Материал для нанесения покрытия на графитовые пресс-формы

Материал для нанесения покрытия на графитовые пресс-формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к покрытиям для графитовых пресс-форм при горячем прессовании порошков тугоплавких соединений и металлов. Цель - увеличение срока службы графитовых пресс-форм и повышение плотности покрытия. Предложенный материал на основе нитрида бора также содержит нитрид алюминия и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрид алюминия 5 - 15

золь этилсиликата 15,4 - 33,4

нитрид бора - остальное. В предложенном материале в составе золя этилсиликата содержится 5 - 10% диоксида кремния от общей массы материала для покрытия. Повышение плотности покрытия приводит к снижению науглероживания прессуемых изделий, повышению их прочности и выхода годного. Количество циклов прессования до разрушения пресс-форм составляет 4 - 6 циклов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1668446 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4402375/02 (22) 04.04.88 (46) 07,08.91.Бюл. N. 29 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Г.Д.Семченко. Ю.Г.Гогоци, Л,Н.Криворучко, В.П.Ярошенко, И.Ю.Шутеева и

О.Н.Григорьев (53) 669.0.18.95: 621.762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1268288,,кл. В 22. F 3/14, 1985. (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ГРАФИТОВЫЕ ПРЕСС-ФОРМЫ (57) Изобретение относится к покрытиям для графитовых пресс-форм при горячем прессовании порошков тугоплавких соединений и металлов. Цель — увеличение срока

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к покрытиям для графитовых пресс-форм при горячем прессовании порошков тугоплавких соединений и металлов.

Цель изобретения — увеличение срока службы графитовых пресс-форм и повышение плотности покрытия.

Предлагаемый материал для нанесения покрытия на графитовые пресс-формы содержит в качестве основы нитрид бора, а также содержит нитрид алюминия и связующее, причем в качестве связующего в предлагаемом материале используют золь этилсиликата при следующем соотношении компонентов в материале, мас. :

Нитрид алюминия 5-15

Золь этилсиликата 15.4-33,4

Нитрид бора Остальное

В предлагаемом материале в составе золя этилсиликата содержится двуокись (st)s С 22 С 29/16, В 22 Г 3/14 службы графитовых пресс-форм и повышение плотности покрытия. Предложенный материал на основе нитрида бора также содержит нитрид алюминия и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.,/.: нитрид алюминия 5-15; золь этилсиликата 15,4-33,4; нитрид бора — остальное.

В предложенном материале в составе золя этилсиликата содержится 5 — 10 Д диоксида кремния от общей массы материала для покрытия, Повышение плотности покрытия приводит к снижению науглероживания прессуемых изделий, к повышению их прочности и выхода годного. Количество циклов прессования до разрушения пресс-форм составляет.4 — 6 циклов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. кремния в количестве 5 — 10 от общей массы материала.

Использование в качестве связующего золя этилсиликата способствует уплотнению покрытия еще при комнатной температуре и адгезии ультрадисперсной двуокиси кремния в микротрещины и микродефекты поверхности графитовой формы, что увеличивает адгезию предлагаемого покрытия к графитовой форме. Равномерность распределения этилсиликатной связки и конденсационная полимеризация приводят к образованию между частицами нитрида бора и нитрида алюминия каркаса из полисилоксановых связей-Si-О-Si=.,ïðo÷íoñòü которого значительно выше, чем связей органического связующего на основе БФ-2.

Каркас из плотно прилегающих друг к другу ультрадисперсных аморфных частиц кремнезема. образовавшихся в результате деструкции этилсиликатной связки при температурах выше 700 С, начинает сплавляться притемпературах выше 1400ОС и наблюдается час ичный переход при температурах выше13КРС

SiOz s SiO, что способствует взаимодействию SiO2 и

Si0 с нитридом алюминия с образованием силаона, прочно связывающего частицы нитрида бора.

Введение в качестве связки золя этилсиликата дает возможность исключить нарушение сплошности покрытия форм при нагреве и горячем прессовании тугоплавких материалов, а нитрид бора, являющийся основой покрытия и выполняющий роль смазки при прессовании, непрерывно связан жестким каркасом so всем интервале температур от 20 до 1900 С. Образование плотного покрытия приводит K образованию барьера для диффузии углерода в материал и к повышению прочности спрессованного материала, к уменьшению глубины проникновения многокомпанентного покрытия (прежде всего, нитрида бора) в прессуемый материал, т.е. к повышению его качества и к практически полному исключению припекания изделия к пресс-форме благодаря отсутствию нарушений сплошности покрытия и, следовательно, к значительному увеличению срока службы пресс-форм.

Благодаря тому, что основным компонентом покрытия является нитрид бора, при охлаждении покрытие легко деформируется, уменьшая нагрузки, растягивающие пресс-форму, Кроме того, что указывалось выше, в результате хорошей адгеэии покрытия к поверхности грэфитовой пресс-Формы исключается отслаивание покрытий при набивке пресс-форм. В то же время покрытие легко отделяется от пресс-форм вместе с изделием после горячего прессования.

Предлагаемое покрытие изготовляют следующим образом.

Компоненты смешивают и наносят покрытие только на стенки пресс-форм. Для определения эффективности предлагаемого покрытия проведена серия опытов, результаты которых сведены в таблицу.

Прессовали как заготовки, так и непосредственно набитый в пресс-форму порошок нитрида кремния с добавками 5 j> У20з и 2; . А!20з, Температура прессования 1500

С, скорость нагрева 12 град/мин, давление

30 МПа. Каждый состав покрытия испытывалии на пяти пресс-формах, Пример 1. Готовят эоль зтилсиликата на основе 15 ь ЭТС-32, 0,1% модифицирующей добавки, 0,18ф, дистиллированной воды и 0,12 НС! от общей массы состава, добавляют в него 71,37,, нитрида бора и

13 3 нитрида алюминия. Все тщательно перемешивают до образования вязкой массы, которую кисточкой наносят на стенки пресс-форм.

Аналогично изготовлены другие соста5 вы покрытий, которые использованы для нанесения на стенки пресс-форм, Составы покрытий и свойства материала и прессформ указаны в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемое по10 крытие имеет значительные преимущества перед известным.

В прессуемом материале значительно уменьшается содержание углерода, что приводит к увеличению прочностных характе15 ристик материала, т.е. повышается его качество.

Уменьшение толщины науглероженного и обогащенного нитридом бора слоя от

0,5 до 0,2 мм позволяет проводить обработ20 ку внешней поверхности иэделий на глубину до 0,3 мм, что меньше, чем обычно, на 0,2 мм. Это приводит к уменьшению потерь материала и позволяет сэкономить алмазный инструмент при обработке прессуемого ма25 териапа.

Высокая прочность адгезии покрытия к графитовым формам обеспечивает возможность прессования тугоплавких порошков в насыпном виде, так как отсутствует отслаи30 вание покрытия при набивке форм и засорение прессуемого материала компонентами покрытий. Это позволяет в некоторых случаях исключить дополнительную операцию холодного прессования заготовок иэделий без

35 снижения прочности изделий после горячего прессования и исключить или уменьшить износ форм.

Перечисленными преимуществами покрытие обладает благодаря повышению его

40 плотности и прочности, Уменьшение вероятности припекания изделий к пресс-форме приводит к увеличению срока службы графитовых пресс-форм и уменьшению брака при прессовании, 45

Формула изобретения 1, Материал для нанесения покрытия на грэфитовые пресс-формы на основе нитри50 да бора, содержащий нитрид алюминия и связующее, о тл и ч а ю щи и с я тем. что, . с целью увеличения срока службы графитовых пресс-форм и повышения плотности по. крытия; он содержит в качестве связующего

55 золь зтилсиликата при следующем соотношении компонентов, мас.,ь;

Нитрид алюминия 5 — 15

Золь зтилсиликата 15,4 — 33,4

Нитрид бора Остальное

1668446

2. Материал по п.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что он содержит зтилсиликата 5-10$ двуокиси кремния от общей массы материала.

Состав, мас,й:

4,7

ВФ

71,З

52,5

67,0

9,8 нитрид бора ннтрид алюминия 13,3 воль этилсиликата 15,4

15,0

32,5

23,2

Состав воля этилсипи» ката:

ЭТС-32

ЭТС-40

15 0

29,4.30,0

16,45 конденсированный

20,0 модифицирующие добавки

0,5

0,1

1,2

0,1

0,9 вода дистнллированпая

0,18

4 1

3,6

0,3

2,0

1,7

0,25

0,12

0,3

0,3 соляная кислота

10 0

0,7

0974

0,3

0,3 2i3

0,3

Предел прочности прессованных иэделий при иэгибе, ИПа

800 . 790

1 1

780 600

1 6

780

760

Брак иэделий, Х

4,5

4,0

6,0

6,0

6,0

2 5

Составитель E. Хромушина Техред M.Mîðãeíòàë КоРРектор О.Кравцова

Редактор Е.Папп

Заказ 2628 Тираж 380 ПодписНое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Количество Si0 в материале для покрытия, мас.2

Содернанне углерода в прессуемом материале, мас,X

Количество циклов прессования до разрушения прессформ (среднее для 5-7 форм) 7З,0

5,0

22,0

56,6 58,3 !

0,0 38,0

33,4