Шихта для изготовления износостойких изделий

Шихта для изготовления износостойких изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическими

Республик (u>975685 (61) Дополнительное н авт. свид-ву.(22) Заявлено 25.03.81 (21) 3302906/29-33 (51 } М. Кп.

С 04 В 35/56 с присоединением заявки Ì9

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2311.82.. Бюллетень Мо 43

Дата опубликования описания 23. 11. 82

}53}УДК 666i764.. 52 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Е.Федорченко, В.A.Ðóäåíêo и Н.П.Пурыгин

Украинский научно-исследовательский и,проектно-; конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей "УкрНИИуглеобогащения" (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ изделий

Изобретение 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 отраслях промышленности.

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 сплавов, в условиях обогащения антрацитовых шпамов сос тавляет 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.%:

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 предложенной

10 по технической сущности и достигаемому результату является шйхта для изготовления огнеупорного керамического материала, включакддая, например, вес.% °

Kap6w кремния . 55

Кокс нефтяной 35

Пульвербакелит 5

Жидкий бакелит 5

Из известной смеси формуют детали в металлических формах, сушат на воздухе, полимериэуют в сушильных камерах, после чего спекают в инертной атмосфере. В процессе спекания спрессованные изделия пропитываются рас25 плавленным ферросилицием. За счет взаимодействия углерода нефтяного кокса с кремнием ферросилиция образуется вторичный карбид кремния, цементирующий зерна первичного и заЗ0 полняющий поры изделия < 2). 975685

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 иытен-15 сификация образования вторичных карбидов кремния по направлению от поверхности детали к внутренним ее сло ям значительно снижена. По этим причинам снижается прочность и срок Zo 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 45-56

Кокс нефтяной 6-8

Временное связующее 13-15 35

Графит 15-28

Сажа 6«8

Введение в формовочную смесь 1518% графита и 6-8% сажи позволяет при силицировании изделий получить вто- 4О ричные мелкозернистые карбидокремниевые структурные составляющие, связывающие первичный зернистый карбид кремния и монолитную структуру. Сажа обладает высокой химической актив- 45 ностью и в формовочной смеси, в приведенном процентном содержании, повышает реакционную способность графита с его упорядоченной структурой, содержащего в формовочной массе в при-50 веденном оптимальном процентном содержании.

Зернистый карбид кремния в .количестве 45-56% в предлагаемой смеси является оптимальной основой состав- 55 ляющей смеси. уменьшение или увеличение процентного содержания зернистого карбида кремния в формовочной смеси ведет к ухудшению процесса получения монолитной структуры в изделиях.

Нефтяной кокс с его пористой струк турой, 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, которая повышает прочностные и иэносостойкие свойства 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 3 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 17002000ОС и образованием вторичного карбида кремния.

Характеристика силицированных образцов, изготовленных из предлагаемой и известной шихт, приведена в таблице.

Экономическая эффективность от изготовления одной тонны деталей иэ предлагаемой смеси составляет более

20 тыс.руб.

975685

I.

I !

1 !

an ch

СЧ 4с! с

СЧ а-4

Ю с

%-4 ааа

1 о

Ъ

an cl с о фЪ а о т4 к

an

СЧ с о Ъ о

1 о

Ф м м

СЧ С Ъ с с о о о о о о о а О (Ч О Е

1 1

Ф ф

4 ф

1 4 М I

1жфО

1O*OIЛ о аоан Х!". OV

1 !

1 1

1 I с I о 1 о

1 Ж I

1 Ф 1

1 1

1 1

1 I С3

I @I X6l Е

Ц нХ o I

IeOu e l

Iааофм !

ИВХК4Х! ! 1

I 1.

I I Х

I I B

1 Х 1

1 ф I

1 !!! 1

I 1 4

1 1 I

I ан ! 1:х

1 1 вф I

I AC).1 ! I

Г 1

I 1 1 1

1сФ l на!

1 1 Х Х 1 с е g х ф

mInOettI

I o«l фа!

IНI:ООф!

IМ!ОХНВ!

IФ!

I .Ж 1 ! о! ф

I.5 I 5

1 Ф!Х !

BIO

lхlй

I ф I М I

l II l I u ..l al eX !

Ф!Фо

1Ц1ЖХ I о.

I I Н I

I I g 1

1 I 4Э 1

1 1 ф 1 и

1 I Ф 1 ай

1аХИ

1 ° I МХИ I

1 1 ЮХй 1

I афа

1 I фаФ I

1 !RХЯ I

I 1 1

I I

1 I

1 ф 1 о 1 .! о 1

I Я 1

1 1

1 I

I и 1

1 1 о I

1 Ю 1 о

I Е

I а 1 о I

1 6 l

1 1

1 1

1 !

I !

1

1

1 а иъ 1

1

1

I

I

I

I

1

1 ф

М I

Н 1 о

Ф I

l1I 1

0) 1

Х 1 975685

Формула изобретения

Шихта для изготовления износостойких иэделий, включающая карбид кремния, кокс нефтяной и связующее, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, износостой- > кости и срока службы иэделий, она дополнительно содержит графит, сажу и временное связующее при следующем соотношении компонентов,вес.%:

Карбид кремния 45-56

Кокс нефтяной 6-8

Временное связующее

Графит

Сажа

13-15

15-28

6-8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 250009, кл. С 04 В 35/56, 1968 °

10 2. Авторское свидетельство СССР

9 176070, кл. С 04 B 35/56, 1964.

Составитель В.Соколова

Техред М.Тепер Корректор С. Шекмар

Редактор Л.Лукач

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8923/38 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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