一種重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，包括混粉、裝模具、靜壓、燒結(jié)等步驟。等靜壓成型的重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅制品，由于具有體密度高、耐高溫、抗氧化和耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，從而在高溫、高速、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的工作環(huán)境中具有特殊的使用價(jià)值。靜壓成型工藝可實(shí)現(xiàn)坯體近凈尺寸成型，等靜壓成型在改善產(chǎn)品性能、減少原料消耗、降低成本。
【專利說(shuō)明】
一種重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及碳化硅微粉領(lǐng)域，具體涉及一種重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化硅制品是典型的以共價(jià)鍵為主的材料，具較高的高溫強(qiáng)度、良好的抗氧化性、高熱導(dǎo)率和低熱膨脹系數(shù)、抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工和航空航天等領(lǐng)域的關(guān)鍵陶瓷部件。碳化硅制品的生坯密度是其一相非常重要的參數(shù)，它對(duì)燒成后碳化硅制品的密度起著至關(guān)重要的作用。碳化硅制品密度對(duì)碳化硅制品的使用壽命與其工作壽命有著非常大的影響。碳化硅制品隨著使用溫度和使用時(shí)間的增加，其碳化硅材料的高導(dǎo)熱、抗熱震、高強(qiáng)度將逐漸失效，最終因變化過(guò)大而不能繼續(xù)使用。主要是因?yàn)橹破吩谑褂眠^(guò)程中，碳化硅發(fā)生氧化導(dǎo)致其化學(xué)與物理性能改變，從而降低了其使用壽命和使用溫度。為防止它的氧化，盡可能地降低其氣孔率、增大制品密度，這樣可以大大提高制品的各項(xiàng)性能包括導(dǎo)熱率、抗折強(qiáng)度、抗氧化性能和使用溫度、使用壽命。傳統(tǒng)的重結(jié)晶碳化硅制品成型方式，以干壓成型、注漿成型、可塑成型為主。上述成型方式原料消耗量大，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種改善產(chǎn)品性能，減少原料消耗的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]S1:將配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混勻制成靜壓混合料，所述靜壓混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比為75?85%，然后向靜壓混合料中加入粘接劑，混勻；
[0006]S2:將上述靜壓原料置于模具中；
[0007]S3:將模具置于冷等靜壓成型機(jī)中，逐漸加壓至成型壓力，并保壓至少200s，所述成型壓力為190?210MPa ；
[0008]S4:將毛坯從模具中取出，燒結(jié)毛坯，冷卻即制得碳化硅制品。
[0009]其中，所述碳化硅粒度砂為混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分別為200 μπκΙΟΟμπι和50 μπι的粒度砂，200 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為50?60%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為10?15%。
[0010]其中，所述碳化硅微粉為混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分別為5 μπκΙΟ μπι和20 μπι的粒度砂，5 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為28?32%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為32?36%。
[0011]其中，所述粘接劑由低分子量水溶性纖維素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，所述粘接劑重量占靜壓混合料重量的百分比為2?3%。
[0012]其中，所述粘接劑中低分子量水溶性纖維素的重量百分比為65?75%。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:
[0014]等靜壓成型的重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅制品，由于具有體密度高、耐高溫、抗氧化和耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，從而在高溫、高速、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的工作環(huán)境中具有特殊的使用價(jià)值。靜壓成型工藝可實(shí)現(xiàn)坯體近凈尺寸成型，等靜壓成型在改善產(chǎn)品性能、減少原料消耗、降低成本。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]實(shí)施例1
[0017]實(shí)施例1的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，包括以下步驟:
[0018]S1:將配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混勻制成靜壓混合料，靜壓混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比為75%，然后向靜壓混合料中加入粘接劑，混勻；
[0019]S2:將上述靜壓原料置于模具中；
[0020]S3:將模具置于冷等靜壓成型機(jī)中，逐漸加壓至成型壓力，并保壓至少200s，成型壓力為I9OMPa ；
[0021 ] S4:將毛坯從模具中取出，燒結(jié)毛坯，冷卻即制得碳化硅制品。
[0022]其中，碳化硅粒度砂為混合微粉，混合微粉中包含粒度分別為200 μπκ 100 μπι和50 μπι的粒度砂，200 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為50%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為10%。
[0023]其中，碳化硅微粉為混合微粉，混合微粉中包含粒度分別為5 μπκ?ο μπι和20 μ m的粒度砂，5 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為28%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為32%。
[0024]其中，粘接劑由低分子量水溶性纖維素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，粘接劑重量占靜壓混合料重量的百分比為2%。
[0025]其中，粘接劑中低分子量水溶性纖維素的重量百分比為65%。
[0026]實(shí)施例2
[0027]實(shí)施例2的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，包括以下步驟:
[0028]S1:將配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混勻制成靜壓混合料，靜壓混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比為80%，然后向靜壓混合料中加入粘接劑，混勻；
[0029]S2:將上述靜壓原料置于模具中；
[0030]S3:將模具置于冷等靜壓成型機(jī)中，逐漸加壓至成型壓力，并保壓至少200s，成型壓力為2OOMPa ；
[0031 ] S4:將毛坯從模具中取出，燒結(jié)毛坯，冷卻即制得碳化硅制品。
[0032]其中，碳化硅粒度砂為混合微粉，混合微粉中包含粒度分別為200 μπκ 100 μπι和50 μπι的粒度砂，200 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為55%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為12%。
[0033]其中，碳化硅微粉為混合微粉，混合微粉中包含粒度分別為5 μπκ?ο μπι和20 μ m的粒度砂，5 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為30%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為34%。
[0034]其中，粘接劑由低分子量水溶性纖維素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，粘接劑重量占靜壓混合料重量的百分比為2.5%。
[0035]其中，粘接劑中低分子量水溶性纖維素的重量百分比為70%。
[0036]實(shí)施例3
[0037]實(shí)施例3的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，包括以下步驟:
[0038]S1:將配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混勻制成靜壓混合料，靜壓混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比為85%，然后向靜壓混合料中加入粘接劑，混勻；
[0039]S2:將上述靜壓原料置于模具中；
[0040]S3:將模具置于冷等靜壓成型機(jī)中，逐漸加壓至成型壓力，并保壓至少200s，成型壓力為210MPa ；
[0041 ] S4:將毛坯從模具中取出，燒結(jié)毛坯，冷卻即制得碳化硅制品。
[0042]其中，碳化硅粒度砂為混合微粉，混合微粉中包含粒度分別為200 μπκ 100 μπι和
50μπι的粒度砂，200 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為60%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為15%。
[0043]其中，碳化硅微粉為混合微粉，混合微粉中包含粒度分別為5 μπκ?ο μπι和20 μ m的粒度砂，5 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為32%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為36%。
[0044]其中，粘接劑由低分子量水溶性纖維素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，粘接劑重量占靜壓混合料重量的百分比為3%。
[0045]其中，粘接劑中低分子量水溶性纖維素的重量百分比為75%。
[0046]在粘結(jié)劑的最佳用量范圍，素坯強(qiáng)度快速增加，當(dāng)達(dá)到最佳用量，素坯強(qiáng)度達(dá)到最大，然后隨粘結(jié)劑含量增加，素坯強(qiáng)度增加緩慢，這是由于粘結(jié)劑到最佳加量時(shí)，顆粒間可以比粘結(jié)劑填充，粘結(jié)劑膜厚度合理，密度最大、粘結(jié)劑的交聯(lián)作用已經(jīng)完全發(fā)揮。超過(guò)粘結(jié)劑最佳用量后，顆粒間的交聯(lián)作用變化不大，因此素坯強(qiáng)度變化也很小。
[0047]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，其特征在于，包括以下步驟: S1:將配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混勻制成靜壓混合料，所述靜壓混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比為75?85%，然后向靜壓混合料中加入粘接劑，混勻； 52:將上述靜壓原料置于模具中； 53:將模具置于冷等靜壓成型機(jī)中，逐漸加壓至成型壓力，并保壓至少200s，所述成型壓力為190?210MPa ； 54:將毛坯從模具中取出，燒結(jié)毛坯，冷卻即制得碳化硅制品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，其特征在于，所述碳化硅粒度砂為混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分別為200 μ m、100 μ m和50 μ m的粒度砂，200 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為50?60%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為10?15%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，其特征在于，所述碳化硅微粉為混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分別為5 μ m、10 μ m和20 μ m的粒度砂，5 μ m粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為28?32%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分別為32?36% ο4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，其特征在于，所述粘接劑由低分子量水溶性纖維素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，所述粘接劑重量占靜壓混合料重量的百分比為2?3%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重結(jié)晶碳化硅制品的靜壓成型工藝，其特征在于，所述粘接劑中低分子量水溶性纖維素的重量百分比為65?75%。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK105884362SQ201410746005
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日
【發(fā)明人】任海濤
【申請(qǐng)人】任海濤