Стеклянная капсула для горячего изостатического прессования изделий из ферритовых порошков
Изобретение относится к порогаковой металлургии, в частности к стеклянным капсулам для горячего изо -татического прессования изделий из ферритовых порошков. Цель.- распжоение технологических позможностей за cMfT увеличения рабочего л гчпния, ПОВЫП1РНИР про1 зводительности и упрощение технологического процрсся. Внутрь стлкана устаиарливагот спеченную фррритопум заготовку (пористость не пьппр 57,). Зазор между заготовкой и стенками стакана заполняют порошком ялоктрокоруида. Стакан закрывают другим стаканом, а затеи составную капсулу погружают в кварцевый песок и ПОМОП1ЯЮТ в автоклав для прог сдрния ПШ. При температуре вьгше ПОП С стеклянная пирексорая ампула размягчается и происходит смачивание стеклом частиц кварцевого пески н элоктрокорунда с образованием термостойкого герметичного слоя, позт ояпю- Diero проводить ГИП в диапазоне дявлеш1я до 200 МПа. 1 ил., 2 таг.л. г (Л
1 " >
СОЮЗ- СО)"ЕтС)6!Х
СОЩМ ЯК :ТИЧЕСНИХ
PF(AEYF Л> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУД4РСТВЕННЫЙ НО)>1ИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ flPH П1НТ СССР (46) 30. 06. 93. Вюл, й.- 24 (21) 4153239/02 (22) 14.10.86 (72) Г.В.Гегенава, С.Н.Талалакин, С.Л.Мацкевич и F.,Â,Äåë>èäîâà (56) Заявка Франции )г 2455940, кл. В 22 Р 3/14, )98) ° Авторское снидетельстно СССР ))> 1300747, кл. В 22 F 3/14, )984. (54) СТЕКЛЯННАЯ КАПСУЛА ДПЯ ГОРЯЧЕГО ИЗОСТАТИЧЕСКОГО )П ЕССОВЛНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРИТОВНК ПОРОШКОВ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к стеклянным капсулам для горячего изо татического прессования иэделий из ферритоных порошков. Цель, — расшиг>ение технологических возможностей Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для горячего изостатического прессования (ГИП) изделий иэ ферритовых пороп>кон, 11елью изобретения является расширение технологических воэможностей эа счет увеличения рабочего давления, повышение производительности и упрощение технологического процесса. На.чертеже представлена схема стеклянной капсулы лля ЛИ1. Стеклянная капсула лля Г)1П выполнена в виде двух стаканов различ, ного диаметра — >«>руз.н< го сталана 1 и внутреннего гтв> она ?, состико„.,SU„„ I 494353 за счет увеличения рабочего лагления, ловы>пь-ние проиэнодительности и упрощение технологического про>гессз. Внутрь стакана устанавливают спеченную ди рритоную заготонку (порис1ость не вылил 57,) . Зазор между заготонкой и стенками стакана заполняют >горошком злектрокорунда, Стакан закрывают другим стаканом> а затем составную капсулу погружают в кварцевый песок и пол>впадают в автоклав для проведения о, ГИП. При температуре ньппе 1)00 С стеклянная пире ксоная ампула размяг>> I> чается и происходит смачивание стеклом частиц кварцевого песка и электрокорунда с образованием тлр>гостойкого герметичн> го слоя, позволяющего проводить Г)1П н диапазоне,пявлеиия до 200 МПа. 1 нл., 2 табл. ванных между собой открыть>ми торцовыми пове рхностями. Вн утри об ра:и>» ванной таким образом полости разм.— щают обрабатываемую эаг(ltoBKy, Пп« этом разность 1 между внутрс н)>пм диаметром наружного стакана и »аружным диаметром внутреннего сто>с.>«а не лревьппает 6 мм, а ныгс>та h нз.>«много перекрытия стенок стакан«в гоев тавляет не менее 30 мм, Капсулу используют следу>лщн» образом. Внутрь стакана 2 устаналг>нн >и т спеченную ферритоную заготовку ( ристость не вьппе 5X). За >ог1 м»с заготовкой и стенками отака»,> няют порошком электроко).уид;i 1494353 тостью 160-800 мкм. При этом величина зазора (расстояние) между стенками стаканов должна быть не менее 3 ми, а между заготовкой и торцовыми понерхностяин (днищами) стаканов— не менее 5 ии,Стакан 2 состыконынают со стаканом 1 путем наденания последнего на заполненый порошком электрокоруида стакан 1. Составная капсула с ферритовой заготовкой окружается кварцевым песком в специальной емкости (не показана) и помещается в автоклав (не показан) для осуществления процесса ГИП, 15 При температуре вьппе 1100 С стеклянная (пирексоввя) ампула размягчается до жидк го состояния и происходит сиачивание" стеклом частиц кварцевого песка и электрокорунда. 2р В результате диффузионных процессов, происходящих при высоких температурах, и взаимодействия частиц кварцевого песка, окружающего стаканы и находящегося в зазоре между ниии, с леги- 25 рующиии примесяиИ пиРекса образуется. териостойкий гериетичный слой, являющийс> наружной стороной жесткого каркаса. Внутренний слой жесткого вакууино-плотного каркаса, препятствую- 30 щего стека ппо пирекса, образуется при смачивании им частиц электроко» рунда. Твкич образом, при температуре выше 1100 С образуется. гериетичная о эластистичнas оболочка, состоящая иэ термостойких плотных слоев (внеш» няя и внутренняя стороны жесткого каркаса) и жидкой прослойки иэ пирекса, которая позволяет проводить 4(1 1МП при температуре свыше 1100 С Ф в широком диапазоне давлений (до 200 ИПа) . Такая конструкция капсулы предназначена для ГИП керамических иатериалов, в частности ферритовых, 4 не диссоциирующих и не восстанавливаккцихся при температуре ниже температуры плавления применяемого стекла. Проведенные эксперименты показали, что при величине sasopa между стен ками верхнего (наружного) и нижнего (внутреннего) стаканов до 3 мм отпрессованные заготовки ииеют однофаэную структуру, высокую плотность, близкую к теоретической, и электромагнитные параметры, соответствующие требованиям ТУ. При увеличении зазо-. ра свыше 3 им возможны случаи нвруше. ния герметичности капсул и, следонв-. тельно, восстановление заготовок с поверхности на глубину до 10 мм, появление в мнкроструктуре второй фазы. Чеи больше sasop> тем больше вероятность разгерметизации капсул, т.е. выше процент брака. Нарушение герметичности капсул можно объяснить тем, что смачивание пирексом частиц кварцевого песка и образование термостойкой reрметичной прослойки происходит до определенной толщины, т.е. до 3 ми, свыше которой в средней части зазора вакуум-плотность соединения пирекса с частицами кварцевого песка нарушается. Аналогичные результаты быпн получены при высоте верхнего стакана менее 30 мм, т,е. по иере уменьшения высоты стакана увеличивается вероятность нарушения герметичности капсул, восстановления заготовок с поверхности на глубину 8-10 мм и, следовательно, образования второй фазы и ухудшения электромагнитных параметров иэделий. В процессе Г1П! вакууииронание описанной капсулы с заготовкой является не отдельной операцией с использованием специального оборудования, а происходит при откачке рабочего объема установки для прессова ния перед заполнением его аргоном. Герметизация капсулы происходит самопроизвольно при ее нагреве в автоклаве до соответствующей (в занисииости от выбранного стекла) температуры, что позволяет расширить технологические возможности оборудования. Другое преииущество конструкции капсулы заключается в том, что в случае ее использования появляется возможность уже при комнатной температуре эаквчивать в автоклав больmoe количество rasa и создавать высокое давление без разрушения капсулы, так как гаэ находится снаружи и внутри стаканов. Возможность создания высокого давления rasa npu комнатной температуре позволяет получить при температуре прессования широкий диапазон давления вплоть до максимально возможного для применяеМого оборудования беэ дополнительной технической операции — перепуска подогретого.аргона нэ нспомогательного сосуда, что также приводит к 1 < ) < 1""! 1 15 рясfftl c T(ff сб«руд<
11римененис капсули да<и(ой констру<<пни позволяет унелич211ь объем загрузки оборудоняния (количесTRî 2(япсул) благодаря ее меньшей высоте по сряннению с известной капсулой при о112121яковых габаритах помещаемых в них заготовок и эа счет этого увеличить производительность. П р е р. В капсулах описанной коснтрукции было осуществлено ГИП феррогранатс н марки 9СЧ и 1ОСЧ6Б. Результаты экспериментов принедены 2l табл.). Исследования показали, что ферриты данных марок при нагревании до о )100 С в газовой среде, создаваемой в антоклаве при прессовянии, не восстанавливаются и не диссоциируют, следовательно, иэделия из IIHx могут быть получены методом ГИП в капсулах описанной конструкции. ГИП осуществляется при 1350 С и давлении 115МПа. 25 Если зазор между стенкалси наружного и внутреннего стакянон капсулы не преныщает 3 мм, а нысотя наружного стакана составляет не менее 30 мм, то получаемые изделия имеют плот- З0 ность, близкую к теоретической, однофаэны, электромагнитные параметры . соответствуют техническим условиям, разработанным на указанные марки (примеры ) и 5). С увеличением зазора между стаканпми наблюдаются разгерметизация иекоторьж капсул (20-402) и, как следствие, восстановление материала заготовок на глубину 8-10 мм, обра- 40 эование в материале второй фазы и ухудшение электромагнитных параметров и плотности (примеры 2 и 3). Столь же нежелательные явления происходят при использовании капсул Э с высотой взаимного перекрытия стенок стаканов, меньшей 30 мм (пример 4). Выли осуществлены эксперименты с применением капсул описанной и иэветсной конструкций в производстве 50 изделий иэ ферр11та марки 9СЧ. Результаты экспериментов приведены в табл.2. Иэ них следует, чт(< при использовании известных капсул, допус- . каксцих подачу давления только при о 55 температуре не ниже 700 С (температура ряэмягчен2<я стекла), и;<кеимяльное давление ирн тел<перя1уре прессования не превь<<<:;ГОО не 1 Г Ге( f22 2rIITf 1о
Таким образом, применение кяпсуль1 описанной конструкции для H)II керамических материалов (ферритон), 2fe диссоциирующих и не восстянавлиняющихся до температуры плавления применя(11ого стекла, позволяет рас22ирить технологические ноэможности оборудования эа счет расширения диапазона достигаемых при ГИП давлений до максимально возможных (беэ применения специальных технических приемов) в ин -ервале температур прессоваО ния 1200-! 400 С. Уменьще2<ие высоты кяпсу1п1 двиной конструкции по сравне2I2(2<2 с известной дает возможнос1ь увели .ить объем загрузки преесуемых за готовок (одинаконых габаритов) приблизительно до ЗОХ (т.е. повысить произ2<одите2<ь21ость процесса И1П).. Использование капсулы о21иса21ной 2(nIIc Tpy2(I(IIII с21ижяет трудоемкс Гть капсулиронания заготовок, тяк как позволяет иск "ючить операции вякуумирования и герметизации их перед ГИ)), что в конечном итоге снижает себестоимость изготовляемой продукции. Формулаиэобретения Стеклянная капсула для горячего изостатического прессования изделий из ферр21тоных порошков, выполненная в ниде корпуса с полостью лля размещения псротковой засыпки и и-.ходной заготовки, о т л и ч а ю щ я л с. я тем, что, с целью расширения технологических возможностей зя счет увеличения рабочего данлеfflfe, и(2ныI 30 мм, ром внутреннего стакана нР превлипает 6 лм, а в,лсота вэаимного перекрытии Таблица I Пример Марка меррита всего годлп.ie бракованные 9СЧ 3,0 30 l4 14 9СЧ 3,5 30 14 10 9СЧ 4,0 30 14 8 9СЧ 3,0 25, 14 I l )ОСЧ 3,0 30 14 14 Т ° Ьлвлб2 теиоература лолачи Дбвлаииа щП, нпа Таклера тура ° гпп, с абибетво ааготовВи лаалаииа, С 305 2B/4 2 20 1 300 уСЧ б Зб 65 Проала гбеавл тСЧ 63) В5 йавоо т»! 50 )65 21/30,5 5 l 300 Редактор Т.Илюхина Звкав 2829 Тираж Подписное ЭНИИПИ Государственного комитета по иэобретенням и открытиям при ГКI(Т СССР ff3035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101 2 1 ММ 4 ММ КОЛИЧЕСтпп Ч» ГотОРОК, ПОДВЕРГI 1 нутых (УП, шт, Составитель И.Киянский Техред М. Яндык Корректор О,Ципле Соответствуетат ту На соот° ° тетвувт 
