Шихта на основе карбида бора для получения спеченного керамического материала

22 Г 1(00,С 2 35 56 ИЯМНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ(71) Институт сверхтвердых материалов АН.УССР.кл, 428-36, опублик,1977.1. Авег. Сегаа. Зос., 1979, ч.62, В 3-4,р.149 - 153.(54) ШИХТА НА ОСНОВЕ КАРБИДА БОРАДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к керамическим твердым и износостойким материалам,.которые могут найти применение в качестве пескоструйных сопел, подшипников,. высокотемпературных. инденторов, неперетачиваемых пластин и пр.Известна шихта для получения материала на основе карбида бора (В 4 С), содержащая в качестве второй фазовой составляющей карбид вольфрама 0/ЧС),Недостатком материала из,данной шихты является его низкая износостойкость изза невысокого уровня механическйх свойств.Наиболее близкой к изобретению является шихта, содержащая карбид бора и бор,Недостатком данной шихты является ее низкая износостойкость из-эа высокой хрупкости (низкой вязкости разрушения).Целью изобретения является повышение иэносостойкости за счет увеличения вязкости,Поставленная цель достигается тем, что шихта помимокарбида бора и бора допол(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к со-: ставу шихты на:основе карбида бора для получения спеченного керамического материала-. Сущность изобретения: указанная йикта, содержащая бор, дополнительно содержит карбид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.; бор 1- 20, карбид молибдена 0,5 - 10, карбид , бора - остальное, Износостойкость материала повышается в 1,5 раза. 1 табл.е нительно содержит карбид. молибдена при соотношении компонентов, мас,:.Бор. 1-20Карбид молибдена 0,5-10Карбид бора ОстальноеКерамический материал из данной шихты получают горячим прессованием при 2000 - 2250 С, давлении 10 - 35 МПа в графи товых пресс-формах, ФфВ результате взаимодействия компо- О нентов шихты в условиях горячего прессова- Я ния происходит связывание свободногоуглерода бором по реакции (у4 В+ С - В 4 Счто приводит к увеличению твердостй и прочности материала. Протекание реакции5 В 4 С + 4 Мо 2 С 4 Мо 2 В 5+ 9 Сприводит к появлению вструктуре материала борида молибдейа (Мо 2 В 5) и свободного углерода (С), который полностью или частично связываетсявведением в шихту бора.Борид молибдена, располагаясь пограницам зерен. повышает вязкость разрушения материала и, следовательно, ианосостойкость при содержании в шихте карбида молибдена не менее 0,5 О, Взаимное влияние В 4 С и МогВ 5 приводит к повышению вязкости разрушения, это объясняется возникновенйем вокруг включений МогВ 5 напряжений, препятствующих распространению трещин. Увеличение содержания в шихте В и МогС более чем на 20 и 10 мас.ф 4 соответственно отрицательно сказывается на твердости и прочности материала и его износостойкости. Благодаря введению в шихту помимо карбида бора добавок бора и карбида молибдена в предлагаемых количествах, удается получить высокий комплекс механических свойств, т.е. одновременно высокую твердость, прочность, вязкость разрушения и износостойкость,П р и м е р. Смесь порошков 84 мас. карбида бора, 10 мас.ф бора и 6 мас,Д карбида молибдена зернистостью менее 45 мкм, взятую в.количестве 100 г, грайулируют, перетирая через сито с диаметром отверстий 500 мкм и более, засыпают,в графитовую пресс-форму и прессуют при 2200 С, давлении 3,0 МПа и времени выдержки 15 мин, Из горячепрессованных заготовок пористостью менее 2 ь изготавливают полые цилиндры с внутренним диаметром 8 мм, внешним 25 мм, длиной 50 мм, которые затем подвергают испытаниям на микротвердость (твердость по Виккерсу при нагрузке 5 кгс), прочность при изгибе (трехточечный изгиб образцов размерами ЗхЗх 25 при базе испытаний 20 мм), вязкость разрушения (измеряют индентированием пйрамидой Виккерса) и на относительную износостойкость при аэроабразивном износе (измеряют на дробеструйном аппарате 334 М с использованием дроби колотой, кварцевого песка с расходом 1500 кг/ч, давлением воздуха на входе 6 МПа, временем испытания 900 ч) по отношению к материалу из шихты, содержащему 90 мас.карбида бора и 10 мас. 6 бора.. Свойства полученного материала; микротвердость 26,5 ГПа; предел прочностипри изгибе 440 МПа; вязкость разрушения4,8 МПа,м ; относительная иэносостой 1/г,5 кость 1,6,Проводят ряд опытов с различным содержанием компонентов заявляемой шихты.Результаты опытов приведены в табли 10 це.Анализ таблицы пОказывает, что износостойкость материала при абразивном износе определяется сочетанием величинмакротвердости, предела прочности при изгибе и вязкости разрушения.В опыте 6 количество бора в шихтеменьше 1 О, поэтому получено низкое зна-.чение прочности при изгибе, что отрица 20 тельно сказывается на износостойкости,В опыте 7 бора и карбида молибдена вшихте меньше, чем необходимо, поэтомунизки как прочность при изгибе, так и вязкость разрушения, что влечет за собойуменьшение износостойкости. В опыте 8много бора и карбида молибдена, поэтому.материал имеет низкую макротвердость иизносостойкость.Увеличение износостойкости предлага 30 емого материала (опыты 1-5) по отношениюк прототипу (опыт 9), как видно из данныхтаблицы, получено благодаря увеличениювязкости разрушения за счет введения карбида молибдена,Формула изобретенияШихта на основе карбида бора для получения спеченного керамического материала, содержащая бор, о т л и ч э ю щ а я с ятем; что, с целью повышения износостойко 40 сти материала, она дополнительно содержит карбид молибдена при следующемсоотношении компонентов,.мас. Я,:Бор120Карбид молибдена 0,5-1 0,6Карбид бора ОстальноеСоставитель Э. ЗалмановТехред М,Моргентал Тираж . Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, МоскваЖ, Раушская наб 4/56