Способ изготовления изделий из карбида кремния Советский патент 1979 года по МПК C04B35/573 

I

Изобретение касается получения твердых сплавов и изделий из них на основе различных карбидов и может применяться в химическом и нефтяном машиностроении, металлургии, горной химии, ракетостроении, где требуются изделия простой и сложной формы, подвергающиеся в процессе работы химически агрессивным и высокотемпературным воздействиям, а также а азивному износу.

Известен способ изготовления изделий из монолитного поликрнсталлического карбида кремния методом спекания исходного порошка карбида кремния и углеродного материала 1.

Наиболее близким техническим решеннем tc изобретению является способ изготовления йзйеЛИЙ из карбида кремния, который заключается в том, что отформованный в изделие пористый целлюлозный материал пропитывают термореа1етнвной смолой. Затем обугливают в неокислнтельной атмосфере при 600-900 С и силнинрумт окисью или двуокисью кремния при 1200-2200 С i Однако известные, получения изделий из карбида кремния сложны по своей технологий,

н, кроме того, невозможно получать изделия сложной конфигурации.

Цель изобретения - упрощение способа и обеспечения возможности получения изделий сложной формы.

Это достигается за счет того, что в способе изготовления изделий из карбида кремния путем формования заготовки из углеродного материала и термореактивной рмолы и термообработкой с последующим снлишфованием, термообработку заготовки проводят при 300-400°С, а силицирование осуществляют в парах кремния при 21002300°С.

- Сущность метода состоит в следующем. Перемешанную щихту, состоящую из 92-94% субмикропорнстого углерода и 6-8% термореактивной смолы, засыпают в форму до ее заполнения, подвергают механической утряске, после чего спекают при температуре плавлеиия термореактивной смолы с выдержкой от 30 мин до 1 часа в зависимости от массы изделия. Полученную заготовку силицируют в парах кремния при 21002300°С в течение ч в зависимости от объjeMa изделия. Скорость нагрева печи до 40° С в

мин. Силицирование проводят с примененйем инертной среды, в индукционных печах и печах Тзммана, где одновременно находятся заготовка и порошок металлического кремния крупностью до 3 мм..

Примфом конкретного исполнения может служить применение данной технологии для получения опытных образцов сопел плазменных резаков воздушного охлаждения. Смесь порошков состоныдто из 92% субмикропористого углеродиого вещества и 8% зпоксидной смолы, засыпа;ют в пресс-форму до ее з олнения и подвергают утряске. Заполненную пресс-форму помещают в термопечь и нагревают до температуры плавления (300-400°С) эпоксидной смолы, после зтого

пресс-форму вынимают из печи и охлаждают на воздухе. Спеченную заготовку - матрицу извлекают из пресс-форлв, и погружают в графитовый контейнф, где засыпают ПбрбшкбКГмёт ЛЛйчёского кремния крупностью до 3 мм, весовой состав которого в больше веса заготовки - матрицьг. Контейнер помещают в печь Таммана, где нагревают до в инертной среде аргона со скоростью 40° С в мин. Выдержка при достигнутой температуре для данного случая составляет 30 мин После охлаждения из контейнера изШёШШ гбтовое изделие, говеющее строго заданные размеры.

По предложенному способу могут изготавливаться 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 других отраслях народного хозяйства.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий из карбида кремйия путем формования заготовки из углеродного материала и термореактивной смолы и термообработки с последующим силицированием, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и обеспечения возможности получения изделий сложной формы, термообработку заготовки проводят при 300-400° С, а силицирование осуществляют в парах кремния при 2100-2300°С

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 176070, кл. С 04 В 35/56, 1964.

2.Йатейт ФРГ N 2123571, кл. С 04 В 35/56, 1975.