КОМПЛЕКСНАЯ СВЯЗКА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕПЛАСТИЧНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ
COMPLEX BINDER FOR FORMING RODUCTS FROM NON-PLASTIC CERAMIC POWDERS

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам формования изделий из непластичных керамических порошков с использованием пластифицирующих добавок, и может быть использовано при производстве изделий из карбидокремниевых материалов.
Известно применение связок на основе парафина, церезина, полиэтилена и воска для формования керамических изделий [1]. Недостатком этих связок является необходимость введения большого количества связки (до 15 мас. %) для придания необходимой формуемости. В результате наблюдается большая усадка изделий при спекании вследствие выгорания большого количества парафина. Кроме этого при нагревании парафин плавится и увеличивается в объеме на 13%, что может привести к растрескиванию заготовок.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является связка, содержащая мас. %, парафин 5,7-10,2, низкомолекулярный полиизобутилен 1,0-1,6, олеиновая кислота 0,5-1,0, бензин 28,0-38,0, ксилол или толуол 52,0-62,0 [2]. Содержание парафина в данной связке не превышает 10,2 мас. %, что обеспечивает снижение усадки и растрескивания заготовок при спекании. Однако известная связка не обеспечивает эффективное снижение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании методом прессования.
Цель изобретения - уменьшение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании изделий. Поставленная цель достигается тем, что комплексная связка для формования изделии из непластичных керамических порошков, содержащая парафин, олеиновую кислоту и бензин, отличается тем, что, с целью уменьшения потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании методом прессования, связка дополнительно содержит касторовое масло при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Парафин
7-10
Олеиновая кислота
0,2-1,0
Касторовое масло
2-8
Бензин
- остальное
Изобретение основано на введении в бензиновый раствор парафина комплексной добавки, содержащей олеиновую кислоту и касторовое масло, при их определенном соотношении, обеспечивающем снижение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при прессовании изделий при сохранении на высоком уровне механической прочности прессовок. В предлагаемом сочетании парафин склеивает частицы порошка, обеспечивая необходимую механическую прочность прессовок.
Олеиновая кислота и касторовое масло снижают межчастичное трение и трение о стенки пресс-формы в процессе прессования, что уменьшает скорость износа пресс-форм, повышает однородность распределения плотности в прессовках сложной формы, исключает прессовочные трещины. Особенности осуществления способа описаны в примере, приведенном ниже.
Пример. Расчетные количества расплавленного парафина марки П-1 ГОСТ 23683-89 и бензина перемешивают до полного растворения парафина, после чего добавляют при перемешивании олеиновую кислоту ГОСТ 3652 - 69 "ч" и касторовое масло ГОСТ 6691-77 "ч". Полученную связку вводят в порошок карбида кремния с размерами частиц 10 мкм и сажи в количестве 20 мас. % перемешивают в бегунковом смесителе и просеивают через металлическую сетку с размером ячейки 0,5 мм.
Полученный пресс-порошок подсушивают до остаточного содержания бензина (0,5-2,7%). Для сравнения приготавливали связку согласно прототипу с использованием низкомолекулярного полиизобутилена марки П-20 ТУ 38.303-02-99-99 и нефтяного ксилола ГОСТ 9410-78.
Характеристики пресс-заготовок в виде колец 20×10×16, полученных прессованием при давлении 100 МПа, и скорость износа знака пресс-формы, приведены в табл. 1. Там же приведены составы использованных комплексных связок, находящиеся по соотношению компонентов как в пределах изобретения, так и выходящие за его пределы.
3
Как следует из сравнения данных, приведенных в таблице, предлагаемая комплексная связка (составы 2-4, таблицы) по сравнению с прототипом обеспечивает для керамических порошков карбида кремния увеличение плотности пресс-заготовок до 2,05-2,22 г/см и снижение износа знака пресс-форм соответственно до 19,1-20,2 мкг/цикл.
При выходе соотношения компонентов комплексной связки за пределы изобретения (составы 1,5, табл. 1) возрастают потери давления на трение о стенки пресс-формы, что приводит к снижению плотности заготовок и повышению скорости износа пресс-форм.
Использование предлагаемой комплексной связки при производстве изделий из карбида кремния позволяет снизить себестоимость изделий за счет повышения стойкости пресс-форм, улучшения эксплуатационных параметров и повышения выхода годных изделий.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №308988, кл. С04В 35/28, 1971 г.
2. Авторское свидетельство СССР №724473, кл. С04В 35/00, 1980 г.