Шихта для изготовления износостойких изделий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическимиРеспублик пн 975685(61) Дополнительное н авт, свид-ву.(22) Заявлено 25.03.81 (21) 3302906/29-33 511 М. Кл.з С 04 В 35/56 с присоединением заявки МВ Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 2311.82 Бюллетень Мо 43 Дата опубликования описания 23,11. 82 3) УДК 666764. 52(088 8)(72) Авторы изобретения В.Е.Федорченко, В.А.Руденко и Н.П,Пурыгин Украинский научно-исследовательский и,проектно-;конструкторский институт по обогащениюи брикетированию углей "УкрНИИуглеобогащения"(54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ изделийИзобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении деталей. машин, подвергающихся абразивным, гидроабразивным и корроэионным воздействиям среды в угольной, горнорудной, химической и других отрасляхпромышленности.Узлы и детали углеобогатительного оборудования эксплуатируются в условиях интенсивного гидроабразивного и коррозионного воздействия среды и быстро изнашиваются. Так, например, срок. службы импеллеров Флотомашин, изготовленных из хромоникелевых сплавой, в условиях обогащения антрацитовых шпамов составляет максимум 4,2-4,5 тыс.ч, а рабочих колес шламовых насосов - не более 500 ч. При этом рабочие детали в основном имеют сложную конфигурацию. При воздействии среды изнашивается поверхность деталей, изменяются первоначальные конструктивные параметры, при этом сни:каются технологические показатели оборудования,Известна шихта 1. 11 для изготовления огнеупорного керамического материала, включающая, вес.Ъ: Карбид кремния 70-85 Кокс нефтяной 15-24 Бакелит жидкий 1-3 Недостагком этой смеси является то, что полученные изделия обладают невысокой прочностью. Наиболее близкой к предложенной10 по технической сущности и достигаемому результату является шйхта дляизготовления огнеупорного керамического материала, включадщая, например, вес.Ъ15 Карбид кремния . 55Кокс нефтяной 35Пульвербакелит 5Жидкий бакелит 5 Из известной смеси формуют деталив металлических Формах, сушат на воздухе, полимериэуют в сушильных камерах, после чего спекают в инертнойатмосфере. В процессе спекания спрессованные изделия пропитываются рас плавленным Ферросилицием, За счетвзаимодействия углерода нефтяногококса с кремнием Ферросилиция образуется вторичный карбид кремния,цементирующий зерна первичного и за- ЗО полняющий поры изделия2).Недостатком известной смеси является то, что поверхности формуемой детали сложной конструкции "схватываются" с поверхностью металлической формы, затрудняется получение качественных деталей без трещин, отрывов. 5 Это сказывается и на дальнейшем процессе силицирования, при котором такие детали не образуют монолитной структуры. Кроме того, в процессе реактивного спекания (силицирования) 10 и образования вторичных карбидов кремния, при изготовлении крупных и Фасонных деталей сложной конфигурации, внутренние слои не образуют монолитной структуры сечения, так как иытенсификация образования вторичных карбидов кремния по направлению от поверхности детали к внутренним ее слоЙм значительно снижена. По этим причинам снижается прочность и срок2 О службы рабочих деталей оборудования.Целью изобретения является увеличение прочности, износостойкости и срока службы изделий.Поставленная цель достигается тем, 25 что шихта для изготовления износостойких иэделий, включающая карбид кремния, кокс нефтяной и связующее, дополнительно содержит графит, сажу и временное связующее при следующем соотношении компонентов, вес.:Карбид кремния 45-56Кокс нефтяной 6-8Временное связующее 13-15 35Графит 15-28Сажа 68Введение в формовочную смесь 15- 18 графита и 6-8 сажи позволяет при силицировании изделий получить вто О ричные мелкозернистые карбидокремниевые структурные составляющие, связывающие первичный зернистый карбид кремния и монолитную структуру, Сажа обладает высокой химической актив ностью и в формовочной смеси, в приведенном процентном содержании, повышает реакционную способность графита с его упорядоченной структурой, содержащего в Формовочной массе в приведенном оптимальном процентном содержании.Зернистый карбид кремния в .количестве 45-56 в предлагаемой смеси является оптимальной основой состав ляющей смеси. уменьшение или увеличение процентного содержания зернистого карбида кремнияв Формовочной смеси ведет к ухудшению процесса получения монолитной структуры в изделиях.Нефтяной кокс с его пористой структурой, содержащийся в формовочной массе в количестве 6-8, при силицировании изделий способствует улучшению и ускорению пропитки их расплавленным кремнием и реакции с углеродом, способствуя образованию вторичных карбидов кремния по всему сечению.В результате этого получаются детали с качественной монолитной струк" турой без трещин, непросилицированных углеродистых слоев,Сульфитно-спиртовая барда является связующим формовочной массы только в предварительно отформованных иэделиях.При таком соотношении формовочной смеси в силицированных изделиях образуется мелкозернистая структура вторичного карбида кремния, котораяповышает прочностные и иэносостойкиесвойства изделий.Огнеупорные керамические изделия получают по следующей технологии.Шихту смешивают в бегунах. Вначале загружают карбид кремния и кокс нефтяной, перемешивают в течение 10 мин, затем вводят 0,76 этилового спирта от веса сухой массы. После 10 мин перемешивания в смесь вводят разбавленный водой крепитель СБ (концентрат сульфитно-спиртовой барды) . После 10 мин перемешивания в смесь вводят графит и сажу и перемешивают еще в течение 10 мин. Готовую смесь выгружают из бегунов и протирают через сито со щелевидной сеткой, имеющей размер отверстий Зф 5 мм.По технологии для существующих формовочных смесей образцы и детали формуют на гидравлических прессах в специально изготовленных пресс-формах до плотности 1,8-2,0 кг/см . Отпрессованные детали сушат на воздухе, полимериэуют в сушильной камере при температуре не более 180 С, после чего подвергают реакционному спеканию в инертной атмосфере с пропиткой расплавленным ферросилицием при 1700- 2000 ОС и образованием вторичного карбида кремния.Характеристика силицированных образцов, изготовленных из предлагаемойи известной шихт, приведена в таблице.Экономическая эффективность отизготовления одной тонны деталей иэпредлагаемой смеси составляет более20 тыс.руб.111 д 1 Ф 1 ЗВ ЕЦР НХ О ЕОО аааоехсйхфс х1 1 1,1 ХВ 1 Х 1 1 65 1 1 Ю 1 1 1 1 1 1ан1;х 1 1 ьЮ 1 11 О . 11 Г - - 1 1 1 1 1 се на 1 1 ХА1 ЕЙХФфДОЮЦо ц 1 фа 1 1 Н 1.ООЕМ ОжНО 1 Ф 1 1.Ж 1 о е 11 Ф 1З 1 О 1313 1 63 М 1 иНо аей 1 ФФО 1 Ц 1 ЖХ 1о " 1 1 3 1 1 1 Ю 1 1 1 Ю 1Й 1 1 1 Ф 1ай1 ЦХО 11 МЖЗ 1 1 ОХХаеа 1 1 юаФ1 1 ХХй 1 1 1 11 11 Ю 1 о 1975685 формула изобретенияШихта для изготовления износостойких иэделий, включающая карбид кремния, кокс нефтяной и связующее, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, износостой. з кости и срока службы иэделий, она дополнительно содержит графит, саму и временное связующее при следующем соотношении компонентов,вес.%гКарбид кремния 45-56Кокс нефтяной 6-8 Временное связующееГрафитСажа 13-1515-286-8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 250009, кл, С 04 В 35/56, 196810 2. Авторское свидетельство СССР 9 176070, кл. С 04 В 35/56, 1964, Составитель В.СоколоваТехред М.Тепер Корректор С, Шекмар Редактор Л.Лукач филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 8923/38 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раущскаянаб. д. 4/5