Способ покрытия керамических форм пиролитическим углеродом
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1386356
Авторы: Александров, Дубровин, Кулаков, Шадрин
Текст
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 1386 А 1(51)4 В 22 С 9/04, 3/00 ПО Д ИОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ аспас нщ(54) СПОСОБ ПОКРЫТИЯФОРМ ПИРОЛИТИЧЕСКИМ У АМИЧЕС КИХРОДОМ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР9 289867, кл. В 22 С 3/00, 1966.Кустов Б.И. и др. Коксовый газ.М.: Металлургия, 1966, с. 30,Авторское свидетельство СССРУ 346015, кл. В 22 С 9/04, 1968,Авторское свидетельство СССРР 850267, кл. В 22 С, 9/04,В 22 С 9/12, 1979,(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к призводству литья из тугоплавких металлов и сплавов. Цель изобретенияповышение качества форм за счет увеличения их прочности и улучшения качества пиролитического покрытия. Этодостигается тем, что прогретые формызагружают в замкнутую емкость, в которую засыпают уголь или пек в количестве 50-140 кг на 1 м объема емкости при коэффициенте ее заполненияформами, равном 0,1-0,6. Выделяющиеся при пиролизе углеродсодержащегоматериала (угля или пека) летучие вещества создают в замкнутой емкостиизбыточное давление, которое поддерживается в пределах 0,03-0,2 ати.Если давление в замкнутой емкостипадает ниже 0.03 ати, то в реакторпериодически добавляют новые порцииуглеродсодержащего материала. Пропитывание форм пиролитическим углеродом происходит качественно и быстро,а формы, пропитанные пироуглеродом,увеличивают свою прочность в 1,3 -1,9 раз, 1 э,п. ф-лы.Изобретение относится к литейному производству и .может найти применение в производстве литья иэ тугоцлавких металлов и сплавов.Цель изобретения - повышение качества форм за счет увеличения ихпрочности и улучшения качества пиролитического покрытия,Сущность изобретения заключается 10в том, что в закрытую емкость послепрогрева Форм загружают углеродсодержащий материал, преимущественноуголь или пек, в количестве 50-140 кгна 1 м объема реактора при каэффициенте его заполнения 0,1-0,6 и поддерживают в нем избыточное давлениевыделяющихся газов в пределах 0,030,2 ати, причем углеродсодержащийматериал загружают в реактор порциями периодически при падении в немизбыточного давления газов ниже0,03 ати.Керамические .формы, изготовленные, например, по выплавляемым моделям, устанавливают в контейнер, выполненный из жаростойкой стали, литниковыми чашами в специальные пазы,затем засыпают зернистой засыпкой сразмером частиц 0,2-1,0 мм на высоту 30примерно 1/3 - 3/4 высоты литциковойчаши. Контейнер закрывают крышкой, помещают и печь для нагрева форм до 9001100 С, 11 ри достижении заданной температуры через затвор в крышке контейнера, например шиберный, подаетсяпорция твердого углеродсодержащегоматериала,1 40В качестве такого материала целесообразно использовать коксующиесяугли с большыми выходом летучих, например угли марок ГЖ, Ж или пек каменноугольный.45Под действием высокой температурыпроисходит пиролиз углей и пеков.При этом из цих выделяется от 30 до603 летучих веществ, что создает избыточное давление в реакторе в пределах 0,03-0,2 ати.В состав выделившейся газообразной Фазы входят метан, непредельные,ароматические и другие тяжелые углеводороды, а также водород, азот,окись и дцоксид углерода, кислороди некоторые другие вещества.Смесь газов, омывая наружную попс рхцо ть керамической Формы, дцффуцдирует черо 1 с,т" цк форин к еевнутренней рабочей поверхности,При 900-1100"С углеципородцьц газыподвергаются иролпэу по реакцииС 11 С+ ИОбразуюшийся пироуглерод осаждается в порах и на рабочей поверхности литейной керамической формы.Газообразные продукты пиролиза сгорают в пространстве печи, при выходе из реактора-контейнера.Количество загружаемого угля определяется объемом реактораи коэффициентом его заполнения, являющегося отношением объема форм к объему реактора. Оптимальный коэффициент заполнения контейнера находится в пределах О, 1-0,6.Суммарная величина загрузки углеродсодержащих материалов в пределах 50-140 кг на 1 мобъема контейнера получена на внутренней поверхности формы 3-4 мас.7 пироуглерода, что обеспечивает форме необходимые свойства.Иасса загрузки зависит также от вида углеродсодержащего материала.11 ри использовании каменноугольного пека и углей с большим выходом летучих величина загрузки приближается к нижнему пределу, Применение углей с меньшим выходом летучих приводит к увеличению массы загрузки.Загрузка угля производится порциями периодически (размер порции 1/7 - 1/3 от суммарной массы загрузки) при падении в нем избыточного давления в контейнере выделяющихся газов ниже 0,03 атм, Размеры порций обеспечивают необходимую для сквозного насьпцения форм углеводородным газом величину избыточного давления в реакторе в пределах 0,03-0,2 атм.Время обработки форм составляет 1-3 ч в зависимости от массы загрузки, толщины керамической оболочки, размера и извилистости пор стенки формы, Чем больше масса загрузки, толще оболочка, меньше размеры пор и больше их извилистость, тем продолжительнее процесс обработки,П р и и е р. Формы изготовляют по выплавляемым моделям. Отливка типа стакан цз сплава ВТвысота отливки 150 мм, вцутреццц 1 диа 1386356 4Фметр 40 мм, толщина стенки 12 мм.Объем блока моделей 8 10 м .Формы изготовляют из электрокорундовой суспензии на этилсиликатномсвязующем, содержаг,ем 15-177 кремнезема. Вязкость суспензии для первогослоя по ВЗсоставляет 27-23 с, адля остальных 20-25 с, В качествеприсыпки для пеРвого слоя используютэлектрокорунд зернистостью 110 20. адля последующих зернистостью У 50.Всего наносят 8-9 слоев.Формы устанавливают в реакторконтейнер, выполненный из стали объемом 8 10 м вертикально литниковымичашами вниз, на 2/3 снизу литниковыечаши присыпают кварцевым песком.Коэффициент заполнения реактора определяют количеством установленных в 20него форм и он изменяется от 0,1 до0,6.Реактор с формами нагревают до1000 + 20 С.П р и м е р 1. В нагретый до 25о1000 С реактор с установленными фор.мами при коэффициенте заполнения О, 1подают жирный уголь порциями по 57 гс интервалами между загрузками 10 мин,Избыточное давление газов в реакторе 30после очередной загрузки за 70 минобработки составляет 400 г, т.е.50 кг на 1 м обьема реактора. Количество осажденного на рабочей поверхности формы пироуглерода 3,0 мас.7.Пример 2, В нагретый до1000 С реактор с формами при коэффициенте заполнения 0,3 подают жирныйуголь порциями по 152 г с интервалами 20 мин, Избыточное давление газов 40после очередной загрузки находится впределе 0,11 ати. Суммарная загрузказа 100 мин обработки 760 г, т.е.95 г на 1 м реактора. Количествоэосажденного на внутренней поверхности пироуглерода 3,5 мас,Х.Пример 3, Б .нагретый до,1000 С реактор с установленными формами при коэффициенте заполнения 0,6подают порции жирного угля по 224 гс интервалами между загрузками 30 минИзбыточное давление газов в реакторепосле очередной загрузки составляет0,2 ати, Суммарная величина загрузкиугля за 150 мин обработки составляет 1120 г, т,е, 140 кг на 1 м объе 55ма реактора количества осажденногона поверхности пироуглерода дает4 мас.Е,Прочность на изгиб исходных кер- мических форм составляет 60 70 кгс/см , а покрытых пироуглеродом 90-110 кгс/см, т.е. в 1,3-1,9 раза больше.Заливку опытных керамических форм, покрытых пироуглеродом по предлагаемому способу, производят в печи ВДПпри остаточном давлении 2.10 мм рт.ст. Формы выдерживают центробежную заливку без разрывов.Металлографический анализ литой поверхности опытных отливок показал, что глубина видоизмененного слоя на наружной поверхности составляет 0-50 мкм, а на внутренней 50 - 150 мкм.У отливок, полученных в керамических формах без пироуглеродногопокрытия, глубина видоизмененногослоя на наружных поверхностях 100150 мкм, а на внутреннгх 250-450 мкм,т.е. в 3,5 раза больше,Способ способствует получению качественного пироуглеродного покрытия с большой скоростью, уплотнение стенки форм пироуглеродом на всю толщину приводит к повышению прочности формы в 1,3-1,9 раз,Формула и з о б р е т е н и я1. Способ покрытия керамических форм пиролитическим углеродом, включающий нагрев формы в окислительной атмосфере, термическое разложение при пиролизе углеродсодержащего материала в замкнутой емкости и осаждение пиролитического углерода на поверхности формы, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с. целью повышения качества форм за счет увеличения их прочности и улучшения качества пиролитического покрытия, в качестве углеродсодержащего материала используют уголь или пек, который помещают в замкнутую емкость после нагрева формы в окислительной атмосфере в количестве 50 - 140 кг на 1 м объема емкости при коэффициенте заполнения формами емкости, равном О, 1-0,6, при этом в замкнутой емкости поддерживают избыточное давление на 0,03 - 0,2 атм, создаваемое летучими веществами при пиролизе углеродсодержащего материала.1386356 Составитель В.ИвановТехРед М, Коданич Корректор О, Кундрик Редактор С.Патрушева Заказ 1453/16. Тираж 740 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРло делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2, Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что углеродсодержащий материал загружают в замкнутую емкость порциями периодически при падении в ней избыточного давления.
СмотретьЗаявка
4081612, 13.05.1986
ЧЕЛЯБИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА
АЛЕКСАНДРОВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, КУЛАКОВ БОРИС АЛЕКСЕЕВИЧ, ДУБРОВИН ВИТАЛИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ШАДРИН ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
Метки: керамических, пиролитическим, покрытия, углеродом, форм
Опубликовано: 07.04.1988
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1386356-sposob-pokrytiya-keramicheskikh-form-piroliticheskim-uglerodom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ покрытия керамических форм пиролитическим углеродом</a>
Предыдущий патент: Способ изготовления форм по выплавляемым моделям
Следующий патент: Устройство для срезания излишков смеси
Случайный патент: Способ получения продуктов конденсации дициандиамида