一种重结晶碳化硅制品的静压成型工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，包括混粉、装模具、静压、烧结等步骤。等静压成型的重结晶烧结碳化硅制品，由于具有体密度高、耐高温、抗氧化和耐磨损等优点，从而在高温、高速、强腐蚀介质的工作环境中具有特殊的使用价值。静压成型工艺可实现坯体近净尺寸成型，等静压成型在改善产品性能、减少原料消耗、降低成本。
【专利说明】
一种重结晶碳化硅制品的静压成型工艺
技术领域
[0001]本发明涉及碳化硅微粉领域，具体涉及一种重结晶碳化硅制品的静压成型工艺。
【背景技术】
[0002]碳化硅制品是典型的以共价键为主的材料，具较高的高温强度、良好的抗氧化性、高热导率和低热膨胀系数、抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，广泛应用于机械、冶金、化工和航空航天等领域的关键陶瓷部件。碳化硅制品的生坯密度是其一相非常重要的参数，它对烧成后碳化硅制品的密度起着至关重要的作用。碳化硅制品密度对碳化硅制品的使用寿命与其工作寿命有着非常大的影响。碳化硅制品随着使用温度和使用时间的增加，其碳化硅材料的高导热、抗热震、高强度将逐渐失效，最终因变化过大而不能继续使用。主要是因为制品在使用过程中，碳化硅发生氧化导致其化学与物理性能改变，从而降低了其使用寿命和使用温度。为防止它的氧化，尽可能地降低其气孔率、增大制品密度，这样可以大大提高制品的各项性能包括导热率、抗折强度、抗氧化性能和使用温度、使用寿命。传统的重结晶碳化硅制品成型方式，以干压成型、注浆成型、可塑成型为主。上述成型方式原料消耗量大，成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种改善产品性能，减少原料消耗的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺。
[0004]为实现上述技术效果，本发明的技术方案为:一种重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，其特征在于，包括以下步骤:
[0005]S1:将配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混匀制成静压混合料，所述静压混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比为75?85%，然后向静压混合料中加入粘接剂，混匀；
[0006]S2:将上述静压原料置于模具中；
[0007]S3:将模具置于冷等静压成型机中，逐渐加压至成型压力，并保压至少200s，所述成型压力为190?210MPa ；
[0008]S4:将毛坯从模具中取出，烧结毛坯，冷却即制得碳化硅制品。
[0009]其中，所述碳化硅粒度砂为混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分别为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别为50?60%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为10?15%。
[0010]其中，所述碳化硅微粉为混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分别为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别为28?32%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为32?36%。
[0011]其中，所述粘接剂由低分子量水溶性纤维素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，所述粘接剂重量占静压混合料重量的百分比为2?3%。
[0012]其中，所述粘接剂中低分子量水溶性纤维素的重量百分比为65?75%。
[0013]本发明的优点和有益效果在于:
[0014]等静压成型的重结晶烧结碳化硅制品，由于具有体密度高、耐高温、抗氧化和耐磨损等优点，从而在高温、高速、强腐蚀介质的工作环境中具有特殊的使用价值。静压成型工艺可实现坯体近净尺寸成型，等静压成型在改善产品性能、减少原料消耗、降低成本。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0016]实施例1
[0017]实施例1的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，包括以下步骤:
[0018]S1:将配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混匀制成静压混合料，静压混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比为75%，然后向静压混合料中加入粘接剂，混匀；
[0019]S2:将上述静压原料置于模具中；
[0020]S3:将模具置于冷等静压成型机中，逐渐加压至成型压力，并保压至少200s，成型压力为I9OMPa ；
[0021 ] S4:将毛坯从模具中取出，烧结毛坯，冷却即制得碳化硅制品。
[0022]其中，碳化硅粒度砂为混合微粉，混合微粉中包含粒度分别为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别为50%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为10%。
[0023]其中，碳化硅微粉为混合微粉，混合微粉中包含粒度分别为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别为28%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为32%。
[0024]其中，粘接剂由低分子量水溶性纤维素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，粘接剂重量占静压混合料重量的百分比为2%。
[0025]其中，粘接剂中低分子量水溶性纤维素的重量百分比为65%。
[0026]实施例2
[0027]实施例2的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，包括以下步骤:
[0028]S1:将配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混匀制成静压混合料，静压混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比为80%，然后向静压混合料中加入粘接剂，混匀；
[0029]S2:将上述静压原料置于模具中；
[0030]S3:将模具置于冷等静压成型机中，逐渐加压至成型压力，并保压至少200s，成型压力为2OOMPa ；
[0031 ] S4:将毛坯从模具中取出，烧结毛坯，冷却即制得碳化硅制品。
[0032]其中，碳化硅粒度砂为混合微粉，混合微粉中包含粒度分别为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别为55%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为12%。
[0033]其中，碳化硅微粉为混合微粉，混合微粉中包含粒度分别为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别为30%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为34%。
[0034]其中，粘接剂由低分子量水溶性纤维素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，粘接剂重量占静压混合料重量的百分比为2.5%。
[0035]其中，粘接剂中低分子量水溶性纤维素的重量百分比为70%。
[0036]实施例3
[0037]实施例3的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，包括以下步骤:
[0038]S1:将配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混匀制成静压混合料，静压混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比为85%，然后向静压混合料中加入粘接剂，混匀；
[0039]S2:将上述静压原料置于模具中；
[0040]S3:将模具置于冷等静压成型机中，逐渐加压至成型压力，并保压至少200s，成型压力为210MPa ；
[0041 ] S4:将毛坯从模具中取出，烧结毛坯，冷却即制得碳化硅制品。
[0042]其中，碳化硅粒度砂为混合微粉，混合微粉中包含粒度分别为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别为60%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为15%。
[0043]其中，碳化硅微粉为混合微粉，混合微粉中包含粒度分别为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别为32%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为36%。
[0044]其中，粘接剂由低分子量水溶性纤维素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，粘接剂重量占静压混合料重量的百分比为3%。
[0045]其中，粘接剂中低分子量水溶性纤维素的重量百分比为75%。
[0046]在粘结剂的最佳用量范围，素坯强度快速增加，当达到最佳用量，素坯强度达到最大，然后随粘结剂含量增加，素坯强度增加缓慢，这是由于粘结剂到最佳加量时，颗粒间可以比粘结剂填充，粘结剂膜厚度合理，密度最大、粘结剂的交联作用已经完全发挥。超过粘结剂最佳用量后，颗粒间的交联作用变化不大，因此素坯强度变化也很小。
[0047]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，其特征在于，包括以下步骤: S1:将配置碳化硅粒度砂和碳化硅微粉，混匀制成静压混合料，所述静压混合料中碳化硅粒度砂的重量百分比为75?85%，然后向静压混合料中加入粘接剂，混匀； 52:将上述静压原料置于模具中； 53:将模具置于冷等静压成型机中，逐渐加压至成型压力，并保压至少200s，所述成型压力为190?210MPa ； 54:将毛坯从模具中取出，烧结毛坯，冷却即制得碳化硅制品。2.根据权利要求1所述的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，其特征在于，所述碳化硅粒度砂为混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分别为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别为50?60%，100 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为10?15%。3.根据权利要求2所述的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，其特征在于，所述碳化硅微粉为混合微粉，所述混合微粉中包含粒度分别为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别为28?32%，10 μπι粒度砂的重量占混合微粉的百分比分别为32?36% ο4.根据权利要求3所述的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，其特征在于，所述粘接剂由低分子量水溶性纤维素和低分子量水溶性聚乙烯醇混合而成，所述粘接剂重量占静压混合料重量的百分比为2?3%。5.根据权利要求4所述的重结晶碳化硅制品的静压成型工艺，其特征在于，所述粘接剂中低分子量水溶性纤维素的重量百分比为65?75%。
【文档编号】C04B35/622GK105884362SQ201410746005
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】任海涛
【申请人】任海涛