Способ изготовления спеченныхизделий

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублнк ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ(22.заявлено 040679 (21) 2776500/22-02с лрисоединенивм заявки ЙУ -(23) ПриоритетОпубликовано 3005,81, Бюллетень 49 20Дата опубликования описания 050681 зС 22 С 1/09В 22 Г 3/26 Государственный комитет СССР по делам кзобретенкй к открытий(72) Авторы изобретения Е. К. Лысенко, А. В, Ковалев и Г. И, Бааянц,(771) Заявитель 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении керамических изделий, армированных углеродными волок-, нами.Углеродные волокна благодаря их высокой прочность находят все большее применение в качестве армирукщего компонента при изготовлении композиционных материалов.Известен способ изготовления изделий, армированных углероднымн волокнами, заключающийся в приготовлении шихты дискретных углеродных волокон и материала изделий, формовании 15 под давлением и термообработке Ц,Известен способ изготовления иэделий, включакщий приготовление шихты иэ материала изделия и материала с выраженными магнитными свойствами, 20 формование в магнитном поле и спекание 2 .Наиболее блиЗким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления спеченных изделий, включающий приготовленйе порошковой шихты, положение магнитного и вибрационного полей, нагрев, уплотнение и спеканиеизделий Г 33. 30 Основным недостатком перечисленных способов является то, что они не позволяют получить иэделия с заданными направленными физико-механическими свойствами, например, с преимущественной прочностью (в осевом, радиальном направлении изделия).Цель изобретения - получение изделий с более высокими физико-механическими свойстваье, например прочностью, в заданном направлении. Указанная цель достигается тем, что в шихту вводят дискретные угле- родные .волокна на которые предварительно наносят магнитный материал, причем соотношение размера частиц по-. рошковой шихты и длины дискретных углеродных волокон составляет 0,05- 1):(100-500).Дисперсность частиц материала изделия выбирают соизмеримой с диаметром углеродных волокон, например 0,5- 10 мкм.Углеродные волокна с покрытием из магнитного материала под действием вибрации и магнитного поля ориентируются в соответствии с направлением магнитных силовых линий и распределяются среди частиц основного материала,834181 Теплопроводнбстьвт/м град. Скорость ползуче сти в осевом направлении при напряжении1 кг/мм2600 СуПределпрочности наизгибкг/мм Расположение волокон давлениеразрушения,кг/мм Состав материала, вес. Углероное волокно Шихта в ради альномна- правленин в осевом на-правлении 21 23 51 24 Тангенци,065 неальное разрушено 90 10 10 90 0,5 Осевое О, 065 не 47разрушено 29 29 Хаотичное О, 027разрушено 10 90 П р и м е ч а н и е: Давление разрушенияопределяют способом внутреннегогидростатическогоразрушения при комнатной температуре. Данные по свойствам приведены как средние величины по пяти образцам.Р Д После засыпки смеси компонентов в оснастку, .ее предварительного уплот" нения и ориентирования волокон производят прессование и спекание изделия.Проведена опытная проверка предлагаемого способа при получении из 5 делий в виде полых цилиндрических из карбида циркония, армированных высоко- модульными графитовыми нитями.П р и м е р. Изделия готовят из порошка карбида.циркония крупностью 0,5-10 мкм. Порошок карбида смешивают с дискретными углеродными волокнами (ф = 8 + 10 кмк,= 0,5.см), покрытыми никелем толщиной З.мкм. Количество армирующих волокон берут равными в одном случае 10 вес. (без 15 никеля), в другом - 40. Иэ приготовленной шихты прессуют изделия в виде полых цилиндров с толщиной стенки 8 мм. Для этого через специально изготовленную воронку шихту засыпают в 20 оснастку для прессования. Засыпав свободной насыпкой шихту в контейнер на 15 мин, включают вибратор контейнера 1 = 50 Гц, А = 0,05 мм) и одновременно электромагнит, создающий магнитноевиоле напряженностью 400 А/м. В зависимости от направления магнитного поля (при вибрации) армирующие волокна в основном материале ориен . тируют в направлении магнитных силовых линий. Изменение направления магнитного поля при втряхивании шихты позволяет изменить ориентацию армирующих волокон в осевом направлении, а для других в . в тангенциальном. Под готовленный таким образом контейнер с шихтой уплотняют гидростатическим прессованием при давлении 250 кг/мм . Затем заготовки спекают по технологии, принятой для карбидных материалов.Свойства материалов показаны в таблице.В спеченных изделиях с тангенциальным распределенйем армирующих волокон его прочность в радиальном направлении увеличивается в 1,5 (при 10 углеродных волокон) и в 2,5 раза при 40) по сравнению с такими же изделиями с хаотичным расположением волокон. При осевом расположении армирующих волокон прочность материалов изделия на разрыв в осевом направлении) в 2 раза превышает прочность материала при хаотичном расположении армирующих волокон. При осуществлении предлагаемого способа получают изделия с заданной направленной теплопроводностью (осевой, радиальной, тангенциальной),что позволяет материал одного и того же состава применять по различному назначению, например при изготовлении теплоизоляции и теплообменников.Кроме того, использование никелевого покрытия позволяет улучшить адгезионные характеристики армирующих волокон по отношению к материалу изделия (карбидам, нитридам, окислам и т. п.),что в свою очередь увеличивает механическую прочность изделия.834181 Формула изобретения Составитель Е, ПерекатоваТехрЕд М. Голинка КорректорА. Гриценхо Редактор М. Ткач Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 4009/50 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ изготовления спеченных изделий, включакщий приготовление порошковой шихты, наложение магнитного и вибрационного полей, нагрев, уплотне. ние и спекание, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения физико-механических свойств в заданном направлении, в шихту вводят дискретные углеродные волокна, на которые, предварительно наносят магнитный материал, причем соотношение размерачастиц порошковой шихты и длины дис"кретных углеродных волокон составляет10,05-1) з (100-500).ЪИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии Р 1305907,кл. С 3 й, 1973.2. Авторское свидетельство СССР9 325081, кл. В 22 Г 9/04, 1970.3. Авторское свидетельство СССРВ 513787, кл. В 22 Г 3/26, 1974.