Способ получения порошкового керамико-металлического материала Советский патент 1988 года по МПК C22C29/12 C22C29/00 

00

СП

о

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения керамико-метаплическо- го материала, который может быть использован в инструментальной промышленности и в машиностроении.

Целью изобретения является повышение прочности материала.

Использование в качестве исходного материала смешанных оксидов алю- jfflHHH и железа позволяет получить распределение металлического железа в керамической алюмооксидной матрице на молекулярном уровне, что подтверждено результатами локального рентгеноспектрального анализа Проведение процесса восстановления при температурах ниже 800°С не обеспечивает полного восстановления желе- за что подтверждается магнитными

измерениями и данными химического анализа. Проведение процесса восстановления и компактирования при температурах выше ПОО°С в принципе воз MOJKHOj но нецелесообразно, так как полное восстановление железа достигается в указанном интервале температур При температурах выше 1100°С наблюдается выгорание графитовых и стальных пресс-форм под воздействием водорода, а также деформация стальных пуансонов вследствие прилагаемой к ним нагрузки. Совмещение процессов восстановления и компактирова ния позволяет интенсифицировать процесс соединения частичек порошка вследствие образования свободных химических связей в процессе восстановления Спекание при температурах ниже 1550°С не обеспечивает получения плотного материала. При температурах спекания вьш1е происходит интенсивная рекристаллизация АЦО - матрицы, сопровождаклцаяся ухудшением механических свойств

Способ осуществляют следующим образом

В пресс-форму для горячего прессования помещают исходный порошковый материал, представляииций собой смешанный оксид алюминия и железа. Производят нагрев засыпки до 800-1100 С

25

30

3540

375671,2

в среде инертного газа (аргона) По достижении температуры меньше на 100°С заданной- осуществляют подачу г в камеру, через нижний пуансон, водорода. Продувку водородом проводят в течение заданного времени, после чего осуществляют прессование, не прекращая подачу водорода. После to завершения процесса прессования полученную заготовку охлаждают в среде инертного газа до комнатной температуры, в целях избежания окисления образцов. Затем производят ее 15 спекание при 1550-1700°С, например, в вакуумной печи типа СШВЛ,

В качестве исходного материала используют порошок состава, мас,%:

Al,0j76,42

20 ,58

SiO,0,72

,19

KjO0,044

П.ПеП,17,

являкицийся продуктом азотнокислой переработки нефелина и представляющий собой мономинеральный продукт. Порошок помещают в графитовые или стальные пресс-форьы в количестве 1,5-2 г. Пресс-форму с порошком размещают в муфельной печи горячего прессования, продувают аргоном, и в атмосфере Аг проводят нагрев до 700-1150 С За до заданной температуры прекращают подачу Аг и подают Нг, По достижении заданной температуры производят выдержку и осуществляют прессование под давле нием 6 кг/мм в течение 40 мин, за45

50

в течение тем осуществляют вакуумное спекание при 1500-1750°С Полученные образцы в форме цилиндров 4-7 мм и диаметром 5-8 мм подвергают механическим испытаниям на диаметральное сжатие с целью определения прочности материала Измеряют также их пористость методом гидростатического взвешивания. Проводят химический анализ материалов на содержание общего и металлического Fe, а также рентге- носпектральные исследования распределения железа на приборе leol И-ЗА, Результаты исследований приведены в таблице.

Предлагаемый

1

2

3

4

Известный

3 2 3 1

260 280 270 310

250

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения керамико-металлическо- го материалао С целью повышения прочности материала, преимущественно оксид алюминия - железо, в качестве соединений металлов используют продукт переработки нефелина, который восстанавливают при 800-1100 С водородом, прессуют и спекают при 1550-1700°С. Способ позволяет изготовить керамико-металлический материал прочностью 280-310 МПа при пористости 1-2% 1 табл. с

Проводят также эксперименты по получению керамико-металлическ го материала согласно известному способу.

Согласно приведенным в таблице данным оптимальными температурами

являются Т 1100 С. Т с пек

йоггт с п е

1700 с.

Восст

Предлагаемый способ обеспечивает возможность изготовления керамико- металлического материала, имеющего прочность при растяжении 280-310 МПа, при пористости 1-2%,35

Формула изобретения

Способ получения порошкового -ке- рамико-металхшческого материала, преимущественно оксид алюминия - железо, включагаций восстановление соединений металлов водородом, прессование и спекание, отличающийся тем, что, с целью повьшения прочности материала, в качестве соединений металлов используют продукт переработки нефелина, восстановление проводят при 800-ПОО С, а спекание при 1550-1700°С,