Способ изготовления резистивного электронагревателя

(21) (22) аД ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4142534/24-0703. 11.86.(7 1) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промьппленности "Гипронинеметаллоруд" . (72) В,Г.Гаврилов, Б.С.Рильманшин, А.Л.Безбородов, А.В.Ляховский и А,Г.Золотухин(53) 62 1.365.48.002.2(0888) (56) Авторское свидетельство СССР В 1040628, кл, Н 05 В 3/42, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1291004, кл. Н 05 В 3/28, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИСТИВНОГО ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротермии, к технологии изготовления электронагревателей, предназначенных для работы в условиях заливки их рас плавленными металлами, например алюминием и его сплавами. Цель изобретения - расширение диапазона использования вплоть до обеспечения работоспособности по заливке расплавленнымметаллом. Слюдопластовое изоляционноеоснование с резистивным элементомпогружают в органосиликатную композицию вязкостью 11-12 с на 3-5 с,сушат при комнатной т-ре на воздухе30-60 с, наматывают слюдопластовуюоболочку, пропитанную алюмохромфосфатной или кремнеорганической связ- .кой, полученный узел термообрабаты"вают при 120-150 С не менее 1 ч,снова погружают в органосиликатнуюкомпозицию вязкостью 11-12 с на3-5 с, сушат сначала при комнатнойт-ре на воздухе 30-60 мин,затемтермообрабатывают сначала в свобод- щсном состоянии при 100-130 С в течение10-30 мин, а затем при 300-700 С впресс-форме под давлением 5"30 ИПа втечение 30-60 мин. Нагреватели, изготовленные предлагаемым способом, сприменяют для обогрева пресс-форм,в электрокипятильниках, утюгах иЬавйдругих промышленных и бытовых при фборах.МИзобретение относится к электротермии, а именно к технологии изготовления электронагревателей, предназначенных для работы в условияхзаливки их расплавленным металлом,например алюминием,Цель изобретения - расширениедиапазона использования вплоть дообеспечения работоспособности нагревателя при заливке его расплавленнымметалломСлюдопластовое изоляционное основание с резистивным нагревательнымэлементом погружают в органосиликатную композициювязкостью 11,012,0 с на 3-5 с, душат при комнатнойтемпературе 30-60 мин, закрытие слю допластовой изоляционной оболочкойосуществляют наматыванием листового 20слюдопласта, пропитанного кремнийорганическим или алюмохромфосфатнымсвязующим, полученный узел термообрабатывают при 120-150 С в течение1 ч снова погружают в органосиликатную композицию вязкостью 11,0-12,0 сна 3-5 с, сушат сначала при комнатной температуре 30-60 мин, а затемпри 100-130 С в течение 10-30 мин,а термообработку осуществляют в зажа- З 0том состоянии при 300-700 С под давлением 5-30 ИПа в течение 30-60 мин,Режим сушки при комнатной температуре (20+5 С на воздухе) в течение30-60 мин на первом этапе обусловленнеобходимостью отверждения органосиликатной композиции для проведенияпоследующих операций при условии,что не начнется процесс деструкцииорганосиликатного связующего. Термообработка узла при 120-150 С в течение .1 ч необходима для удаления изузла остатков влаги и связующего,Погружение узла на разных этапах ворганосиликатную композицию обусловлено необходимостью обеспечения фикса.ции й защиты резистивного элемента, слюдопластового основания ислюдопластовой оболочки от воздействия расплавленного металла.Вязкость органосиликатной композиции 11,0-12,0 с в обоих случаяхвыбрана исходя из условий надежногопроникновения композиции во все пустоты и поры узла нагревателя во второмслучае служит для образования на поверхности узла нагревателя слоя органосиликатной композиции толщиной 0,020,12 мм. Сушка узла на втором этапе (при 20+5 С на воздухе) в течение 30-60 мин, а затем при 100130 С в течение 10-30 мин необходимадля удаления растворителя из орга"носиликатной композиции без образования газовых пузырей и вздутий.При указанных температурах сушки и ихпоследовательности растворитель (толуол, бензол и др.) успевает продиффундировать через слой органосиликатной композиции, не нарушив ееи не образовав пузырей и вздутий.Термообработка под давлением5-30 МПа в интервале температур 300700 С проводится для интенсивнойдеструкции и удаления органическогообрамления и образования дополнительных химических связей между органо-.силикатной композицией и слюдопластомв виде кремнийкислородного каркаса собразованием качественного высоконагревостойкого покрытия. Указанныйинтервал давлений 5-30 МПа позволяет получить электронагревательныйэлемент заданных размеров с плотнойупаковкой многослойной изоляции безгазовых пузырей и уменьшить времятермообработки до 30-60 мин, Производить термообработку с прессованиемпод давлением без предварительнойтермообработки в одну стадию недопустимо, так как в этом случае органосиликатная оболочка приклеиваетсяк обкладкам устройства прижима,Зажатое состояние необходимо длянадежного сцепления изоляционнойоболочки с основанием нагревателя засчет ранее нанесенной на основаниеорганосиликатной композиции,П р и м е р 1 (прототип). На нижнюю плиту прессового устройства устанавливают изоляционное основание из слюдопласта марки ИТПФА размером 1,0 х 20,0 х 95,0, на внутреннюю поверхность которого нанесена жидкая, сметанообразная органосиликатная композиция марки ОС-03, на основании фиксируют резистивный нагревательный элемент из нихромовой проволоки Х 15 Н 60 диаметром 0,2 мм, устанавли вают верхнее изоляционное основание из слюдопласта марки ИТПФА, размером 1,0 х 20,0 х 95,0 мм с нанесенной на внутреннюю поверхность жидкой сметанообразной органосиликатной композицией марки ОС-03, затем узел подвергают прессованию при давлении1076 40 45 50 55 з14310 МПа и температуре 300 С в течение 10 мин,П р и м е р 2. На основание из слюдопласта ИТПФА размером 1,0 х 20,0 хх 95,0 мм наматывают резистивный нагревательный элемент из нихромовойпроволоки марки Х 15 Н 60 диаметром0,2 мм, Слюдопластовое основание срезистивным элементом окунают в органосиликатную композицию марки ОС-03 вязкостью 11,0 с на время; 5 с и подвергают сушке на воздухе прио20 С в течение 60 мин, затем на основаниес намотанным резистивным элементомнаматывают 6 слоев слюдопласта ГОФФАтолщиной 0,1 мм, предварительно увлажненного до клеенчатого состояния,полученный узел подвергают первичной термообработке при 150 С в течение 1 ч, затем узел окунают в органосиликатную композицию марки ОСвязкостью 11,0 с на 5 с, послечего узел сушат в течение 60 мин при20 С, по окончании сушки производяттермообработку,. первоначально при130 С в течение 10 мин в свободномсостоянии, затем при 300 С с прессованием под давлением 5 Г 1 Па в течение 60 минИзготовленные по указанному сгособу 10 электронагревателей для испытаний были залиты алюминиевымсплавом марки АЛметодом литья поддавлением, после заливки нагревателибыли подвергнуты испытаниям на электрическую прочность изоляции, Длясравнения были залиты этим же сплавом 10 нагревателей, изготовленныхпо способу-прототипу (пример 1).П р и м е р 3. На основание изслюдопласта ИТПФД размером 1,0 х 20,0 хх 95,0 размещают резистивный нагревательный элемент из нихромовой проволоки марки Х 15 Н 60 диаметром 0,2 мм.Слюдопластовое основание с резистивным элементом окунают в органосиликатную композицию вязкостью 12 с навремя 3 с и подвергают сушке навоздухе при 20 ф 5 С в течение 30 мин,Затем на основание с резистивнымэлементом наматывают 6 слоев слюдопласта ГИФКСтолщиной О, 1 мм, полученный узел подвергают первичнойстермообработке при 120 С в течение1 ч, затем узел окунают в органосиликатную композицию марки ОС-03вязкостью 12,0 с на 3 с, после чегоузел сушат в течение 30 мин при 2 С С,5 10 15 20 25 30 35 по окончании сушки производят термообработку при 100 С в течение 30 минв свободном состоянии, затем при700 С с прессованием под давлением30 Г 1 Па в течение 30 мин.Изготовленные по указанному способу 10 нагревателей были залитыалюминиевым сплавов и испытаны.Первоначально электронагревателибыли испытаны до заливки металломнапряжением 3750 В. После этого электронагреватели были . залиты алюминиевым сплавом АЛметодомлитья под давлением, залитые металлом электронагреватели были испытаны вначале напряжением 1250 В затемвыдержавшие это испытание электронагреватели были испытаны напряжением 3750 В, после чего напряжениебыло повышено до пробоя изоляции сцелью определения запасов прочностиизоляции.Все электронагреватели, изготовленные по предлагаемому способу,успешно выдержали испытания.Нагреватели, изготовленные предлагаемым способом, предназначеныдля замены широко распространенныхнагревателей марки ТЭН,при обогревепресс-форм, в электрокипятильниках,электрочайниках, электроутюгах идругих промышленных и бытовых приборах, За счет применения указанчых нагревателей сокращается применение металла от 0,05 до 0,4 кг наэлемент, ориентировочно снижаетсясебестоимость на 30-507.,Формула изобретения Способ изготовления резистивного электронагревателя, при котором на слюдопластовом изоляционном основании размещают резистивный нагревательный элемент, закрывают слюпопластовой изоляционной оболочкой и термообрабатывают с прессованием под заданным давлением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона использования вплоть до обеспечения работоспособности электронагревателя при заливке его расплавленным металлом, слюдопластовое изоляционное основание с резистивным нагревательным элементом погружают в органосиликатную композицию вязкостью 11,0- 12,0 с на 3-5 с, сушат при комнатной температуре 30-60 мин, закрытиеЗаказ 5354/57 Тираж 832 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 5 1431076 6оболочкой осуществляют наматыванием сушат при комнатной температуреслюдопласта, пропитанного кремне-60 мин, затем термообрабатываюторганическим или алюмохромфосфатным при 100-130 С в течение 10-30 мин,связующим, полученный узел термообра- а укаэанную термообработку с прес"батывают при 120-150 С в течение 1 ч,сованием осуществляют при 300-700 Сб 5,погружают в органосиликатную компо- под давлением 5-30 МПа в течениезицию вязкостью 11,0-12,0 с на 3-5 с, 30-60 мин.