Способ получения пористого изделия из карбида тугоплавкого металла

О П И С А-- Н --"-И.. Е

ИЗОБРЕТЕН И Я

>682481

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное х авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.04.78 (21) 2603613/29-33 с арисоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень ¹ 32 (51) М Кл г С 04 В 35/52

С 04 B 35/56

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.039.532 (088.8) ао делам изобретений и вткрытий (45) Дата опубликования описания 24.09.79 (72) Авторы изобретения

В. E. Граков, А. А. Кальков и Л. Ф. Мальцева (71) Заявитель Чирчикский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института тугоплавких металлов и твердых сплавов (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ИЗДЕЛИЯ

ИЗ КАРБИДА ТУГОПЛАВКОВО О МЕТАЛЛА

Изобретение относится к пористым огнеупорнь»м материалам, в частности, к теплоизоляционным материалам для высокотемпературных вакуумных или газонаполненных печей. 5

Известен способ получения ячеистых пористых огнеупорных материалов 11). По этому способу смесь, приготовленную из металлического или огнеупорного связующего, частиц органического материала, подвергают отвержден ию и формованию. Изделия нагревают до температуры разложения связующего и органического материала.

Вторая стадия нагрева — окис.чение углерода кислородом воздуха и получение связанной структуры. Затем материал нагревают до третьей температуры для спекания и образования пористого материала.

Недостатком известного способа является нагрев изделий на воздухе, который приводит к окислению материала, что недопустимо при спекании изделий,из карбидов тугоплавких металлов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения пористых частиц из карбида тугоплавкого металла. В данном способе окись тугоплавкого металла смешивают с углеродом и затем осуществляют термообработ- Зо ку при температуре ниже температуры спекания 12).

Целью изобретения является получение изделий низкой плотности.

Постановленная цель достигается за счет того, что в способе получения пористого изделия из карбида тугоплавкого металла путем смешивания окисла соответствующего металла с разлагающейся углеродсодержащей добавкой с последующей термообрабогкой, в качестве углеродсодержащей добавки используют порошок или гранулы карбамида,в количестве 5 — 50 вес. %, 3 смесь дополнительно вводят металл, активируюший спекание, формуют заготовки, а термообработку проводят в две стадии: в среде водорода до температуры 250 †3 С со скоростью нагрева 2 — 3 С/мин и в вакууме при температуре спекания.

Кроме того, для удаления металла, активирующего спекание, проводят дополнительно нагрев изделия при температуре

2000 —.2500 С.

Количество вводимого карбамида 5—

50 вес. %. В ведение карбамида меньше

5 вес. о/о, дает незначительную пористость в получаемом изделии. При добавлении карбамида свыше 50 вес. % уменьшается механическая прочность у изделия.

682481

Формула .изобретения

Составитель С

Шахиджанова

Корректор С. Файн

Текред H. Строганова

Редакгор T Пилипенко

Заказ 760!970 Изд, № 487 Тираж 706 Подписное

11110 «г1оиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Pi(-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Полученную смесь замешивают на пластификаторе для улучшения формующих свойств смеси, из,полученной шихты формуют изделия нужной формы. Изделия спекают в восстановительной или нейтральной средах, или в .вакууме. Подъем температуры до 250 — 300 С производят со скоростью 2,5 С/мин.

При более высокой скорости подъема температуры, 1происходит быстрое разложение карбамида, что может привести к разрушению изделий.

Спекание ведут до температуры плавления активирующего металла. Для удаления, при необходимости, металла, активи- 15 рующего спекание, изделие нагревают до температуры 2000 — 2500 С.

Hip и м е р 1. Карбид ниобия в количестве 5850 г смешивают с 1 50 г (2,5%) никеля (активирующая спекание добавка) . 20

B шихту в виде гранул вводят 1060 г карбамида (15% ) . Полученную смесь смешивают с 8%-ным раствором каучука в бензине и отпрессовывают блоки для футеровки печей размером 100Х60Х40 мм при удельном давлении прессования 2,5 т/сад. Изделия спекают в среде водорода со скоростью подъема температуры до 300 С

2,5 С/мин и до конечной температуры спекания 1480 С со скоростью подъема 30

5 С/мин.

Для удаления никеля, активизирующего спекание, блоки выдерживают при температуре 2000 С в вакууме.

Полученные блоки имеют ячеистую пористость в виде эллипсных пор. Гранулы деформируют при прессовании. Плотность блоков составляет 3 — 3,5 г/смз. Плотность блоков из монолитного карбида ниобия составляет 6,9 — 7,2 г/см . 40

Пример 2. 2500 г сложного карбида (карбид ниобия 97,2%, карбид титана

2,8%) с 2,5% активирующего спекание никеля смешивают с 2500 г порошка карбамида. По технологии, указанной в примере 1, 45 замешивают смесь, отпрессовывают и спекают изделия. Плотность полученных изделий составляет 1,8 — 2 г/см, а плотность м.онолитных изделий 6,8 — 7 г/см .

П р и,м ер 3. Твердосплавная смесь из безвольфрамовых твердых сплавов (TiC

79%; Ni 15%; Мо 6% ) смешивают с 30% карбамида (700 г смеси, 300 г карбамида).

Из полученной смеси по технологии, указанной в примере 1, отпреосовывают и спекают изделия. Конечная температура спекания составляет 1480 С. Плотность полученных изделий 1,4 — 1,6 г!см, а плотность монолитных изделий,из этого сплава

5,7 г/см .

В настоящее время высокотемпературные,печи, оснащаемые теплоизоляцией, имеют футеровку из карбидов тугоплавких металлов весом 200 кг. При применении разработанных:по данному способу элементов футеровки вес ее уменьшится в

2,4 раза. Это позволит снизить расход дорогостоящих карбидных материалов и уменьшить, габаритные размеры печей за счет уменьшения толщины изоляционного слоя, Способ получения пористого изделия из карбида тугоплавкого металла путем смешивания окисла соответствующего металл;.i с разлагающейся углеродсодержащей добавкой с последующей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью получения изделий низкой плотности, в качестве углеродсодержащей,добавки используют порошок или гранулы карбамида в количестве 5 — 50 вес. %, в смесь дополнительно вводят металл, активирующий спекание, и формуют заготовки, а термообработку проводят в,две стадии: в среде водорода до температуры 250 — 300 С со скоростью нагрева 2 — 3 С/мин и в вакууме при температуре спускания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью удаления металла, активи рующего спекание, проводят дополнительный нагрев изделия при температуре

2000 — 2500 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 1767873, кл. В 01 J

1/00, опублик. 1975.

2. Патент США № 3536793, кл. С 04 В

35 I56, опублик. 1970.