь по границам зерен, повышает в зкость разрушени  материала и, следовательно, износостойЈ5B “C + 4Mo2C 4Mo2B5 + 9C leads to the appearance of molybdenum boride (Mo2Bs) and free carbon (C) in the structure of the material, which is fully or partially bound by the introduction of boron into the mixture. Boron molybdenum, located at the grain boundaries, increases the viscosity of the destruction of the material and, therefore, wear resistance.

22

ОABOUT

гоgo

0000

с with

кость при содержании в шихте карбида молибдена не менее 0,5%, Взаимное вли ние ЕМС и Мо2Вб приводит к повышению в зкости разрушени , это объ сн етс  возникновением вокруг включений Mo2Bs напр жений, преп тствующих распространению трещин. Увеличение содержани  в шихте В и МоаС более чем на 20 и 10 мас.% соответственно отрицательно сказываетс  на твердости и прочности материала и его износостойкости. Благодар  введению в шихту помимо карбида бора добавок бора и карбида молибдена в предлагаемых количествах , удаетс  получить высокий комплекс механических свойств, т.е. одновременно высокую твердость, прочность, в зкость разрушени  и износостойкость.when the content of molybdenum carbide in the mixture is not less than 0.5%, the mutual influence of EMC and Mo2Bb leads to an increase in fracture toughness, this is explained by the occurrence of stresses around the inclusions of crack propagation around the Mo2Bs inclusions. An increase in the content of B and MoaC in the blend by more than 20 and 10 wt.%, Respectively, adversely affects the hardness and strength of the material and its wear resistance. Due to the addition of boron carbide and molybdenum carbide in addition to boron carbide in the proposed amounts, it is possible to obtain a high complex of mechanical properties, i.e. at the same time, high hardness, strength, fracture toughness and wear resistance.

Пример. Смесь порошков 84 мас.% карбида бора, 10 мас.% бора и 6 мас.% карбида молибдена зернистостью менее 45 мкм, вз тую в количестве 100 г, гранулируют , перетира  через сито с диаметром отверстий 500 мкм и более, засыпают в графитовую пресс-форму и прессуют при 2200°С, давлении 3,0 МПа и времени выдержки 15 мин. Из гор чепрессованных заготовок пористостью менее 2% изготавливают пол.ые цилиндры с внутренним диаметром 8 мм. внешним 25 мм, длиной 50 мм, которые затем подвергают испытани м на микротвердость (твердость по Виккерсу при нагрузке 5 кгс), прочность при изгибе (трехточечный изгиб образцов размерами 3x3x25 при базе испытаний 20 мм), в зкость разрушени  измер ют индентированием пирамидой Виккерса) и на относительную износостойкость при аэ роабразивном износе (измер ют на дробеструйном аппарате 334М с использованием дроби колотой, кварцевого песка с расходом 1500 кг/ч, давлением воздуха на входе 6 МПа, временем испытани  900 ч) по отношению к материалу из шихты, содержащему 90 мас.% карбида бора и 10 мас.% бора.Example. A mixture of powders of 84 wt.% Boron carbide, 10 wt.% Boron and 6 wt.% Molybdenum carbide with a grain size of less than 45 µm, taken in an amount of 100 g, is granulated by grinding through a sieve with a hole diameter of 500 µm or more, poured into a graphite press -form and pressed at 2200 ° C, a pressure of 3.0 MPa and a holding time of 15 minutes. Of hot-pressed blanks with a porosity of less than 2%, complete cylinders with an internal diameter of 8 mm are made. external 25 mm, length 50 mm, which are then subjected to microhardness tests (Vickers hardness at a load of 5 kgf), bending strength (three-point bending of specimens 3x3x25 with a test base of 20 mm), the fracture toughness is measured by indentation of the Vickers pyramid) and relative wear resistance under aero-abrasive wear (measured on a shot-blasting apparatus 334M using shots, quartz sand with a flow rate of 1500 kg / h, inlet air pressure of 6 MPa, test time 900 h) with respect to the material from the charge, s Hold 90 wt.% boron carbide and 10 wt.% of boron.

Свойства полученного материала1 микротвердость 26,5 ГПа; предел прочности при изгибе 440 МПа; в зкость разрушени  4,8 МПа.м ; относительна  износостой- кость 1,6Properties of the material obtained1 microhardness 26.5 GPa; flexural strength 440 MPa; fracture toughness 4.8 MPa.m; Relative wear resistance 1.6

Провод т р д опытов с различным содержанием компонентов за вл емой шихты .Conducted a series of experiments with different content of the components of the claimed mixture.

Результаты опытов приведены в табли- це.The results of the experiments are given in the table.

Анализ таблицы показывает, что износостойкость материала при абразивном износе определ етс  сочетанием величинAnalysis of the table shows that the wear resistance of the material under abrasive wear is determined by a combination of values

макротвердости, предела прочности при изгибе и в зкости разрушени .macrohardness, flexural strength and fracture toughness.

. В опыте 6 количество бора в шихте меньше 1%, поэтому получено низкое значение прочности при изгибе, что отрицательно сказываетс  на износостойкости.. In experiment 6, the amount of boron in the mixture is less than 1%, therefore, a low value of flexural strength was obtained, which negatively affects wear resistance.

В опыте 7 бора и карбида молибдена в шихте меньше, чем необходимо, поэтому низки как прочность при изгибе, так и в зкость разрушени , что влечет за собойIn experiment 7, boron and molybdenum carbide in the charge are less than necessary, therefore both the flexural strength and the fracture toughness are low, which entails

уменьшение износостойкости. В опыте 8 много бора и карбида молибдена, поэтому материал имеет низкую макротвердость и износостойкость.decrease in wear resistance. In experiment 8, a lot of boron and molybdenum carbide, therefore, the material has low macrohardness and wear resistance.

Увеличение износостойкости предлагаемого материала (опыты 1-5) по отношению к прототипу (опыт 9), как видно из данных таблицы, получено благодар  увеличению в зкости разрушени  за счет введени  карбида молибдена,The increase in wear resistance of the proposed material (experiments 1-5) with respect to the prototype (experiment 9), as can be seen from the table, is obtained by increasing the fracture toughness due to the introduction of molybdenum carbide,

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Шихта на основе карбида бора дл  получени  спеченного керамического материала , содержаща  бор, отличающа с  тем, что, с целью повышени  износостойкости материала, она дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бор 1-20Boron carbide-based mixture to obtain a sintered ceramic material containing boron, characterized in that, in order to improve the wear resistance of the material, it additionally contains molybdenum carbide in the following ratio, wt.%: Boron 1-20 Карбид молибдена 0,5-10/0Molybdenum carbide 0,5-10 / 0 Карбид бораОстальноеCarbide boronErest
SU904812366A 1990-04-09 1990-04-09 Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material SU1749285A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904812366A SU1749285A1 (en) 1990-04-09 1990-04-09 Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904812366A SU1749285A1 (en) 1990-04-09 1990-04-09 Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1749285A1 true SU1749285A1 (en) 1992-07-23

Family

ID=21507275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904812366A SU1749285A1 (en) 1990-04-09 1990-04-09 Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1749285A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4005235. кл. 428-36, опублик 1977. 1. Amer. Ceram. Soc., 1979, v.62, № 3-4, p.149-153. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4745091A (en) Novel compositions for oxide ceramics
EP1874972A2 (en) Intermetallic bonded diamond composite composition and methods of forming articles from same
FI81561B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KARBID-BORID-PRODUKTER OCH GENOM DETTA FOERFARANDE FRAMSTAELLT FORMSTYCKE.
US6764974B2 (en) Reaction synthesis of silicon carbide-boron nitride composites
CA2068979A1 (en) Silicon nitride ceramics containing a dispersed pentamolybdenum trisilicide base
Osipov et al. Effect of porosity and grain size on the mechanical properties of hot-pressed boron carbide
JP2523452B2 (en) High strength cubic boron nitride sintered body
US5214010A (en) Alumina-carbon compositions and slidegate plates made therefrom
SU1749285A1 (en) Charge on boron carbide-base for preparation of sintered ceramic material
SE427650B (en) SILICON NITRID POWDER MATERIALS AND WAYS TO MAKE THE SAME
US3313605A (en) Composition including a carbide and a boride and tool made thereof
US5204294A (en) Silicon carbide ceramics containing a dispersed high metal content silicide phase
JP2777017B2 (en) Cubic boron nitride sintered body and method for producing the same
EP0142771A2 (en) Novel compositions for oxide ceramics
CA1193286A (en) Composite ceramic cutting tool and process for making same
SU1669900A1 (en) Charge for manufacturing ceramics based on silicon nitride
SU1678526A1 (en) Charge based on titanium carbide and steel composition for applying sintered coatings
JPH06330220A (en) Cemented carbide
JPS62127454A (en) Wear-resistant composite sintered material
JPH0761867A (en) Ceramic material
RU2016120C1 (en) Powdery composite material
JPH01201067A (en) Wear-resistant composite material
SU1359270A1 (en) Refractory compound
SU1107577A1 (en) Titanium-carbide-containing sintered alloy
CN115679175A (en) Steel bonded hard alloy