Защитное покрытие электрода плазмотрона

Защитное покрытие электрода плазмотрона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается получения защитных покрытий на гранитовых изделиях, работающих в условиях высокотемпературной газовой коррозии и воздействия плазмы. Целью изобретения является повышение стойкости графитовых катодов плазмотрона и сокращение времени сушки покрытия. Защитное покрытия содержит ,мае. Г,: диборнд титана (TiB2) 20-48; оксид иттрия (Y20j) I2-20; жидкое стекло 12-16; вода 24-48. Использование зчщитного состава позволяет увеличить ресурс работы катода плазмотрона в ,8-1 ,9 раз. 1 табл.

СООЗ СОИЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С Оч В 35/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Т

Ь

Сл:

«

ГОСУДАРСТБЕННп!Й НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П-(НТ СССР (21),4469140/33 (22) 01.08.88 (46) 23.01.9!. Бюл. !! - 3 (71) Белорусский технологический институт им. С.M.Кирова (72) ff.À.Ñâ«äóíîâè÷, А.II.Вербицкий, ..С,Г.Якимов и А.Б.Горин (53) 666.798,2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 827460,.кл. С 04 В 35/84, опублик. 1981. (54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ЗЛЕКТРОДА !!ЛАЗ!,ОТРО1 !А (57) Изобретение касается получеИзобретение относ«тся к получению защитных покрытий на графитовых изделиях, работающих в услОвиях высокотемпературной газовой коррозии и воздействия плазмы.

Целью изобретения является повышение стойкости графитовых катодов плазмотрона.

Введение в состав покрытия оксида иттрня « оптимальное сс зтноше«ие компонентов обеспечивают его высокую стойкость.

В процессе эксплуатации плаэмотрона высокотемпературное окисление приводит к образованию в слое легкоплавких оксидов (В О ), заполняющих пространство между частицами шликера. В результате этого процесса формируется слои, в котором отсутствуют сквозные поры и который предохраняет графит от выгорания со стороны цилиндрической поверхности катода. Высокая температура плазмен„„SU„„1622348 А !

2 н«Я 3 11!!,HT«blx «QKI) гий на гРаф« ol3L!x издел«ях, работающих в условиях высокотемпературной газовой коррозп« и воздействия плазмы. Целью «зобретения является повышение стойкост« графитовых катодов плазмотро«а « сокращение времени сушки покрыт«я.

Защ«тное покрытия содержит,мас.7,; диборид титана (Т1В ) 20-ч8; окс«д иттрия (Y<0> ) 12-20; жидкое стек. .о ! 2-16; вода 2ч-48, !!спользова1« е защ«тного состава позволяет увел«ч«ть ресурс работы катода плазмотро«а в

1,8-1,9 раз. табл. ного разряда приводит также к «спарению составных частей слоя, ч го сопровождается увеличением кол«честна твердой фазы в покрытии «, следовательно, уменьшением вероятност« стека««я слоя. Воздейств«е плаз.-м и высоких температур привод«т к вза«модействию образующ«хся « «сходных фаз, в результате чего форм«руются новые тугоплавкие соединеш1я на основе титана, иттрия, бора и кислорода. Вследствие указанных процессов при работе плазмотрона на электроде формируется тугоплавкое и жаростойкое покрытие, обладающее высокими эксплуатационными свойствам«. Одновременно снижение скорости эрозии графитовых электродов достигается не только за счет защыты поверхности от воздействия окисл«тельных газов, но « вследствие понижения температуры электрода эа счет наличия окс«да иттрия на его поверхност«, 1622348

Состав Содержание компонентов,мас.7, Длительность

Изменение массы катода с

)Кидкое Вода стекло

Диборид титана

Оксид иттрия сушки при

80 С,ч покрытием в процессе испытания,г

Известный

2

Предлагаемый

2

1,5 - 98,5

4,5 95,5

7,8 92,2

18,5

18,2

17 1

48 16

32, 20 12

24 12

35 17,6

48 20

0,5

0,5

5,3

5,1

4,9 эмиссионная способность которого намного выше, чем у графита.

Кроме того, в предлагаемом составе соотношения жидкого стекла и воды, а также порошка и связующего таковы, что во время сушки обмазки на ее поверхности не образуется плот" ный слой высохшего жидкого стекла, затрудняющий испарение влаги из нижних слоев (как это происходит при использовании известного состава).

Обмазка предлагаемого состава во время сушки сохраняет сквозные поры, через которые легко испаряется вла- 15 га. Это происходит потому, что силикат натрия располагается преимущественно на поверхности твердых частиц шликерного слоя и не заполняет все пространство между ними. 20

П р и и е р. Для получения покрытия используют порошки диборида титана и оксида иттрия с размером фракции не более 50 мкм. В качестве связующего применяется раствор жидкого 25 стекла в воде. Шпик .рный слой наносят кистью, набивкой или другим известным способом. В данном случае покрытие получают, помещая шликер в зазор между отверстием приспособления и цилиндрической поверхностью катода.

Предлагаемый способ обеспечивает одинаковую толщину покрытия по всей длине катода, а также равномерное распКак видно из таблицы, применение предлагаемого состава защитного покрытия позволяет увеличить ресурс ределение твердых составляющих и слое.

После нанесения шликерной обмазки катоды помещают в сушильный шкаф с тем- .

О пературой 80 С для удаления влаги из шликера. Бремя сушки для каждого состава шликера меняют. После сушки о проводят отжиг при 550 С в течение

0,5 ч. По отсутствию вспучивания покрытия при отжиге определяют несбхоцимое время сушки. Толщина пскры тия во всех случаях 1-2 мм.

Исследования ресурса раб: ты графитового электрода илазмотрона с защитнЫми покрытиями известного и предлагаемого составов проводят на плазмотроне ПГ-1 ° Геометрические параметры катода иэ графи;оного электрода следующие: длина 50 мм, диаметр

8 мм. Условия испытаний для всех случаев идентичны и характеризуются следующими параметрами: ток дуги

300 А, расход плазмообразующего газа 0,3 г/с, плаэмообразующий газ азот, расход воды на охлаждение катододержателя 2 м /ч, давление охлаждающей воды 0,4 HIIa, продолжительность работы 15 мин. Стойкость катодов плаэмотрона оценивают изме; нением массы катодов с покрытиями в процессе испытаний.

Результаты испытаний для различных составов покрытия приводятся в таблице. работы электрода в 1,8-1,9 раза и сократить время сушки в 15-30 раэ, Составитель Е.1".дина

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Гунько

Заказ 86 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1622348 6

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я сушки покрытия, оно дополнительно соЗащитное покрытие электрода плаэ- держит оксид иттрия при следующем мотрона, содержащее диборид титана, соотношении компонентов, мас,X: жидкое стекло и воду о т л и ч а юФ

Диборид титана 20 — 48 щ е е с я тем, что, с целью повы- Жидкое стекло 12 - l6 щения стойкости графитовых катодов Иода 24 — 48 плаэмотрона и сокращения времени 0ксид иттрия 12 — 20