Спосіб виготовлення цирконієвих виробів
Номер патенту: 18390
Опубліковано: 25.12.1997
Автори: Усатіков Іван Федорович, Гальченко Тетяна Георгіївна, Шулик Ірина Германівна, Чуднова Наталія Михайлівна
Формула / Реферат
Способ изготовления циркониевых изделий путем получения стабилизированного диоксида циркония, измельчения его, покрытия зерен полученного циркониевого наполнителя смесью технического лигносульфоната и метилцеллюлозы, прессования заготовок и их обжига, отличающийся тем, что стабилизированный диоксид циркония получают плавлением последнего со смесью стабилизаторов и в соотношении от 1 : 23 до 10 : 17, для покрытия зерен стабилизированного циркониевого наполнителя используют смесь с соотношением технического лигносульфоната и метилцеллюлозы от 1,5 : 1 до 2,2 : 1,8, готовят гранулированный наполнитель из зерен электроплавленного периклаза увлажнением его суспензии поверхностно-активной пасты на основе оксиэтилированных спиртов в глицериновом гудроне при их соотношении от 1 : 160 до 4 : 300 и накаткой на его поверхность оболочки из сырьевого тонкомолотого диоксида циркония при соотношении зерна и оболочки от 4,9 : 1,4 до 4,05 : 1, а затем смешивают циркониевый и гранулированный наполнители, при этом компоненты в смеси берут в следующем соотношении, мас.%:
Текст
Изобретение относится к изготовлению циркониевых изделий, используемых для футеровки различных тепловых агрегатов, подвергающейся в службе воздействию резких температурных колебаний и в качестве конструкционного материала, Известен состав и способ изготовления циркониевых керамических изделий, включающий предварительное приготовление смеси с твердым раствором одного из стабилизаторов: оксидов иттрия, кальция, магния, церия, самария и порошка диоксида циркония, смешение, формование и спекание на воздухе. При приготовлении порошка диоксида циркония с твердым раствором стабилизатора при использовании оксида иттрия, концентрация последнего в порошке составляет 6 - 30мол.% в случае использования одного из оксидов: кальция, магния, иттрия их концентрации составляет 15 - 80мол.%, - 20 - 30мол.% и 10 - 80мол.%. Изготовление изделий по этому способу обеспечивает значительное снижение температуры спекания керамики из диоксида циркония при сохранении ее прочности. Эти керамические изделия предназначены для производства подшипников и режущего инструмента [1]. Однако такие циркониевые керамические изделия характеризуются низкой термической стойкостью и не обеспечивают сохранения целостности огнеупорной футеровки. Этот недостаток в значительной мере устраняется путем формования изделий из порошковой смеси монофракционного гранулометрического состава с диаметром частиц менее 1,5мкм, предварительно полученной тонким измельчением диоксида циркония в вибромельнице, смешанной со стабилизирующими добавками оксидов иттрия, церия, затем подвергнутой воздушной классификации и последующего обжига изделий при 1100 - 1700°C. Поучение термостабильной высокопрочной керамики, сохраняющей свою форму и прочность в течение длительного времени эксплуатации обеспечивается также составом, слагающимся диоксидом циркония с добавками оксидов иттрия и церия,. взятых соответственно в количестве (мол.%: 1,5 - 5 и 1 5,5, однако авторы отдают предпочтение введению 2 - 3мол.% и 2 - 4мол.% при этом средний размер зерен диоксида циркония составляет £10мкм, предпочтительнее £2мкм [2]. Указанные керамические изделия предпочтительны для изготовления деталей двигателей, насосов, ножей и пр. Но и в этом случае не достигается достаточно высокая термическая стойкость огнеупорных изделий, а также вследствие этого сохранение целостности огнеупорной футеровки. Наиболее близким техническим решением является способ изготовления огнеупорных циркониевых изделий, включающий двухстадийное измельчение частично стабилизированного оксидом иттрия вначале по сухому, а затем мокрому способам (причем для мокрого измельчения мелющие тела изготавливают с открытой пористостью 0,7 - 10% из материала спекающей или стабилизирующей добавки - корунд, периклаз, алюмомагниевая шпинель), последовательные: сушку изготовленного шликера, его измельчение на валках и гранулирование с одновременным покрытием образованных гранул слоем комбинированной суспензии, слагающейся техническим лигносульфонатом (8 - 10%), метилцеллюлозой (2,5 - 5), полиакриламидом (2,5 - 5,0) и водой (остальное), гидростатическое прессование изделий, их сушку и двухступенчатый обжиг при температуре 1200 и 1580°C и парциальном давлении кислорода 2,103 - 2,104Па [3]. Но и в этом случае циркониевые изделия, изготовленные по указанному способу и из шихты известного состава не обладают достаточной высокой термической стойкостью. Цель изобретения - повышение термической стойкости циркониевых изделий. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления циркониевых изделий путем получения стабилизированного диоксида циркония, измельчение его, покрытие зерен полученного циркониевого наполнителя смесью технического лигносульфоната и метилцеллюлозы, прессования заготовок и их обжига, стабилизированный диоксид циркония получают плавлением последнего со смесью стабилизаторов и в соотношении от 1 : 23 до 10 : 17, для покрытия зерен стабилизированного циркониевого наполнителя используют смесь с соотношением технического лигносульфоната и метилцеллюлозы от 1,5 : 1 до 2,2 : 1,8, готовят гранулированный наполнитель из зерен электроплавленного периклаза увлажнением его суспензией поверхностноактивной пасты на основе оксиэтилированных спиртов в глицериновом гудроне при их соотношении от 1 : 160 до 4 : 300 и накаткой на его поверхность оболочки из сырого тонкомолотого диоксида циркония при соотношении зерна и оболочки от 4,9 : 1,4 до 4,05 : 1, а затем смешивают циркониевый и гранулированный наполнители, при этом компоненты в смеси берут в следующем соотношении, мас.%: Циркониевые изделия изготавливают следующим образом: исходный подвергают электроплавке в дуговий печи совместно с предварительно приготовленной смесью стабилизатора, слагающегося оксидами иттрия и церия. Сплавленный блок охлаждают, дробят, измельчают, рассеивают до получения требуемых фракций, после чего подвергают магнитной сепарации. Изготовленный электроплавленный циркониевый наполнитель увлажняют предварительно приготовленной смесью технического лигносульфоната с метилцеллюлозой, из расчета достижения влажности формовочной массы 2,5 - 3%. Гранулированную составляющую с размером гранул 0,2 - 0,5мм готовят путем накатки в чашевом грануляторе на предварительно увлажненные суспензией поверхностно-активной пасты на основе оксиэтилированных спиртов в глицериновом гудроне зерна электроплавленного периклаза с размером не более 0,2мм тонкомолотого сырого диоксида циркония. Затем увлажненный электроплавленный наполнитель смешивают с приготовленной гранулированной составляющей в двухлопастном смесителе в течение 5 - 10 минут. Из полученной формовочной массы формуют при давлении 100Н/мм 2 изделия, которые подвергают последовательно сушке и высокотемпературному обжигу при 1700 - 1750°C. На опытном заводе УкрНИИО изготовлена опытная партия циркониевых изделий согласно заявляемого и известного технических решений. Примеры выполнения способа, состав и свойства изделий приведены в таблице. Анализ данных, приведенных в таблице, свидетельствует о том, что проведенными испытаниями установлено повышение термической стойкости в 3 раза циркониевых изделий по сравнению с изделиями, изготовленными по известному способу. Технико-экономические преимущества предлагаемого способа обеспечат повышение срока службы футеровки теплового агрегата в 2 раза.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA method for making zirconium articles
Автори англійськоюUsatikov Ivan Phedorovych, Halchenko Tetiana Heorhiivna, Shulik Iryna Hermanivna, Chudnova Nataliia Mykhailivna
Назва патенту російськоюСпособ изготовления циркониевых изделий
Автори російськоюУсатиков Иван Федорович, Гальченко Татьяна Георгиевна, Шулик Ирина Германовна, Чуднова Наталия Михайловна
МПК / Мітки
МПК: C04B 35/48, C04B 35/622, C04B 35/04
Мітки: виробів, спосіб, цирконієвих, виготовлення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-18390-sposib-vigotovlennya-cirkoniehvikh-virobiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення цирконієвих виробів</a>
Попередній патент: Пристрій для перевірки нівеліра
Наступний патент: Шихта для виготовлення заправного матеріалу для ремонту футеровки металургійних печей
Випадковий патент: Пристрій для обробки стовбура свердловини