Способ изготовления неметаллических нагревателей

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 120478 (21) 2604002/24-07с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 2503,80. Бюллетень М 11Дата опубликования описания 250380 Н 05 В 3/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Д,Б.Миньков, Н,Н,Иванов, Б,И. ПолякГ,В.Агеева, Ф,Е,Сорокина и В,К,Захаренков Подольский завод огнеупорных изделийи Московский химико-технологическийинститут имени Д,И,Менделеева(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ Изобретение относится к способамизготовления неметаллических нагревателей, например,из карбида кремния для резистивных электрических печей, применяемых для термообработки металлов и неорганических материалов в .диапазоне температур 1200-1400 С,Известен способ изготовления нагревателей из карбида кремния, у которых активная часть и выводы представляют одно целое, где выполняют пропитку выводных концов кремнием или уиаилицидом молибдена при 2100- 2300 С 11, Однако по этому способу при достаточно большой длине выводов 15 из пропитка становится технически сложной и малопроизводительной и образуются микротрещины на активной части нагревателя, которые резко снижают термостойкость, а следовательно 2 О надежность нагревателей в службе.Известен способ, согласно которому формуют активную часть и выводы нагревателя, обжигают активную часть, пропитывают выводы, а затем склеивают активную часть и выводы органическим клеющим составом и силицируют клеевой шов в засыпке из кремния при нагреве склеенного нагревателя до температуры 1900 С с последующим от- ЗО жигом и охлаждением (2, Недостатокэтого способа заключается в том, чтоактивная часть и выводы нагревателяпроходят высокотемпературную обработку не менее трех раз, а отсюда, весьма низка производительность и великиэнергозатраты, что мешает массовомупроизводству нагревателей.Цель изобретения состоит в повышении надежности карбидкремниевых нагревателей и сокращении технологическогопроцесса изготовления нагревателейФс пропитанными выводами,Эта цель достигается тем, чтосилицирование шва ведут одновременно и совместно с пропиткой выводапутем погружения их в расплав кремнийсодержащего материала на время неболее 5 мин,При склеивании выводы могут бытькак необожженными, так и обожженными,В качестве необожженных выводов могутв частности, использоваться отрезкиотформованной активной части.Разделение вывода и активной частинагревателя швом устраняет появлениепри пропитке термических микротрещинна активной части,При осуществлении предлагаемогоспособа в устройствах для пролитии,723799 Формула изобретения Составитель А,Ходатаева Редактор Н.Козлова Техред Н.Бабурка Корректор Т.СквооцоваЗаказ 459/44 Тираж 885 Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,4 где возможна окислительная атмосфе-ра над расплавом, клеевой шов предохраняют от выгорания покрытием егослоем напыленного алюминия. Этотслой исчезает при взаимодействии спропиточным расплавом,5П р и м е р 1Активную часть ивыводы нагревателя диаметром 30 ммформуют иэ массы на.основе зернистого карбида кремния трамбованием, выдавливанием или другим известным 0способом и обжигают в атмосфере, содержащей кремний или его соединения.Затем обожженную активную часть и выводы отрезают на заданную длину и наих .торцы, подлежащие соединению, наносят слой клеюшего состава пасты)толщиной 0,5-0,8 мм, Затем части приводят в соприкосновение и производятвыравнивание и закрепление с помощьюструбцины или другим способом, Склеенный нагреватель укладывают на металОлический лоток и высушивают при температуре отверждения пасты. Послесклеивания нагревателя медленно погружают конец нагревателя до дальнейграницы шва в тигель с расплавом сле= 25дующего состава, вес.В: кремний 96,алюминий 4, карбид бора 1, перегретым до температуры выше 1900 С, Ъыдержка в расплаве составляет 2 минзатем производят погружение в рас- Зрнлав другого, конца нагревателя, Таким способом изготовляют нагреватели размером 30 х 600 х 400 мм.П р и м е р 2, Обожженную активнуючасть, изготовленную любым известнымспособом из рекристаллиэованного кар.бида кремния, и отрезки активной части, используемые для выводов, соединяют клеющей пастой, состоящей иэуглерода, карбониэующегося связующего и воды, и имеющей консистенцию 4 Огустой сметаны, выравнивают и закрепляют до полного отверждения пасты,После отверждения концы нагревателяпогружают в расплав дисилицида молибдена с добавкой (10-15 вес.Ъ) 45кремния с выдержкой при 1900-2000 Св течение 2-3 мин.В вышеописанных примерах расплавготовится в тигле, обогреваемом в индукционной или реэистивной электропечи с угольным трубчатым нагревателем.Предлагаемый способ изготовления неметаллических нагревателей обеспечивает следующие преимушества по сравнению с существующими - воэможность получения термомеханически прочного нагревателя, особенно в зоне шва и вблизи нее; сокращение технологического процесса и энергозатрат; снижение брака,Предлагаемый способ позволяет изготовлять нагреватели повыденного качества при меньшей себестоимости. 1. Способ изготовления неметаллических нагревателей, например,из карбида кремния, при котором формуютактивную часть нагревателя и выводы,обжигают активную часть, склеивают еес выводами клеюшим органическимсоставом, силицируют клеевые швы притемпературе не ниже 1900 С и пропитывают выводы кремнийсодержащим материалом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностинагревателя и сокращения технологического процесса, силицирование шваведут одновременно и совместно с пропиткой вывода путем погружения их врасплав кремнийсодержащего материала на время не более 5 мин,2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что перед склеиваниемобжигают выводы нагревателя. 3Способ по пп,1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что при наличииокислительной атмосферы над пропитывающим расплавом шов перед пропиткойпокрывают слоем напыленного алюминия,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3137590,кл, 117-201, опублик. 1964.2, Патент США М 3094679,кл, 338-330, опублик,1963,