Способ получения двухслойных труб

(71) Отделение Института химической физики АНСССР(72) Мержанов АГ Качин АР; Юхвид Й.И,; Боровинская И.П.Яищнякова ГА7253263Изобретение относится к областй" ме-вольно распространяется по всему объемуталлургйи" ,машийостроения, огнеупорной и смеси. Во избежание выбросов реакционхимической промышленности и может быть ной массы, синтез ведут при избыточном использован, например, "при йэгбГбвйении давлении газообразной среды 1 - 100 ат.корроэионностойких труб. 5 Верхний предел ограничен способно-,Известен способ изготовления трубча- стью центрифуги и герметизации. Реакциятых иэделий, включающий центробежноевосстановления указанных выше окислов формование порошкообраэного материала протекает с большим выделением тепла, во вращающейся форме".""= -при этом"достигается высокая температураНедостатком данного способа является 10 (2500-4500 С), поэтому образующиеся проневозможность получать двухслойнйе тру- дукты - металл и окисел металла находятся .бы С внутренним слоем"из тугойлавкйх окис- в расплавленном состоянии, Разделение ихлов, низкая коррозионная стойкость труб, вследствиераэницывудельныхвесахифорособейно при высокойтемпературе; слой- мование в виде двухслойной трубы происхоность сйособа.15 дит под действием центробежных сил.Наиболее близким к данйому иэобрете-. Скорость вращения центрифуги ограниченанию по технической сущйоСтй и достигаемо- снизу - способностью к центробежному му результату является способ получения , формованию двухслойной трубы; сверху - .тугоплавких материалов заключающийся в механической прочностью центрифуги, Котом,-что в качестве исходных материалов 20 нечным продуктом являются двухслойные йспользуют смесь окислов металлов 1 Ч-Ч трубы с наружным слоем из тугоплавкого групп периодическои системы свбсстанови- металла - Я, Сг, Мо, Ч и внутренним, состотелей; смесь воспламеняют, даМейив арго- ящим из окислов металлов, таких как АгОз, на или азота составляет 1-100 ат, причем Ег 02, МцО, Т 102, Добавление к исходным осевое вращение производят при центро компонентам неметалла, например, бора, бежном ускорении 100-1500 д, Данный спо- углерода, азота, кремния или окисла насоб.позволяет получать литые изделия званных неметаллов, приводит к обраэоцйлйндрическойформы,-.ванию тугоплавких неорганическихОднако данный способ "йе-поэволяет материалов, таких как карбиды, бориды,получать двухслойные трубы с внутренним 30 нитриды, сияициды переходных металлов.слоем иЗ тугоплавких окислов А 1 гОз, ЕгОт, Такие трубы являются наиболее стойкими в. МцО, Т 10 г, 8102. условиях агрессивных сред до температурЦелью изобретения является повыше,8 температуры плавления наименее тугоние химической стойкости М агрессивным плавкого слдя.средам притемпературах 1500-2500 вСиуп Увеличение толщины внешнего или рощение технологии,внутреннего слоя можно регулировать пуДля достижения поставленной цели тем добавления в исходную смесь соответпредложен способ получения двухслойных ствующего продукта или путем изменения труб, отличающийся тем, что форму со плотности реакционнойсмеси,Такдобавлесмесью вращают вокруг ее оси со скоростью 40 ние к исходной смеси окисла металла - вос 130-2000 об/мий; г рйчем"с целью повцае- становителя приводит к увеличению ния прочности сцепления слоев, воспламе- толщины внутреннего слоя трубы,нение производят при вращении формы со Добавление к исходной смеси металлискоростью 1500-2000 об/мин;- а затем ско- ческих компонентов, таких как никель, корость вращений плавноуменьшаютк началу 45 балы, железо, молибден или их окислов, кристаллизации до 650-130 об/мин, При позволяет получитьтрубысвнешнимслоемэтом, с целью увеличенйя толщйны слоев, в иэ твердых сплавов на основе тугоплавкихсйесь" вводят"порошок кОйечйого-прбдукта соедийений и варьировать при необходимов количестве 5-25 от веса смеси. а воспла- сти различные Физико-механические своймеЬение производят при вращении Формы 50 ства как прочность, микротвердость.со скоростью 1500-2000 об/мин, кроме то- Прочность сцепления внешнего и внутренго, с целью получения внешнего слоя из него слоев трубы регулируется режимом тугойлабкогб соединения, всмесь вводят вращения центробежной установки, Наинеметалл или его окисел, выбранный иэ большая прочность достигается, когда выгрупйы; углерод, бор, кремний, борный ан сокотемпературное реагирование исходныхгидрид, двуокись кремния, компонентов приводит при плавном уменьВосйЛамененив производится путем шении скорости вращения от 1500-2000нагрева небольшого участка поверхности об/мин до 130-650 об/мин, При таком ресмеси, например разогретой вольфрамовой жиме вращения вблизи границы раздела Спиралью; после чего горение самопроиз- слоев образуется область взаимного про725326 56никновения тугоплавкого соедийения и дйлось при 1500 об/мин. Синтез и последуокисла, что приводит к очень прочному ; .ющее разделениетвердогосплава и окисисцеплению. в .: : алюминия проводили при плавном уменьП р и м е р 1, Получение днухслойныхшении скорости вращения до величины 130труб из МорС и А 20 з. Смесь порошков 288 г 5 об/мин.МоОз, 108 г А и 12 г С перемешивмась вКонечйый продукт - двукслойная трубашаровоймельнице втечение ЗОмин, засы-.с внешним слоем изтвердого сплава ипалась в тугоплавкую формус теплоизоля:, .; "внещним слоем изокйси алюмйнйя.цией.из асбеста. имеющую вид цилиндра и: .П р и м е р 3, Получение двухслойнойуплотнялась, форма со смесью помеща трубйиэ,боридакобальтаиокиси бора;лась Ь центробежную машину, в камереСмесь 450 г СоО;77 г В перемешива цейтробежной машинысоздавалось давле.-:.:." лась в шаровой мельницев течение 30 мин,ние аргона, Р = 100 ат она приводилась во затей смесь засыпалась в тугоплавкую цивращение вокруг оси симметрии формы лййдрическую форму с теплоизоляЦиейиз(осевое вращение), скорость вращения до асбеста.Далее - аналогично примеру 1.водилась до 2000 об/мин, реакционнаяКонечный продукт-двухслойная трубасмесь воспламенялась раскаленной вольф= с внешним слоей из борида кобальта ирамовой спиралью. Инициирование зкзо-, .внутренним слоем из В 20 з.термической реакции восстановленияВвиду того, что окись бора легко раствоможно проводить любым тепловым импуль-. 20 ряется в горячей воде, при выдержке трубысом - -. в кипящей воде слой окиси бора удаляется,Синтез карбида молибдена и окиси алю-: . Бор в качестве восстановителя всегдаминия протекал врежимегорения. Вследст- удобно использовать, когда имеется необвие сильного тепловыделения в процессе ходимость получать однослойную тугоплаввысокотемпературного взаимодействия ис кую коррозионностойкую трубку,ходных компонентов, температура образо- .: Остальные примеры осуществлениявавшихся койечных продуктов повышала. способа прйведены атаблице.температуру их плавления и. они расплава- Предложенный способ позволяет поллись за счет разницы в удельных весах кар- . учить двухслойные трубы с внутренним слобида молибдена и окиси алюминия имело ЗО емизтугоплавкихокисловА 20 з,Ег 02, М 90,место разделение продуктов в жидкой фазе Т 02, 802 и внешним слоем из тугоплавкихи их затвердевание при этом. Скорость вра- металлов., таких как К, Сг, Мо, Чтугоплавкихщения центробежной установки сохраня- неорганических соедийений металлов Члась .постоянной. Конечный продукт -И групп перйодической таблицы, а такжедвухслойнаятруба свнешнимслоемизкар твердых сплавов на их основе, стойких кбида молибдена и внутренним - из окиси химически агрессивййм средам (кислоты,алюминия:щелочи, кислород и др,) при температуреП р и м е р 2, Получение двухслоййой 1600-2500 С,трубы из карбида вольфрама+ кобальтовая Способ прост, проводится в однустасвязка. Смесь 232 г уЧ 01, 62 г СоОи 69 г 40 дию и позволяет использавать дешевоеА и 12 г С перемешивалась в шаровой мель- СЫрье: окислы, порошки металлов восстанонице в течение 30 мин, засыпалась в туго- вителей, бор, кремний,плавкую цилиндрическую Форму. степлоизоляцией из асбеста, (56) Авторское свидетельство СССРДавление аргона в камере центро Ь 390862, кл. В 22 ГЗУ 06,1971;бежной установки составляло Р50 атм, Авторское свидетельство СССРвоспламенение реакционной смеси право- Ь 617485, кл, С 22 С 29/00, 1975.725326 7 РежссмМосТ 78 смл мчьс 7 аректеристики литьчх дауне)тайных т руб Сцепление сагса ппМатериалы внанс.нагои внутренне.го слоев; получае.мые е результатеспособа. согласноизобретению Условиеобйта Рентгеньфазмыв состав Температура плавленнл Состав исходной смеДавление атн1 Жал взмолись А 203 1590 Ре Перемен от 2000 до 130 Перемен от 1500 до 30 Премен от 2000 до 80 влюмйнил Карбид молибдена.окис алюмимнл А 202 2030 Прочное 4202 УУС-У 2 С саКарбид вольфрама с кобальтовод славкой окись весом. Боркзг кромвокйрь титана2030 7102 Перемен от 2000 до 130 Перемен от 1500 до 650 СгВг 1635 ТС МоС 5 Гарбидм титана, молибдена " окись цмрконнл 2550,б Борид молибденеокись МетниПрочное 2800 41202 2650 ЧС 7Карбидввнадик окись амдминик 0,В Молибден - окись магии 2620 4 Ь 2 798 г МЪ 20 з720 9102602 г А150 г 2091 г Бг Силицид ниобил -оксиь алюмнннл 2030 2677 йкаль"- окись 1455 4 циркаил 14922 11 Кобальт - оксгсь влюмиатв225 т СоО4 г А 1 О 2200 Прочное 2000 г СгОз44 гТ 144 гВ38.8 г Сгбг2000 г.СгОэ7102 12 Бернд кромвохдсьтитана СгВ Т 102 рид крома "ь титанарбиц молибденвкнсь елюминил 2200 Постол17 Кврбоннтрид ев. надмв - окись алю Постокн 200020 41202 Нклрочноа 2030 289 г МоОз108 гА 112 гС232 гУЧОз62 г СоО69 г д12 г С200 г СгОз14 г Т44 г 980 г Т 02288 г МоОэ368 г 2 г24 г С288 г МоОэ140 г МвМг В546 г Чг 02270 г А90 г С144 г Мо 0272 г МО Перемен от 2000 до 130 Перемен от 2000 до 130 Перемем ог 1500 40 130 Перемен от 2000 до 130 сПеременот 1500 до 650 еременот 2000 до 1300 Постол 2000725326 10 Формула изобретения Составитель Г,Дудик Техред М.Моргентал Редактор О.Колоскова Корректор М.МаксимишинецФ Заказ 3239 ТиражПодписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ТРУБ, включающий засыпку зкэотермической смеси порошков окислов металлов П - ч 111 Периодической таблицы с восстановителем, выбранным из группы, состоящей из алюминия, циркония, магния, титана, кремния в форму, подачу в нее аргона или азота при давлении 1 - 100 атм, вращения формы и воспламенений смеси, ;отличающийсятем, что, с целью повышения химической стойкости к агрессивным средам при температуре 1500 - 2500 С и упрощения технологии, форму со смесью . вращают вокруг ее оси со скоростью 130- 2000 об/мин.2. Способ по п,1, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления слоев; воспламенение производят привращении формы со скоростью 1500 - 20005 об/мин, а затем скорость вращения плавно уменьшают к началу кристаллизации до650- 130 об/мин,3. Способ по п,1, отличающийся тем,10что, с целью увеличения толщины слоев, всмесь вводят порошок конечного продуктав количестве 5 - 250 С от массы смеси, авоспламенение производят при вращенииформы со скоростью 1500 - 2000 об/мин,15 4, Способ по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что, с целью повышения внешнегослоя иэ тугоплавкого соединения, в смесьвводят неметалл или его окисел, выбранный иэ группы; углерод, бор, кремний, бор 20 ный ангидрид, двуокись кремния,