Способ соединения деталей из боросилицированного графита
Патент 561636
Авторы
Способ соединения деталей из боросилицированного графита
Иллюстрации
Реферат
<.i, i жо -i H Ü
636
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п11 56I
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 04.09.75 (21) 2170668/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 15.06.77. Бюллетень № 22
Дата опубликования описания 20.07.77 (51) M Кл а В 23К 1/04
В 23К 35/38
Государственный комитет
Совета Министров СССР
JIo делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.3 (088.8) (72) Авторы изобретения И. М. Розенман, А. Н. Шуршаков, С. Н. Зеленов, Э. Э. Немировский, В.С. Дергунова, Г. А. Кравецкий и В. В. Панкратов (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
ИЗ БОРОСИЛИЦИРОВАННОГО ГРАФИТА
Изобретение относится к области пайки, в частности к способам пайки графита.
Известен способ пайки графитовых деталей с использованием припоев имеющих температуру эксплуатации до 1300 — 1400 С (1), при котором в месте стыка деталей помещают порошкообразный железо-никелевый припой, место стыка нагревают до температуры плавления припоя (1400 С) и сжимают детали с усилием 0,1 — 1,0 кг/мм . В результате затекания жидкого припоя в поры соединяемых графитовых деталей и смачивания припоем паяемый поверхностей образуется прочный герметичный паяный шов. Недостатком такого способа является необходимость проведения процесса пайки в контролируемой инертной среде и низкая коррозионная стойкость зоны пайки, Известен способ диффузионной сварки графитовых деталей (2), по которому контактные поверхности свариваемых изделий подвергают механическому сжатию с помощью пневмоустройств с давлением 1050 кг/см . Нагрев места соединения осуществляют прямым пропусканием переменного тока высокой плотности. Недостатком этого способа является необходимость применения при сварке высокой температуры и давления.
Известен способ соединения деталей из силицилованного и боросилицированного графита путем пайки с использованием в качестве припоя смеси кремния с бором (31. По этому способу место соединения предварительно шлифуют, размещают между паяемыми деталями порошкообразный припой, детали сдавливаются с усилием 0,3 — 1,0 кг/см, а место стыка нагревается до 15000 — 1800 С в защитной среде и выдерживают при этой температуре в течение 3 — 5 мин. В результате образуется достаточно прочное (до 100 кг/см ), 10 герметичное, коррозионно-стройкое паяное соединение. Недостатком этого способа является высокая температура пайки и связанные с этим трудности соединения крупно-габаритных деталей. При нагреве в присутствии кис15 лорода в процессе пайки имеет место выгорание и разгерметизация углеродной составляющей силицированного и боросилицированного графита.
Целью изобретения является понижение
20 температуры нагрева и уменьшение усилия сжатия.
Поставленная цель достигается тем, что детали из боросилицированного графита сдавливают друг с другом с усилием 0,1—
25 0,3 кг/см и нагревают в окислительной атмосфере, преимущественно на воздухе, обеспечивая окисление поверхностного слоя карбида кремния, легированного бором, с последующей выдержкой при температуре 1250—
30 1350 С в течение 10 — 25 мин.
561636
Составитель Ф. Конопелько
Редактор Л. Василькова Техред 3. Тараненко Корректор Н. Лук
Заказ 1618/2 Изд. № 552 Тираж 1207 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 34-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Данный способ наиболее эффективен при облицовке индукционных печей для плавки металлов.
Способ соединения основан на том, что при окислении боросилицированного графита на
его поверхности образуется тонкая (20—
40 мкм) вязкая пленка боросилицированного стекла (SiO +B O ), имеющая температуру размягчения 1200 С.
При дальнейшем нагреве происходит заполнение зазора между деталями жидким боросиликатным стеклом, а при температуре
1250 — 1350 С идет .интенсивное взаимодействие боросиликатного стекла с углеродом, приводящее к образованию коррозионно-стойкого и жаропрочного карбида кремния, легированного бором.
Нижний температурный предел пайки (1250 С) обусловлен началом интенсивного взаимодействия окиси кремния с углеродом, а верхний (1350 С) началом заметного выгорания углеродной составляющей боросилицированного графита. В выбранном температурном интервале за 10 — 25 мин осуществляется полный переход боросилицированной пленки в карбидную.
Пример. Для футеровки канала индукционной медеплавильной печи диаметром
600 мм использовали сегменты из боросилицированного графита марки ВСГ-30 размером
18) 150;к,130 мм. Сварка сегментов на специальном медном шаблоне обеспечивала усилие секторов друг с другом — 0,1 кг/см . Собранные сектора нагревали токами высокой час5 тоты на воздухе до 1250 С и выдерживали при этой температуре 15 мин. Затем проводили плавку меди. Протекания меди после выплавки шихты не наблюдалось. Стойкость печи возрасла в 2 — 3 раза.
Формула изобретения
Способ соединения деталей из боросилицированного графита, преимущественно при облицовке индукционных печей для плавки ме15 таллов, при котором производят сжатие деталей, нагрев,и диффузионную выдержку, отличающийся тем, что, с целью понижения температуры нагрева и уменьшения усилия сжатия, нагрев производят в окислитель20 ной среде, преимущественно на воздухе, а выдержку при температуре 1250 — 1350 С в течение 10 — 25 мин.
Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе:
25 1. Патент Англии Ма 1043819, кл. В ЗК, опублик. 1964 г.
2. Патент Франции № 1414166, кл. В 23К, опублик. 1965 г. (прототип).
3. Авторское свидетельство СССР №310549, 30 кл. С 09J 1/00 с приоритетом от 03.05.1971.