Способ изготовления высокопрочной керамики

(51) 5 С ЗОБ ТЕН ПИСАНИ ТОРСКОМУ СВ ЕЛЬ ТВУ(54) СПОСОБ ИЗГО ПРОЧНОЙ КЕРАМИ (57) Использование мента для обработ изобретения: смеши с добавкой оксида лия и обжигают в по сть повышается до ТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОКИизготовление инструи металлов, Сущность вают диоксид циркония железа, формуют издеоке кислорода. Прочно МПа. 1 табл,овательский институт мецветной ме.И.Заболот 1985,СССР РеО выходитпри дальней- начинается ГОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4802 (22) 14.0 (46) 15.0 (71) Все и проек таллурги таллурги (72) С.Ю нови Н (56) Зая М 60-42Авто М 16363 011/333.909.92. Бюл,%34оюэный научно-исслтно-конструкторскической теплотехники и огнеупоров.Плинер, В,Г.ПейчевВ,Кучервенкока Японии276, кл, С 04 В 35/4рское свидетельство98, кл. С 04 В 35/48 Изобретение относится к керамики на основе тетрагонального диоксида циркония и может быть использовано при изготовлении инструмента для обработки металлов /волок, плавающих оправок, резцов и т.д./.Известен высокопрочный керамический материал на основе тетрагонального диоксида циркония, содержащий 2,0 - 4,0 мас.% и 0,005 - 7,0 мас.% Ре 20 з и способ его изготовления,Способ включает формование изделий и их горячее прессование в вакуумной печи. Горячее прессование в вакуумной печи проводят с целью придания керамике черного цвета.Недостатком этого способа является недостаточно высокая прочность керамики /1000 МПа/, Это объясняется тем, что при горячем прессовании в вакуумной печи Р 20 з восстанавливается до РеО.При температуре 1200 Сиз твердого раствора с Ег 02 ишем повышении температурь его испарение с поверхности керамики, Это (Яприводит к разупорядочению микроструктуры, потере части стабилизирующей добавки, которой является Ре 20 з, входящий втвердый раствор с 2 г 02, что вызывает снижение прочности материала,Наиболее близким по технической сущности является высокопрочный материал наоснове Ег 02 с добавкой оксидов У 20 з, Еа 20 з СЬи Ре 20 з и способ его изготовления, включа-ающий формование изделий и их обжиг на своздухе в силитовой печи. Недостатком этого способа является недостаточно высокаяпрочность керамики, Это объясняется тем,что даже при спекании на воздухе происходит восстановление некоторой части Ре 20 з1 ффи РеО, В результате испарения с поверхности керамики РеО, начинается диффузияэтого оксида из внутренней части изделийнаружу /в сторону меньшей концентрацииРеО/, Этот процесс вызывает разупорядочение микроструктуры керамики и понижает ее прочность / ст изг. = 1320 МПа/;1761722 Предел прочности при изгибе после обжига в сил итовой печи в потоке кислорода, МПа Фазовый состав ке Предел прочности при изгибе осле обжи а в силитовой печи,МПа кубическая,моноклинтетраго- нальная ная 20 260 1380 Целью изобретения является повышение прочности и упорядоченности микроструктуры керамики,Указанная цель достигается тем, что изделия после формования подвергаютспеканию в потоке кислорода, Спекание в атмосфере О предотвращает восстановление ЕегОз в ЕеО, в результате чего исключается возможность испарения оксида железа из керамических изделий, сохраняется их упорядоченная микроструктура и повышается механическая прочность.Преимущества предлагаемого способа изготовления высокопрочной керамики на основе диоксида циркония с добавкой оксида железа по сравнению с прототипом объясняются тем, что при обжиге в потоке кислорода не происходит потери стабилизирующей добавки из-за испарения ЕеО, В результате чего все частицы Ег 02 остаются после охлаждения в метастабильной тетрагональной модификации, При приложении внешней нагрузки эти частицы превращаются в моноклинные с увеличением объема на 3 - 4и поглощением энергии трещины, Благодаря тетрагонально-моноклинному превращению повышается прочность керамики на основе частично стабилизированного диоксида циркония, У прототипа испарения ЕеО приводит к частичной потере стабилизирующей добавки и вызывает самопроизвольное превращение некоторых тетрагональных частиц в моноклинные при охлаждении, что вызывает снижение прочности керамики,Керамику, содержащую 97 мас.ЕгОг, 1,5 мас. У 20 з, 1,5 мас, Ее 20 з готовят совместным осаждением аммиаком из водных растворов хлоридов соответствующихметаллов. Осадки фильтруют сушат и прокаливают при температуре 750 С, После чего5 прокаленный порошок измельчают в шаровой мельнице мокрого помола с железнымишарами при соотношении материал:шары;вода 1:2:1 в течение 60 часов. Молотыйматериал отмывают от железа соляной кис 10 лотой с последующей декантацией дистиллированной водой. Из полученнойсуспензии плотностью 2,4 - 2,5 г/см шлизкерным литьем в гипсовые формы формуютобразцы. Образцы обжигают в вакуумной15 печи, в силитовой печи в потоке кислородапри температуре 1300 С, Обожженные образцы шлифуют алмазным инструментом доразмеров 5 х 5 х 50 мм, Прочность при трехточечном изгибе определяют по ГОСТ 5458 -20 75, Кроме того, при помощи дифрактометраДРОНопределяли фазовый состав поверхности образцов керамики, Данные измерений приведены в таблице,Свойства образцов керамики на основе25 Лг 02 с добавкой Ее 20 зИспользование изобретения позволитпродлить срок службы керамического инструмента,Формула изобретения30 Способ изготовления высокопрочнойкерамики на основе диоксида циркония сдобавкой оксида железа (Ее 20 з), включающий формование изделий и их обжиг, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения35 прочности и упорядочения микроструктурыкерамики, обжиг изделий ведут в потокекислорода.