RU2573146C1 - COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS - Google Patents
COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU2573146C1 RU2573146C1 RU2014152215/03A RU2014152215A RU2573146C1 RU 2573146 C1 RU2573146 C1 RU 2573146C1 RU 2014152215/03 A RU2014152215/03 A RU 2014152215/03A RU 2014152215 A RU2014152215 A RU 2014152215A RU 2573146 C1 RU2573146 C1 RU 2573146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- microns
- sic
- mcm
- composition
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 15
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 33
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 abstract description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 abstract 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006093 Sitall Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения керамических материалов на основе карбида кремния (SiC) и может быть использовано при получении изделий повышенной стойкости для применения в качестве конструкционных в различных отраслях промышленности - нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей, химической, металлургической, пищевой, ВПК, ЖКХ и др.The invention relates to the field of production of ceramic materials based on silicon carbide (SiC) and can be used to obtain products of high resistance for use as structural in various industries - oil and oil refining, chemical, metallurgical, food, military-industrial complex, housing and communal services, etc.
Известна композиция для получения керамики на основе карбида кремния, в состав которой до пропитки расплавленным кремнием входят углеродсодержащий компонент и наполнитель, в качестве которого может использоваться так называемый "первичный" карбид кремния, а также временное связующее или пластификатор [Карбидокремниевые материалы. Гнесин Г.Г. М., «Металлургия», 1977., 216 с.].A known composition for producing ceramics based on silicon carbide, the composition of which prior to impregnation with molten silicon includes a carbon-containing component and a filler, which can be used as the so-called "primary" silicon carbide, as well as a temporary binder or plasticizer [Silicon carbide materials. Gnesin G.G. M., "Metallurgy", 1977., 216 S.].
Наиболее близким техническим решением является композиция углеродной заготовки для получения силицированных антифрикционных материалов (US 4435538, C08K 3/34, опубл.06.03.1984), включающая углеродный порошок, связующее - фенолформальдегидную смолу и ситалл при следующем соотношении компонентов, масс. %:The closest technical solution is the composition of the carbon preform for the production of siliconized antifriction materials (US 4435538, C08K 3/34, published 06.03.1984), including carbon powder, a binder - phenol-formaldehyde resin and glass metal in the following ratio of components, mass. %:
Имеется недостаток, связанный со сложностью обработки исходной заготовки-матрицы, из-за наличия в ней абразивной фазы ситалла. Кроме того, материалы, получаемые с применением указанной композиции, имеют небольшие возможности варьирования содержания карбидокремниевой фракции, остаточных кремния и углерода. Это ограничивает область использования получаемых композитов на основе карбида кремния и делает их применимыми преимущественно в антифрикционных изделиях.There is a disadvantage associated with the complexity of processing the initial matrix blank, due to the presence of the abrasive phase of the glass in it. In addition, the materials obtained using this composition have little possibility of varying the content of silicon carbide fraction, residual silicon and carbon. This limits the area of use of the obtained silicon carbide based composites and makes them applicable mainly in antifriction products.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в получении SiC/C/Si керамик с низким содержанием остаточного кремния и заданным содержанием остаточного углерода, превосходящих по своим характеристикам известные силицированные графиты и реакционно-связанные карбидокремниевые керамики, а также в получении изделий сложных форм из SiC/C/Si керамики.The problem to which the invention is directed, is to obtain SiC / C / Si ceramics with a low content of residual silicon and a given content of residual carbon, superior in characteristics to the known siliconized graphites and reaction-bonded silicon carbide ceramics, as well as in the manufacture of products of complex shapes from SiC / C / Si ceramics.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в получении SiC/C/Si керамики плотностью до 3,1 г/см3, уменьшении содержания остаточного кремния и пористости материала на выходе, контроле содержания остаточного углерода.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to obtain SiC / C / Si ceramics with a density of up to 3.1 g / cm 3 , reducing the content of residual silicon and porosity of the material at the outlet, controlling the content of residual carbon.
Технический результат достигается за счет того, что в состав композиции углеродной заготовки для получения SiC/C/Si керамики входят углерод и органическое связующее, в качестве углерода используют измельченный искусственный графит плотностью от 1,7 до 1,85 г/см3 с размерами частиц менее 50 мкм, 63-50 мкм и 100-63 мкм, остальное - органическое связующее при следующем соотношении компонентов, масс. %:The technical result is achieved due to the fact that the composition of the carbon preform for the preparation of SiC / C / Si ceramics includes carbon and an organic binder, crushed artificial graphite with a density of 1.7 to 1.85 g / cm 3 with particle sizes is used as carbon less than 50 microns, 63-50 microns and 100-63 microns, the rest is an organic binder in the following ratio of components, mass. %:
При прессовании органическое связующее соединяет частицы графита, после отжига в инертной среде переходя в коксовый остаток 35-40%, при этом в объеме углеродной заготовки сохраняется открытая пористость с размером пор не менее 20 мкм, что является достаточным для полной доставки расплава кремния в объем углеродсодержащей заготовки. Для подготовки порошков углеродного наполнителя применяется графит плотностью от 1,7 до 1,85 г/см3, так как порошки, приготовленные из менее плотного графита, полностью растворяются в расплаве кремния, а порошки из более плотного графита не обладают нужной реакционной способностью.During pressing, the organic binder joins the graphite particles, after annealing in an inert medium, passing into the coke residue of 35-40%, while the open porosity with a pore size of at least 20 μm is retained in the volume of the carbon preform, which is sufficient for the complete delivery of the silicon melt into the volume of carbon-containing blanks. For the preparation of carbon filler powders, graphite with a density of 1.7 to 1.85 g / cm 3 is used , since powders prepared from less dense graphite completely dissolve in the silicon melt, and powders from denser graphite do not have the desired reactivity.
Варьирование фазового состава порошков углеродной заготовки, а также давления прессования позволяет получать графитовые заготовки плотностью от 0,9 г/см3 до 1,46 г/см3. После пропитки расплавленным кремнием, таким образом, получают SiC/C/Si керамики плотностью от 2,32 г/см3 для наиболее плотной углеродной заготовки до 3,1 г/см3 для наименее плотной с различным содержанием остаточного углерода. Присутствие в объеме материала остаточного углерода в заявляемой керамике требуется для некоторых применений, например в триботехнике.Varying the phase composition of the powders of the carbon billet, as well as the pressing pressure allows you to get graphite billets with a density of from 0.9 g / cm 3 to 1.46 g / cm 3 . After impregnation with molten silicon, in this way, SiC / C / Si ceramics with a density of 2.32 g / cm 3 for the most dense carbon preform up to 3.1 g / cm 3 for the least dense with different residual carbon contents are obtained. The presence in the volume of the material of residual carbon in the inventive ceramic is required for some applications, for example in tribotechnology.
Реализация изобретения поясняется чертежами и примером конкретного выполнения:The implementation of the invention is illustrated by drawings and an example of a specific implementation:
Фиг. 1. Микроструктура углеродной заготовки плотностью: а) 1,24 г/см3, б) 0,93 г/см3.FIG. 1. The microstructure of the carbon preform with a density of: a) 1.24 g / cm 3 , b) 0.93 g / cm 3 .
Фиг. 2. Изменение фазового состава SiC/C/Si материалов после пропитки расплавленным кремнием в зависимости от плотности углеродных заготовок:FIG. 2. Change in the phase composition of SiC / C / Si materials after impregnation with molten silicon, depending on the density of the carbon blanks:
Фиг. 3. Изменение фазового состава SiC/C/Si материалов после пропитки расплавленным кремнием в зависимости от плотности углеродных заготовок:FIG. 3. Change in the phase composition of SiC / C / Si materials after impregnation with molten silicon, depending on the density of the carbon blanks:
Пример 1Example 1
Углеродные порошки получаются дроблением и помолом отходов графита марки ЭГ-84М плотностью 1,73 г/см3 (применяемого при производстве щеток для электрических машин) на молотковой дробилке и шаровой мельнице, на вибросите производят рассев на фракции, применяемые для подготовки шихты: 100-63 мкм, 63-50 мкм и менее 50 мкм; в качестве связующего используется пульвербакелит марки СФПН-011Л по ТУ 2257-111-05015227-2006. Перемешивание углеродных порошков со связующим производится в течение 30 минут на смесителе типа «пьяная бочка».Carbon powders are obtained by crushing and grinding graphite wastes of the EG-84M grade with a density of 1.73 g / cm 3 (used in the manufacture of brushes for electric machines) on a hammer mill and ball mill, sieving on fractions used for preparing the charge: 100- 63 microns, 63-50 microns and less than 50 microns; pulverbakelite of the SFPN-011L brand according to TU 2257-111-05015227-2006 is used as a binder. Mixing carbon powders with a binder is performed for 30 minutes on a drunk barrel mixer.
Заготовки прессуют на гидравлическом прессе при давлении 100 кг/см2 - 350 кг/см2.The blanks are pressed in a hydraulic press at a pressure of 100 kg / cm 2 - 350 kg / cm 2 .
Затем производят отжиг (карбонизацию) заготовок в защитной атмосфере при температуре 900°C в течение 8 часов. Для разных соотношений порошков графита различных фракций, количества связующего и давления прессования, получают графитовые заготовки плотностью в пределах от 0,9 до 1,46 г/см3. На Фиг. 1 (а, б) приведена микроструктура углеродных заготовок плотности1,24 г/см3 и 0,93 г/см3.Then annealing (carbonization) of the workpieces is carried out in a protective atmosphere at a temperature of 900 ° C for 8 hours. For different ratios of graphite powders of various fractions, the amount of binder and pressing pressure, graphite blanks with a density ranging from 0.9 to 1.46 g / cm 3 are obtained. In FIG. 1 (a, b) shows the microstructure of carbon blanks with a density of 1.24 g / cm 3 and 0.93 g / cm 3 .
Пропитку заготовок расплавом кремния производят в высокотемпературной вакуумной печи при температуре 1850°C в течение 20 минут. Далее следует охлаждение и разгрузка.The preforms are impregnated with a molten silicon in a high-temperature vacuum furnace at a temperature of 1850 ° C for 20 minutes. This is followed by cooling and unloading.
После пропитки расплавленным кремнием углеродных заготовок плотностью от 0,9 до 1,46 г/см3 получены SiC/C/Si керамики плотностью от 2,32 г/см3 для наиболее плотной углеродной заготовки до 3,1 г/см3 для углеродной заготовки плотностью 0,9 г/см3.After impregnation with molten silicon of carbon preforms with a density of 0.9 to 1.46 g / cm 3 , SiC / C / Si ceramics with a density of 2.32 g / cm 3 for the most dense carbon preform up to 3.1 g / cm 3 for carbon blanks with a density of 0.9 g / cm 3 .
В таблице 1 представлены параметры SiC/C/Si керамик.Table 1 presents the parameters of SiC / C / Si ceramics.
Из таблицы 1 следует, что изменение фазового состава порошков углеродной заготовки в указанных пределах и давления прессования позволяет управлять содержанием остаточного углерода в керамическом материале, получать SiC/C/Si керамики плотностью до 3,10 г/см3, минимизировать содержание остаточного кремния.From table 1 it follows that changing the phase composition of the carbon billet powders within the specified limits and pressing pressure allows you to control the content of residual carbon in the ceramic material, to obtain SiC / C / Si ceramics with a density of up to 3.10 g / cm 3 , to minimize the content of residual silicon.
Показатели прочности силицированных изделий на сжатие и изгиб с ростом плотности и содержания карбидокремниевой фазы увеличиваются.The strength indices of siliconized products for compression and bending increase with increasing density and content of the silicon carbide phase.
На Фиг. 2, 3 приведена микроструктура SiC/C/Si материалов, по таблице 1.In FIG. 2, 3 shows the microstructure of SiC / C / Si materials, according to table 1.
Известным способом получения SiC/C/Si керамики является пропитка расплавленным кремнием заготовок из искусственного графита с добавлением первичного карбида кремния. [Карбидокремниевые материалы. Гнесин Г.Г. М., «Металлургия», 1977. 216 с.]A known method for producing SiC / C / Si ceramics is the impregnation with molten silicon of artificial graphite blanks with the addition of primary silicon carbide. [Silicon carbide materials. Gnesin G.G. M., "Metallurgy", 1977. 216 p.]
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления силицированных антифрикционных изделий, описанный в патенте (US 4435538, C08K 3/34, опубл. 06.03.1984). Способ заключается в литье под давлением (170°C, 100 кгс/см2) углеродной заготовки, композиция которой состоит из порошка углерода с размерами частиц 10-500 мкм, порошка ситалла (заданной пропорции Al2O3 - 10, CaO - 12, MgO - 9, Na2O - 5, остальное SiO2) и фенольного связующего. Далее заготовки повергаются кальцинирующему отжигу при температуре 1000°C в вакууме с образованием однородно распределенной по объему тонкой структуры фазы ситалла в виде мелких кристаллов. После отжига полученная кальцинированная основа (углеродсодержащая заготовка) может быть обработана механически для придания ей формы, близкой к форме готового изделия. Окончательно для получения изделия заготовка подвергается силицированию расплавом кремния при температуре 1950°C.The closest technical solution is the method of manufacturing siliconized antifriction products described in the patent (US 4435538,
Данный способ имеет недостатки, заключающиеся в том, что углеродная кальцинированная заготовка содержит мелкокристаллическую фазу ситалла, необходимую для придания заготовке механической прочности перед обработкой инструментом. Наличие абразивной фазы ситалла в заготовках ведет к повышенному износу инструментов в случае применения механической обработки заготовок перед пропиткой расплавленным кремнием.This method has drawbacks in that the calcined carbon preform contains a fine crystalline glass phase necessary to give the preform mechanical strength before machining. The presence of the abrasive phase of the ceramic in the workpieces leads to increased wear of the tools in the case of the use of machining the workpieces before impregnation with molten silicon.
Задача, на решение которой также направлено заявляемое изобретение, состоит в получении изделий заданной сложной формы из SiC/C/Si керамики при использовании режимов обработки, применяемых к низко- и среднеплотным графитам.The problem to which the claimed invention is also directed is to obtain products of a given complex shape from SiC / C / Si ceramics using processing modes applied to low and medium density graphites.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в облегчении механической обработки углеродных заготовок до пропитки расплавленным кремнием, исключении деформаций углеродных заготовок, подвергшихся пропитке расплавленным кремнием, получении деталей сложных форм из SiC/C/Si керамики плотностью до 3,1 г/см3.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to facilitate the mechanical processing of carbon preforms prior to impregnation with molten silicon, to avoid deformation of carbon preforms subjected to impregnation with molten silicon, to obtain complex parts from SiC / C / Si ceramics with a density of up to 3.1 g / cm 3 .
Указанные заявителем технические результаты достигаются за счет того, что из композиции для заготовки, подвергаемой взаимодействию с расплавом кремния, исключены абразивные фракции, которые изнашивают оснастку и оборудование, снижают механическую прочность углеродсодержащей заготовки и не позволяют производить механическую обработку углеродсодержащей заготовки традиционными методами, применяемыми для низко- и среднеплотных графитов (твердосплавным инструментом - сверление, токарная и фрезерная обработка, обработка на станках с ЧПУ).The technical results indicated by the applicant are achieved due to the fact that the abrasive fractions that wear tooling and equipment, reduce the mechanical strength of the carbon-containing workpiece and do not allow the mechanical processing of the carbon-containing workpiece by traditional methods used for low-carbon, are excluded from the composition for the workpiece subjected to interaction with the silicon melt - and medium-dense graphites (carbide tools - drilling, turning and milling, machining on CNC machines Y).
Технические результаты также достигаются за счет того, что способ получения изделий из карбидокремниевой керамики включает изготовление углеродной заготовки путем смешения композиции по данному изобретению, формование и/или прессование при давлении 100 кг/см2 - 350 кг/см2, отжиг в инертной среде, механическую обработку углеродной заготовки твердосплавным инструментом и пропитку расплавом кремния в вакуумной печи.Technical results are also achieved due to the fact that the method of obtaining products from silicon carbide ceramics includes the manufacture of a carbon blank by mixing the composition according to this invention, molding and / or pressing at a pressure of 100 kg / cm 2 - 350 kg / cm 2 , annealing in an inert medium, machining the carbon billet with a carbide tool and melt impregnation of silicon in a vacuum furnace.
При прессовании углеродных заготовок варьированием давления в указанных пределах можно контролировать количество остаточного углерода в SiC/C/Si керамике. Для наибольшего давления прессования количество остаточного углерода максимально - до 70% (Фиг. 2а), а наименьшее указанное давление прессования позволяет получать высокоплотную SiC/C/Si керамику при отсутствии остаточного углерода, фиг. 3б (таблица 1). Примеры конкретного выполнения и фотографии SiC/C/Si изделий иллюстрируют эти случаи.When pressing carbon blanks by varying the pressure within the indicated limits, the amount of residual carbon in the SiC / C / Si ceramic can be controlled. For the highest pressing pressure, the amount of residual carbon is maximum up to 70% (Fig. 2a), and the lowest indicated pressing pressure allows to obtain high-density SiC / C / Si ceramics in the absence of residual carbon, FIG. 3b (table 1). Case studies and photographs of SiC / C / Si products illustrate these cases.
Фиг. 4. Корпус измерителя температуры в горячем газовом потоке: углеродная заготовка до пропитки расплавленным кремнием (а) и после пропитки расплавленным кремнием (б).FIG. 4. The body of the temperature meter in a hot gas stream: carbon billet before impregnation with molten silicon (a) and after impregnation with molten silicon (b).
Фиг. 5 Высокотемпературная оснастка для экспериментальной установки сложной формы с полостями в объеме после пропитки кремнием углеродной заготовки детали.FIG. 5 High-temperature equipment for an experimental setup of complex shape with cavities in the volume after silicon impregnation of the carbon blank of the part.
Пример 2Example 2
Для изготовления корпуса измерителя температуры в горячем газовом потоке из цилиндрической углеродной заготовки, процесс изготовления которой описан в примере 1 с применением давления прессования 100 кг/см2, вырезается заготовка детали путем обработки на станке ЧПУ с заданной программой (Фиг. 4а). После пропитки заготовки детали расплавленным кремнием (пример 1) получают готовую деталь из высокоплотной SiC/C/Si керамики (Фиг. 4б). После пропитки расплавленным кремнием изменения размеров деталей составляют десятые доли процента, т.е. их геометрическая форма практически не изменяется.To manufacture the body of the temperature meter in a hot gas stream from a cylindrical carbon billet, the manufacturing process of which is described in Example 1 using a pressing pressure of 100 kg / cm 2 , the workpiece is cut by processing on a CNC machine with a given program (Fig. 4a). After the workpiece is impregnated with molten silicon (Example 1), the finished part is obtained from high-density SiC / C / Si ceramics (Fig. 4b). After impregnation with molten silicon, dimensional changes of parts amount to tenths of a percent, i.e. their geometric shape is practically unchanged.
Пример 3Example 3
Для изготовления запорной арматуры, работающей в агрессивной среде при высокой температуре из цилиндрической углеродной заготовки, процесс изготовления которой описан в примере 1 с применением давления прессования 350 кг/см2, вырезаются заготовки деталей, которые имеет сложную форму, путем обработки на станке ЧПУ с заданной программой, применением токарно-фрезерной обработки. Готовая деталь получается путем пропитки заготовки расплавленным кремнием (Фиг. 5) и последующей финишной механической обработки. При этом структура материала детали содержит высокое количество остаточного углерода, что обеспечивает сухую смазку трущихся деталей и достаточное количество карбидокремниевой фазы для обеспечения механических характеристик и высокой стойкости к агрессивной рабочей среде.For the manufacture of stop valves operating in an aggressive environment at high temperature from a cylindrical carbon blank, the manufacturing process of which is described in Example 1 using a pressing pressure of 350 kg / cm 2 , blanks of parts that have a complex shape are cut by machining on a CNC machine with a given program, the use of turning and milling. The finished part is obtained by impregnating the workpiece with molten silicon (Fig. 5) and subsequent finishing machining. The structure of the material of the part contains a high amount of residual carbon, which provides dry lubrication of the rubbing parts and a sufficient amount of silicon carbide phase to ensure mechanical characteristics and high resistance to aggressive working environment.
Все получаемые углеродные заготовки по предложенному изобретению обладают достаточной прочностью для их механической обработки на сверлильном, токарном, фрезерном, ЧПУ станках обычными твердосплавными инструментами, при использовании режимов обработки, применяемых к низко- и среднеплотным графитам.All obtained carbon blanks according to the proposed invention have sufficient strength for their machining on drilling, turning, milling, CNC machines with conventional carbide tools, using processing modes applied to low and medium density graphites.
Если требуется получить деталь со шлифованной/полированной поверхностью или обеспечить размер с высокой точностью (до сотых долей миллиметра), то при механической обработке углеродной заготовки предусматривают припуск от 0,5 до 1 мм на размер для финишной механической обработки.If you want to obtain a part with a polished / polished surface or to ensure the size with high accuracy (up to hundredths of a millimeter), then when machining a carbon billet, an allowance of 0.5 to 1 mm per size for finishing machining is provided.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014152215/03A RU2573146C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014152215/03A RU2573146C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2573146C1 true RU2573146C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014152215/03A RU2573146C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2573146C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2656375C1 (en) * | 2017-09-05 | 2018-06-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Composition for producing the electrotechnical products |
| RU2663146C1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-08-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Key material for high-temperature applications |
| CN108698835A (en) * | 2016-03-01 | 2018-10-23 | 赢创德固赛有限公司 | The method for preparing silico-carbo-compound |
| RU2730092C1 (en) * | 2019-10-28 | 2020-08-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Composition with carbon nanotubes for producing carbon billet for high-density sic/c/si ceramics and method of producing articles from sic/c/si ceramics |
| RU2788686C1 (en) * | 2021-11-08 | 2023-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Composition for high-temperature ceramics and method for production of high-temperature ceramics based on silicon carbide and molybdenum silicide |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435538A (en) * | 1980-06-09 | 1984-03-06 | Kostikov Valery I | Composition for the preparation of carbonaceous base for use in the manufacture of siliconized antifriction materials |
| SU1166463A1 (en) * | 1983-10-06 | 1996-05-27 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации "ВНИИнеруд" | Charge for obtaining blanks for siliconising |
| RU2370435C2 (en) * | 2007-11-07 | 2009-10-20 | Валерий Иванович Костиков | Carbon-containing composition for making silicicated components |
| CN101798221A (en) * | 2010-03-09 | 2010-08-11 | 武汉科技大学 | Fine texture graphite material and preparation method thereof |
-
2014
- 2014-12-24 RU RU2014152215/03A patent/RU2573146C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435538A (en) * | 1980-06-09 | 1984-03-06 | Kostikov Valery I | Composition for the preparation of carbonaceous base for use in the manufacture of siliconized antifriction materials |
| SU1166463A1 (en) * | 1983-10-06 | 1996-05-27 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации "ВНИИнеруд" | Charge for obtaining blanks for siliconising |
| RU2370435C2 (en) * | 2007-11-07 | 2009-10-20 | Валерий Иванович Костиков | Carbon-containing composition for making silicicated components |
| CN101798221A (en) * | 2010-03-09 | 2010-08-11 | 武汉科技大学 | Fine texture graphite material and preparation method thereof |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108698835A (en) * | 2016-03-01 | 2018-10-23 | 赢创德固赛有限公司 | The method for preparing silico-carbo-compound |
| RU2656375C1 (en) * | 2017-09-05 | 2018-06-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Composition for producing the electrotechnical products |
| RU2663146C1 (en) * | 2017-09-19 | 2018-08-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Key material for high-temperature applications |
| RU2730092C1 (en) * | 2019-10-28 | 2020-08-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Composition with carbon nanotubes for producing carbon billet for high-density sic/c/si ceramics and method of producing articles from sic/c/si ceramics |
| RU2788686C1 (en) * | 2021-11-08 | 2023-01-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Composition for high-temperature ceramics and method for production of high-temperature ceramics based on silicon carbide and molybdenum silicide |
| RU2812905C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-02-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | High-temperature reaction-bound layered composite based on sic ceramics, refractory metal and its silicides and method for its preparation |
| RU2828381C1 (en) * | 2023-12-20 | 2024-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики и твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) | Method of producing composite material with multicomponent silicides |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Do et al. | Additively manufactured full-density stainless steel 316L with binder jet printing | |
| JP6281875B2 (en) | Near net cutting tool insert | |
| US20200071583A1 (en) | Sintered polycrystalline cubic boron nitride material | |
| JP6342807B2 (en) | Manufacturing method of dense ceramic products based on SiC | |
| RU2573146C1 (en) | COMPOSITION OF CARBON BLANK FOR OBTAINING SiC/C/Si CERAMICS AND METHOD FOR OBTAINING SiC/C/Si PRODUCTS | |
| KR20120097485A (en) | Tough coated hard particles consolidated in a tough matrix material | |
| US4019913A (en) | Process for fabricating silicon carbide articles | |
| CN109503155B (en) | A kind of ceramic hair clipper blade and preparation method | |
| CN102747243A (en) | Process for preparing grapheme modified hard alloy | |
| Lin et al. | Fabrication of WC-Co cutting tool by powder injection molding | |
| RU2707216C1 (en) | METHOD OF PRODUCING COMPOSITE MATERIAL BASED ON Al2O3 -TiCN | |
| Huang et al. | Pulsed electric current sintering and characterization of ultrafine Al2O3–WC composites | |
| JPH05117051A (en) | Ceramic body and its preparation | |
| JP5057193B2 (en) | Manufacturing method of cubic boron nitride sintered body with high homogeneity, high density and high hardness | |
| US3717694A (en) | Hot pressing a refractory article of complex shape in a mold of simple shape | |
| RU2739774C1 (en) | Method of producing structural ceramic material based on silicon carbide for articles of complex geometry | |
| RU2732258C1 (en) | Method of producing composite material | |
| WO2012091535A1 (en) | Zirconia-toughened-alumina ceramic inserts with the addition of nano particle metal oxides as additives | |
| SG186111A1 (en) | Method for producing a ceramic substance for a ceramic material | |
| Zhao et al. | Influence of applied pressure on the microstructure and properties of Ti (C, N)–TiB2–Co cermets prepared in situ by reactive hot-pressing | |
| JP4822534B2 (en) | Manufacturing method of ceramics | |
| KR100475682B1 (en) | Silicon nitride sintered body, manufacturing method of silicon nitride sintered body and cutting tool made of silicon nitride sintered body | |
| JP6039477B2 (en) | Cutting tools | |
| EP3230233B1 (en) | Alpha/beta-sialon having improved sintering activity and high edge strength | |
| KR100503352B1 (en) | A method for preparing dense silicon carbide ceramics |