Устройство для получения трубчатого изделия из керамических материалов

Устройство для получения трубчатого изделия из керамических материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

А.А. Гриднев с

" в °,, 1 е

j ь. сзаъ У (71) заявитель (5М) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРУ6ЧАТОГО ИЗДЕЛИЯ

ИЗ КЕРАИИЧЕСКИХ ИАТЕРИАЛОВ .

Изобретение относится к металлур гии керамических материалов, в частности к устройствам для получения

I трубчатых изделий иэ керамических материалов, преимущественно на основе стабильных оксидов элементов периоди- ческой системы путем использования процесса испарения - конденсация в вакууме.

Известны устройства для изготовления спеченных изделий с осевым отверстием методом гидростатического прессования 51 3.

Известно также устройство для получения металлических трубчатых изделий из керамических материалов газофазной металлургией (2 .ь

Известное устройство состоит из реактора, нагревательных элементов, системы подачи восстановительной среды 2в и транспортных реагентов. Иеталлические трубчатые изделия получают путем термического разложения диссоциирующих химических соединений с последую2 щим восстановлением и осаждением вос" становленного элемента из газовой фазы на нагретые выае температуры разложения подложки, тогда как задача состоит в получении иэделий именно

I из стабильных керамических материалов.

Наиболее близко к изобретению устройство для получения трубчатых изделий, преимущественно иэ стабильных . оксидов, включающее центральный нагреватель с токоподводами, технологическую оболочку с укрепленной на ее внутренней поверхности подложкой, и вневний цилиндрический нагреватель, внутри которого размещена технологическая оболочка (3 1

К недостаткам известного способа следует отнести необходимость повторной переконденсации. при изготовлении ряда толстостенных трубчатых. изделий (толщина стенки 3 мм), а также необходимость формирования исходных заго- товок и размещение их в технологических оболочках. Кроме того, в процессе

3 98099 переконденсации толстостенной заготовки по ее толщине в радиальном направ-лении имеют место значительные перепады температуры (50-300 С, так как используются материалы с низкой тепло-5 проводностью ), что вызывает необходимость поддержания высоких уровней температуры внутреннего (центрального ) нагревателя, приводящих к заметному осевому массопереносу материала в кон- 19 цевые зоны изделия, и сокращению срока службы центрального нагревателя.

Осевой массоперенос приводит к тому, что осевой канал иэделия получается неправильной формы. 15 с.

Цель изобретения — повышение техно- логичности изготовления трубчатого толстостенного изделия.

Указанная цель достигается тем, щ что устройство для получения трубчатого изделия из керамических материалов, преимущественно на основе стабильных оксидов, содержащее технологическую оболочку с подложкой, централь"25 ный и внешний нагреватели, верхний и нижний токоподводы центрального нагревателя, снабжено верхним и нижним бункерами, съемным штуцером с калиброванной втулкой, расположенным на щ верхнем токоподводе центрального нагревателя, втулками под центральный нагреватель со сквозными пазами по образующей на внешней поверхности, расположенными на верхнем и нижнем токоподводах центрального нагревателя, при этом в верхней части калиброванной втулки выполнено коническое .отверстие.

На чертеже изображено устройство для получения трубчатого изделия иэ керамических материалов, разрез по вертикальной оси. !

Устройство содержит верхний 1 и нижний 2- бункеры для размещения в сбо-® ре порошка керамического материала.

Верхний бункер 1 снабжен затвором 3, например, в виде подвижной диафрагмы со штоком и укреплен с помощью фиксатора Й. Верхний съемный полый токо" 5в подвод 5 снабжен штуцером 6 с калиброванной съемной втулкой 7.

Центральный нагреватель 8 укреплен в съемных верхнем 5 и нижнем 9 токоподводах посредством металлических SS втулок 10 и 11 со сквозными пазами по образующей на внешних боковых поверхностях. Втулки 10 и 7 в зоне контакта образуют смеситель в виде конической полости.

Верхний 5 и нижний 9 съемные токоподводы укреплены в токогюдводах 12 и 13. Технологическая оболочка 1Й укреплена посредством полых фиксаторов

15 и изоляторов 16 на штуцере 6 и нижнем токоподводе 9. На торцах фиксатора 15 размещены полые прокладки 17 из металлической фольги. С внешней стороны технологической оболочки расположен внешний цилиндрический нагреватель 18.

Работа устройства происходит следующим образом.

После разо рева нагревателя 8 иэ верхнего бункера 1 через открытый затвор 3 порошок керамического материала через пазы втулки 10, смеситель и зазор между калиброванной втулкой 7 и центральным нагревателем 8 после расплава легкоплавкой пробки в зазоре самотеком поступает в полость технологической оболочки 14 через отверстия в фиксаторе 15 и прокладках 17.

Зазор между втулками 1О и 7 выбирают таким, чтобы струя порошка обтекала нагреватель 8 сплошным слоем по длине технологической оболочки 1ч.

Остаток непереконденсировавшегося порошка (10-303 от веса изделия) может выводиться иэ зоны переконденсации через отверстия Фиксатора 15 и прокладки 17 и далее через пазы втулки 11 в нижний бункер 2. Обтекание поверхности центрального нагревателя

8 сплошным слоем порошка обеспечивает равномерный рост слоя конденсата на подложке. Длительность процесса переконденсации зависит от количества вводимого в полость технологической оболочки из верхнего бункера 1 порошка керамического материала, которое больше или равно массе изделия..

После охлаждения изделие извлекают из оболочки.

Работ устройства проверяют при получении трубок из порошка окиси титана (окиси алюминия) в лабораторных условиях. Центральный нагреватель ра- зогревают до температуры 1800-1850 С.

Зернистость порошка составляет 15 мкм и 100-300 мкм. Длительность процесса изготовления составляет 3-5 ч.

Получают трубки длиной «145 мм, наруж ным диаметром 18 мм и внутренним

6-12 мм, плотностью 97 981 от теоретической плотности.

98099

Формула изобретения

Получают толстостенные трубки наружным диаметром 18 мм и внутренним 6 мм с использованием тонкостенной исходной заготовки (трубка с трещина. ми), %

В этом случае сначала осуществля" ют переконденсацию исходной заготовки, после чего в зону переконденсации вводят из верхнего бункера необходимое количество порошка. В качестве исходной заготовки используют также заготовку в виде засыпки из верхнего бункера в полость технологической оболочки порошка окиси титана (окиси алюминия ).

И

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в исключении операции повторной переконденсации при получении толстостенного трубчатого изделия, а также в возможности полного 3© исключения операции формования и раз1 мещения исходной заготовки в технологической оболочке и одностадийности получения иэделия непосредственно иэ порошка керамического материала. При этом практически без-изменения скорости конденсации на 50"300 С может быть снижена температура центрального нагревателя и существенно уменьшен осевой массоперенос материала при из- 3О готовлении иэделия.

При гюлучении.изделий непосредственно иэ порошка осевой массоперенос уменьшается также за счет уменьшения торцового оттока тепла. Все это поз- и воляет получать осевую полость изделия практически правильной формы.

Снижение теплонапряженности центрального нагревателя повышает качество иэделий за счет существенного 40 уменьшения содержания примесей материала нагревателя во внутреннем поверхностном слое в полости изделия, <

Ц 6 а также продлит. срок службы центрального нагревателя.

Предложенное устройство позволяет получать в одну стадию трубчатые изделия непосредственно из широкого класса керамических материалов, в том числе и из измельченных отходов производства керамических изделий.

Устройство для получения трубчатого изделия иэ керамических материалов, преимущественно на основе стабильных оксидов, содержащее технологическую оболочку с подложкой, центральный и внешний нагреватели, верхний и нижний токоподводы центрального нагревателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения технологичности изготовления толстостенного трубчатого изделия, оно снабжено верхним и нижним бункерами, съемным штуцером с каиброванной втулкой, расположенным на верхнем токоподводе центрального нагревателя, втулками под центральный нагреватель со сквозными пазами по образующей на внешней поверхности", расгюложенными на верхнем и нижнем токоподводах центрального нагревателя; при этом в верхней части калиброванной втулки выполнено коническое отверстие.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3499066, кл. 264"

65, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

И 621801, кл. С 23 С 11/02, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2833205, кл. В 28 В 21/00, 1979 (прототип ).

Ч80994

Составитель С. Прямкова

Редактор H. Швыдкая Техред .О.Неце Корректор А. Дзятко

Заказ 9571/18 . Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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