150817. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hő- és oxidációálló testek előállítására

4 150.81? esetekben a porozitás 30 térfogatszázalékról 5% alá csökken, a korrózió ellenállóképesség jelentékenyen nő, különösen olyan esetben, ha a szili cid összetételét úgy választjuk meg, hogy a telítési eljárás után a M0SÍ2 képletnek feleljen meg, vagy pedig valamivel kevesebb, pl. 34—36% szilíciumot tartalmazzon. Hosszas kísérletek alapján az is bebizonyosodott, hogy az előzetesen kialakított szilíciumtartalmú ötvözettel telítendő alaktest pórustérfogatának méretei döntő befolyást gyakorolnak a véglegesen kialakított test tulajdonságaira. Ha az előzetesen kialakított test átlagos pórusátmérőinek nagy többsége 10 mikron méretű és ezt a testet szilicium-molibdén ötvözettel telítjük és hőkezeljük oly módon, hogy a végtermék szüiciumkarbidet és MoSÍ2-t tartalmazzon pórusaiban, gyors lehűtés útján azt érjük el, hogy a MoSiv számtalan apró kristálymagra esik szét, amelyek átlagos átmérője l'O mikron körüli méretű. Ha ezek után a testet a M0SÍ2 átkristályosításához szükséges hőmérsékletre, vagyis 1000 C° körüli hőmérsékletre hevítjük fel, akkor a kis kristálytöredékek ismét összenőnek nagyobb szemcsékké, amelyek lehűtéssel ismét szétesnek. Ez a jelenség a végtermék számos tulajdonságát, többek között elektromos ellenállóképesságét és mechanikai szilárdságát befolyásolja. Az elektromos ellenállóképességre gyakorolt befolyás különösen kézenfekvő, és a termék elektromos ellenállóképességének lehűtés után való nagy mértékű emelkedésében nyilvánul meg. Az elektromos ellenállóképesség növekedése adott esetben több száz százalék is lehet és késleltetéssel is párosulhat, amelyét többek között az is bizonyít, hogy az elektromos ellenállóképesség pár nappal a lehűtés után is növekszik. Az ilyen termékek nyilvánvalóan alkalmatlanok pl. elektromos ellenállásanyagként való felhasználásra. A lehűtéssel együttjáró káros hatás feltehetőleg azzal van kapcsolatban, hogy a SiC és a fémes alkotórész különböző hőkiterjedési együtthatóval bír. A találmány szerinti eljárás további előnye az, hogy a fentiekben vázolt káros tényezőket előnyösen kiküszöbölhetjük. Ha úgy járunk el, hogy a pórustelítő fémes anyag két különböző olyan fázisból áll, amelynek átlagos szemcsenagysága 20 mikronnál finomabb, előnyösen 10 mikron körüli értékű, akkor a fentebbi hátrányokat kiküszöbölhetjük. Ez meggátolja a fémes fázis lehűtési karakterisztikáinak olyan káros tulajdonságát, amelyek egy fémes fázis esetén forognak fenn. Legalább két fémes fázis jelenléte gátló hatást fejt ki a magas hőmérsékleteken bekövetkező szemcsenagyság durvulására, ugyanúgy mint a lehűtésnél bekövetkező szemcse szétesésére is. A fémes fázis összetétele különböző módokon befolyásolható. Egyik módszer az, hogy a telítő fémötvözet összetételét úgy választjuk meg, hogy a kívánt fázisokat a végtermék is tartalmazza. Másik módszer szerint pedig úgy járunk el, hogy a telítendő test hőkezelését szabályozott összetételű légkörben kivitelezzük ,oly módon, hogy a fémes komponensben a hőkezelés folyamán új fázisok keletkezzenek. így pl. ha szenítő légkörben dolgozunk, akkor a szilícium teljes feleslege, amely vagy a szemcsék határfelületein a széttört szilicid magok között vagy a szilicíd tömegén belül keletkezik, in situ átalakul sziliciumkarbiddá. Különös jelentőséggel bírnak azon testek, amelyekben a fémes komponens vagy teljes egészében vagy részben M0SÍ2. A találmány szerint, ha a telítő fémötvözet az alábbiakban felsorolt fémek közül egyet vagy többet tartalmaz, akkor elkerülhetjük a szemcsék szétesését, illetve összenövését. Ilyen fémes elemek a W, Cr, Ta, Nb, V, Ti, Zr,*Hf, B, Mn, Fe, Co és Ni. A fémes komponens ilyen esetben legalább két fázist tartalmaz, az egyik előnyösen a szabályos tetragonális M0SÍ2, a másik vagy többi fázis pedig vegyes szilicídekből áll. Ha pl. Cr adalékot alkalmazunk, akkor a fémes komponens két fázisból áll, az egyik a tetragonális M0SÍ2, a másik pedig a (Mo,Cr)SÍ2 képletnek megfelelő, hexagonális vegyes szilicid. Ebben az esetben a M0SÍ2 kis menynyiségű CrSi2-t felold, de jellemző tetragonális M0SÍ2 szerkezetét megtartja. Célszerű, ha a Cr vagy hasonló adalékok beépítése kis mennyiségben, 1—15 súly0/,), előnyösen 5 súly%-ban történik. Ha a pórusok telítése vagy azt követő hőkezelés szenítő légkörben lesz kivitelezve, akkor — mint fentebb említettük — a felesleges szilícium egy része in situ SiC-á alakul át. Az így kialakult sziliciumkarbid kristályok szemcsenagysága 1—10 mikron és a fémes komponens belsejében alakulnak ki. Ezek a végtermék minőségét rendkívül előnyös módon befolyásolják. A szenítő kezelést CO-aL 10—60 perc alatt 1700 és 19-00 C°-on végezzük. 5—16. példák: A következő táblázatban közölt 12 kísérlet a találmány szerinti eljárás kivitelezésének különböző módjait szemlélteti. Az összes kísérletet az alábbi módon hajtottuk végre: 3-0%-os porozitású, átkristályosított sziliciumkarbid rudakat grafit tégelybe helyeztünk, a rudakat a tégelytől szilicid-por réteggel különítettük el. A rudak átmérője 12,5 mm, a rudakban kialakított körkörös furat átmérője 4,0 mm. A szilicidpor-réteg vastagsága 3,0 mm. A grafit tégelyt gyors ütemben felfutjuk 2'0O0 C°-ra és ezen a hőfokon tartjuk 15 percig. Lehűtés után a pórustelített testek következő tulajdonságait határoztuk meg: fajsúly, elektromos ellenállóképesség 20 C°-on, súlynövekedés és elektromos ellenállóképesség változás 1500 C°-on végzett oxidáció után. A szílicidpor összetétele 4 rész M0SÍ2, szemcsefinomsága 10 mikron, 1 rész sziliciumpor, szemcsefínornsága 43 mikron alatt: ezenkívül 5 súly%-ban a következő elemcsoportot alkalmazzuk: Cr, V, Co, Ta, Zr, W, B, Ni, Fe, AI és Mn. A 16 jelzésű kísérlet összehasonlítási célból külön adalék hozzátétele nélkül készült.