Изготовление сложнопрофильных изделий из нитрида кремния

1. Изготовление сложнопрофильных изделий из нитрида кремния

Лужкова А.П.1,2, Суворов С.А.2, Румянцев В.И.1
1.ООО Вириал
2.Санкт-Петербургский государственный
Технологический институт (ТУ)

2. Цель работы Разработка состава исходной смеси, с возможностью проведения предварительной механической обработки на прессованных

заготовках, без потерь свойств после
спекания

3. Основные типы используемых временных связующих

Полиакриламид
Модифицированный алкан
Поливиниловый спирт

4.

Номер
п/п
Марка связующего
Flopam FO4115SH
1
Flopam AN910PWG
2
OPTAPIX AC 112
3
METAMAX B29
4
5
Flopam
FO4440SH
Specfloc A 7950-20
6
OPTAPIX PAF2
7
КМ5033
8
Описание
Растворител
ь
Рекомендуемая
концентрация %, по
сухому веществу
Катионное полиакриламидное
временное связующее,
флокулянт
вода
1-3
Анионное полиакриламидное
временное связующее,
флокулянт
вода
Полимерное связующее
средство временного действия
вода
Полимерное связующее
средство с эффектом
ингибитора
Катионное полиакриламидное
временное связующее,
флокулянт
вода
Анионный полиакриламид,
временное связующее,
флокулянт
вода
Временно действующее
связующее средство на основе
поливинилового спирта
вода
Временно действующее
связующее средство на основе
модифицированного алкана
этанол
ρнасыпная, г/см3
0,510
0,5-2
0,548
0,5-4
0,514
2,5-5
0,500
вода
0,5-2
0,599
0,5-2
0,640
2-5
0,496
1-3
0,617

5.

Марка материала
VCS20
Исходные
компоненты
Si3N4,
Pangea/UBE
Al2O3, Nabaltec
Y2O3, Pangea/
Неваторг
РАЗМЕРЫ
ЧАСТИЦ
d50=1,0мкм
d50=0,9мкм
d50=8,0мкм
График кривых прессуемости для всех
типов используемых связующих
Номер
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Марка
ρ
, г/см3
связующего прессовки
Flopam
1,79
FO4115SH
Flopam
1,76
AN910PWG
OPTAPIX
1,76
AC 112
METAMAX
1,76
B29
Flopam
1,78
FO4440SH
Specfloc A
1,80
7950-20
OPTAPIX
1,76
PAF2
КМ5033
1,79
Прочность при
изгибе, МПа
10,230±50
9,210±50
5,200±50
6,220±50
10,210±50
10,198±50
3,190±50
5,8±0,9

6.

План эксперимента
Операция
Содержание оп.
Оснастка
РИ
Фрезерная универсальная
Сверление радиальных отв. Ф4 - 2
шт.
3х кулачковый патрон с
делительной головкой,
графитовая разрезная вставка
Спиральное
сверло Ф4
Проходной
отогнутый
резец с
напайной
твердосплавно
й пластиной
Точение наружной поверхности
3х кулачковый патрон,
графитовая разрезная вставка
Токарно-винторезная
Проходной
прямой резец с
напайной
твердосплавно
й пластиной
Проходной
отогнутый
резец с
алмазной
пластиной
Спиральное
сверло Ф6
Обработка осевого отверстия
3х кулачковый патрон
Расточной
резец из
твердого
сплава

7.

8.

9.

Материал
ТУ
Плотность,
г/см3
Прочность
при изгибе,
МПа
Компрессионноспечен
ый Si3N4-Al2O3-Y2O3
(VCS20)
ТУ 1976-02323042805-2012
3,26
850
Твердость по
Виккерсу, ГПа
15,5
Трещинностойкость,
МПа·м1/2
5,0

10. Проблемы, которые были решены при отработке технологии обработки

11. Пример выполненного изделия по отработанной технологии обработки заготовки до спекания

стаканы-вкладыши предварительно
механически обработанные
спеченные стаканы-вкладыши

12. Выводы