Спосіб виготовлення карбідкремнійових виробів

1 Спосіб виготовлення карбідкремнійових виробів, який передбачає виготовлення текучого шлікера із зв'язуючим, формування виробу шляхом заливки шлікера в форму, термообробку при температурі видалення зв'язуючого і реакційне спікання, який відрізняється тим, що після термообробки при температурі видалення зв'язуючого здійснюють просочення отриманих формовок вуглецевмісною органічною речовиною, яка знаходиться в рідинному стані 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як зв'язуюче використовують парафін 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як зв'язуюче використовують парафін з добавкою олеїнової кислоти, КІЛЬКІСТЬ якої не перевищує 0,2% від маси парафіна 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що при виготовленні текучого шлікера використовують порошки карбіда кремнія поліфракційного складу Винахід відноситься до порошкової металурги, а саме до технології виробництва вогнетривких фасонних карбідкремнійових виробів Відомий спосіб виготовлення карбідкремнійових виробів [див патент ФРГ №2837900 МПК С04В35/56, опубл 1980 р ] , який передбачає виготовлення шихти шляхом змішування порошків карбіду кремнію, вуглецю і як зв'язуючого - розчину бакелиту, формування виробів з вуглецевого волокна, просочення їх водною суспензією графггу сушіння, наступна полімеризація зв'язуючого, реакційне спікання виробів шляхом просочення їх розплавленим кремнієм і високотемпературний обжиг Недоліками цього способу слід вважати наступне - низька КІЛЬКІСТЬ карбіду кремнію у виробах і, як наслідок, відсутній жорсткий каркас, крім того неоднорідний розподіл компонентів в об'ємі виробів, - оскільки при формуванні виробів можливе використання лише закритих пресформ, ускладнюється до неможливості отримання фасонних виробів Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого нами є спосіб виготовлення карбідкремнійових виробів [див Патент США № 4127629, МПК С04В 35/56, опубл 1980 р ] , який передбачає виготовлення текучого шлікера із зв'язуючим, формування виробу шляхом заливки шлі кера в форму, термообробку при температурі видалення зв'язуючого і реакційне спікання, причому як зв'язуюче використовується вуглецьвмісна речовина - змішаний з водою полімер, яка схоплюється і твердіє при температурі меншій за 200°С з отриманням інертного до кислоти матеріалу, при формуванні виробів шлікер заливають в гіпсову форму, потім форму разом з відливкою піддають термообробці для видалення зв'язуючого і схоплення полімеру Це сприяє підвищенню початкової структурної МІЦНОСТІ виробу Гіпсову форму після цього обробляють кислотою для її руйнування, що облегшує видалення відливки Отформований виріб піддають реакційному спіканню (обжигу), для отримання текучого шлікера в порошок карбіду кремнію необхідно додати приблизно 40 об'ємних ВІДСОТКІВ зв'язуючого (води з полімером), але після видалення зв'язуючого у відливках залишаються пори, які в процесі наступного реакційного спікання частково заліковуються (заповнюються) так званим, вторинним карбідом кремнію, для утворення якого необхідний вуглець отримується шляхом коксування полімера при нагріванні Залишковий об'єм пор у виробах заповнюється надлишковим (вільним) кремнієм Недоліки цього способу такі - низька КІЛЬКІСТЬ карбідної фази у виробах, оскільки частина вуглецьвмісної речовини залишається на границях зерен матеріалу формовки і тому виникають незаповнені вуглецьвмісним матері (О (О ю 45166 алом пори, які обумовлюють неможливість отритання додатково високотемпературної обробки, мання монолггної структури з великим вмістом кащо помітно знизить собівартість пропонованої техрбідної фракції, внаслідок - значно зменшується нологи Зрозуміло, що в цьому випадку значно зниЗНОСОСТІЙКІСТЬ отриманих виробів, зяться витрати електроенергії і робочого часу на виготовлення одиниці продукції, крім того можливо - необхідність застосування гіпсових форм раобійтись без використання складного і коштовного зового використання підвищує собівартість процевисокотемпературного обладнання Особливо сутсу, а також обмежує збільшення форм і розмірів тєвим буде економічний ефект від використання виробів, даної низькотемпературної технології при крупно- вільна заливка шлікера не забезпечує рівносерійному виробництві виробів складної форми і густинність матеріалу в об ємі відливки великих габаритів Дотогож, при використанні для В основу винаходу поставлено задачу такого виготовлення текучого шлікера порошків карбіду вдосконалення способу виготовлення карбідкремкремнію різної зернистості додатково підвищиться нійових виробів, при якому за рахунок введення густина формовки операції просочення сирих формовок вуглецевмісною речовиною, яка знаходиться в рідинному стаПриклад конкретної реалізації пропонованого ні, а також вибору іншого зв'язуючого забезпечуспособу ється можливість підвищення вмісту карбідної фаВиготовляли текучий шлікер з зв'язуючим тази виробів, рівногустинність матеріалу в об'ємі відким чином ливки, що призведе до підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ В ємності для виготовлення шлікера розплавотриманих виробів, крім того розширяться техноляли наважку зв'язуючого, як таке використовувалогічні можливості процесу за рахунок розширення ли парафін (11г), потім добавляли наважку карбіду форм і розмірів отриманих виробів з одночасним кремнію (79г), прогрівали до 100°С і замішували до зменшенням собівартості процесу утворення однорідної маси Аби виключити наявність повітря в шлікерній масі, процес замішування Для рішення цієї задачі у способі виготовлення закінчували під розрядженням 5 х 10 3 мм рт ст В карбідкремнійових виробів, який передбачає вигошлікер можна вводити або ні кокс В разі відсутнотовлення текучого шлікера із зв'язуючим, формусті в шлікері коксу отриманий замішаний карбід вання виробу шляхом заливки шлікера в форму, кремнію заливають у форму Якщо в шлікер необтермообробку при температурі видалення зв'язуюхідно ввести вуглець (кокс) у замішаний текучий чого і реакційне спікання, згідно з винаходом після шлікер додають наважку порошку нафтового кокса термообробки при температурі видалення зв'язую(10г) і розмішують до однорідної маси Готовий течого здійснюють просочення отриманих формовок кучий шлікер розливають у розбірну форму під тивуглецевмісною органічною речовиною, яка знахоском 6кгс/см2 Потім форму охолоджують для крисдиться в рідинному стані, при цьому оптимальним талізації зв'язуючого під тиском Форму розбирає, коли як зв'язуюче використовують парафін або ють і видаляють виріб (відливку) Процес лиття як зв'язуюче використовують парафін з добавкою продовжується від долей хвилини до десятків хвиолеїнової кислоти, КІЛЬКІСТЬ якої не перевищує 2% лин в залежності від розмірів виробу Отримані вивід маси шлікера, а при виготовленні текучого шліроби укладають у піддони на шар прокаленого гликера використовують порошки карбіда кремнія з рінозему товщиною більше 20мм на відстані один зною зернистістю від одного 5мм і більше, зверху вироби засипають Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю шаром глинозему товщиною більше за 20мм Підознак, що заявляється і технічними результатами, дони завантажують у піч (сушильний шкап) вклюякі досягаються при її реалізації, полягає у наступчають нагрівання і підвищують температуру до ному 200°С, витримують 16 годин Засипка глинозему Завдяки здійсненню додаткової операції, описприяє поступовому видаленню зв'язуючого Після саної вище, забезпечується можливість введення цього вироби складають на перфоровану підвіску і в пори сирої формовки органічного наповнювача заринають її у ванну з розплавленою просочуючою (більше 10 мас ВІДСОТКІВ), ЯКИЙ змочує поверхню речовиною (крекінговим залишком), витримують пор після його ствердження або полімеризації при протягом години при температурі 400°С Після температурі, що не перевищує 200°С При навугцього вироби разом з ПІДВІСКОЮ вивантажують з лецьовуванні виробів пропонованим способом об'ванни і з ПІДВІСКОЮ ставлять у піч для термообробєм пор в них більш ,ніж на 50 ВІДСОТКІВ заповнюки і коксування при нагріванні до 380°С, потім дається коксом, який в процесі реакційного спікання ють ізотермічну витримку протягом 15хв для стабівзаємодіє з розплавленим кремнієм при темпералізації температури Піч розігрівають до температурі 1412°С, утворюючи так званий вторинний картури 480°С зі швидкістю 40 град, за год Протягом бід кремнію, останній заліковує пори у виробах, на коксування просочуючий матеріал (крекінговий забільш, ніж 72,5 ВІДСОТКІВ їх об'єму і зрощує між солишок) розкладається на летучі вуглеводні, вобою окремі зерна первинного карбіду кремнію, день і кокс Кокс рівномірним шаром вкриває повеутворюючи при цьому монолггний виріб з підвищерхню пор у виробах, зв'язує зерна карбіду і перними експлуатаційними характеристиками (МІЦНІСвинного коксу, що надає більшої МІЦНОСТІ виробам ТЮ на стиск розрив, згин, модулем пружності, тердо реакційного спікання, а газоподібні складові звімостійкістю, окалиностійкістю, теплопровідністю і трюються, утворюючи систему пор, які сполучут д ) А оскільки просочення пропонується здійснюються між собою, що сприяє просочуванню вировати після низькотемпературної операції - видабів розплавленим кремнієм Закоксовані вироби лення зв'язуючого (найкраще парафінового), тобто піддають реакційному спіканню, розташовуючи їх в сирих виробів, з'являється можливість отримати тиглях з силіційованого графггу, які встановлюють ВИСОКОЯКІСНІ карбідкремнійові вироби без викорис 45166 у піч при нагріванні у захисному середовищі При значно меншу КІЛЬКІСТЬ ВІЛЬНОГО кремнію (більшу температурі 1412°С кремній плавиться, краплі розКІЛЬКІСТЬ карбідної фази) Стає можливим виробляплаву поглинаються виробами, пори заповнюютьти ВИСОКОЯКІСНІ вогнетривкі і ЗНОСОСТІЙКІ вироби без ся і відбувається взаємодія кремнію з залишковим обмежень форми і розмірів, здатних довгий час вивуглецем (коксом) Утворюється, так званий, втотримувати окислювальне середовище при темперинний карбід кремнію, який цементує зерна перратурі до 1650°С без зниження при цьому МІЦНОСТІ винного карбіду кремнію і поступово заповнює поІ твердості Виливні форми (розбірні) можна вигори виробів КІЛЬКІСТЬ вторинного карбіду залежить товляти багатомісними з легко оброблюваних мавід КІЛЬКОСТІ коксу в порах виробів Із збільшенням теріалів (алюмінію, пластмаси ) Повністю відпатемператури процес утворення вторинного карбідає необхідність у громіздкому, вельми коштовноду, тобто зменшення КІЛЬКОСТІ вільного кремнію і му обладнанні Тому пропонований спосіб має вільного вуглецю прискорюється, формування особливо велике народногосподарське значення структури виробів завершується при температурі Таких виробів гостро потребують керамічна проми2000°С Вироби витримують при цій температурі словість (вогнеприпас фарфорових заводів - капкілька годин для випаровування залишкового кресули, плити, стійки), металургійна промисловість мнію з їх поверхні і остаточного формування струк(футеровка шахт, доменних пічок, чохлів термопар тури матеріалу виробів ХІМІЧНИЙ аналіз і металопогружения, футеровка електролизерів для отриграфічні дослідження зразків виробів, отриманих мання алюмінію, жолоба для електронагрівальних за винаходом і за прототипом, показують, що зразколодязів блюмінгів), гірничорудна промисловість, ки, отримані за пропонованим способом .містять енергетика та ш ДП "Український інститут промислової власності "(Укрпатент) Україна, 04119, Киів-119, вул сім'ї Хохлових, 15 (044) 456-20-90