Способ изготовления изделий из карбида кремния

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«675036 (á1) Дополнительное к авт. свил-ву— (22} Заявлено 06.12.77 (21) 255203 1/29 — 33 с присоединением заявки №(2Ç) Приоритет— (51) М. Кл

С 04 В 35/56

Гевудеретаваний «ем«тат

СССР

«а делам взабретее« и ат«рити«

Опубликовано25,07.79. Бюллетень М«27

Дата опубликования описания25.07.79 (53) УДК 666 798 .2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Рабин, В.В. Андрес, В. С. Саликов и В. И. Касаточкнн

Подмосковный Горнохимический завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КАРБИДА

КРЕМНИЯ

Изобретение касается получения твердых сплавов н изделий из них на основе различных карбидов и может применяться в химическом и нефтяном машиностроении, металлургии, горнон химии, ракетостроении, где требуются изделия простой и сложной формы, подвергавши- 5 еся в процессе работы химически агрессивным и высокотемпературным воздействиям, а также абразивному износу.

Известен способ изготовления изделий из монолитного поликристаллического карбида крем- !О ния методом спекания исходного порошка карбида кремния и углеродного материала (11.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготовления изде- 15 лий из карбида кремния, который заключаетвя в том, что отформованный в изделие пористый целлюлоэный материал пропитывают термореактивной смолой. Затем обутливают в неокислнтельной. атмосфере при 600 — 900 С и силипируют ® окисью или двуокисью кремния при 1200-2200мC (2)

Однако известные,способы получения изделий :из карбида кремния сложны по своей технологии, и, кроме того, невозможно получать изделия сложной конфигурации.

Цель изобретения — упрощение способа и обеспечения возможности получения иэделий сложной формы.

Это достигается за счет того, что в способе изготовления иэделий из карбида кремния путем формования заготовки из углеродного материала и термореактивной смолы и термообработкой с последующим силицированием, термообработку заготовки проводят при 300 — 400 С, а силицирование осуществляют в парах кремния при 2100—

2300 С.

Сущность метода состоит в следующем. Перемешанную шихту, состоящую из 92 — 94% субмикропористого углерода и 6 — 8% термореактивной смолы, засыпают в форму до ее заполнения, подвергают мехаНической утряске, после чего спекают при температуре плавления термореактивной смолы с выдержкой от 30 мнн до 1 часа в зависимости от массы изделия. Полученную заготовку силицируют в парах кремния при 2100—

2300 С в течение 2 — 2,5 ч в зависимости от объема изделия. Скорость нагрева печи до 40 С в

675036

Составитель С. Шахиджанова

Техред 3. Фанта Корректор Н. Стец

Редактор А. Морозова

Тираж 701 Подписное

ЦНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4221/19

Филиал ППП "Harem", p Ужгород, ул. Проектная, 4

3 мин. Силицирование проводят с применением инертной среды в индукционных печах и печах

Таммана, где одновременно находится заготовка и порошок металлического кремния крупностью до 3 мм.

Примером конкретного исполнения может служить применение данной технологии для получения опытньи образцов сопел плазменцых резаков воздушного охлаждения. Смесь порошков, состоящую иэ 92% субмикропористого углерод- 1о ного вещества и 8% эпоксидной смолы, засйпают в пресс-форму до ее заполнения и подвергают утряске. Заполненную пресс-форму помещают в термопечь и нагревают до температуры плавления (300 — 400 С) эпоксидной смолы, после этого пресс-форму вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Спеченную заготовку — матрицу извлекают из пресс-формы и погружают в графитовый контейнер, где засыпают порошком металлического кремния крупностью до 3 мм, весовой состав ко- 2в торого в 3 раза больше веса заготовки — матрицы.

Контейнер помещают в печь Таммана, где нагревают до 2100 С в инертной среде аргона со скоростью 40 С в мин. Выдержка при достигнутой температуре для данного случая составляет 30 мин 25

После охлаждения из контейнера-извЛе1сают готовое изделие, имеющее ciyoro заданные размеры.

Ло предложенному способу могут иэготавлмваться изделия простой и сложной формы, работающие при высокой температуре (до 1500 С), а также в химически агрессивных и абразивных средах, например, сопла плазмотронов воздушного охлаждения, различные стержни многократного использования при литье черных и цветных металлов, футеровка и сопла аппаратов химической и горнохимической промышленности, а также в друтих отраслях народного хозяйства.

Формула изобретения

Способ изготовления изделии из карбида кремния путем формования заготовки из углеродного материала и термореактивной смолы и термообработки с последующим силицированием, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа и обеспечения возможности получения изделий сложной формы, термообработку заготовки проводят при 300 — 400 С, а силицирование осуществляют в нарах кремния при 2100 — 2300 C.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 176070, кл. С 04 В 35/56, 1964.

2, Йатент ФРГ Р 2123571, кл. С 04 В 35/56, 1975.