Способ изготовления неметаллических нагревателей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (aa> 723799 (51)М. Кл.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявленс 120478 (21) 2604002/24-07 с присоединением заявки((о (23) Приоритет

Опубликовано 2503,80 Бюллетень М 11

Дата опубликования описания 250380

Н 05 В 3/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 3,036.,662,4,002.2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Д,Б.Миньков, H,Н,Иванов, Б.И. Поляк,, Г,В.Агеева, Ф.E,Ñîðîêèíà и В.К,Захаренков

Подольский завод огнеупорных изделий и (московский химико-технологический институт имени Д.И ° (менделеева (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕИЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к способам изготовления неметаллических нагревателей, например,из карбида кремния для резистивных электрических печей, применяемых для термообработки металлов и неорганических материалов в .диапазоне температур 1200-1400 С.

Известен способ изготовления нагревателей из карбида кремния, у которых активная часть и выводы представляют одно целое, где выполняют пропитку выводных концов кремнием или уиаилицидом молибдена при 21002300 С (1). Однако по этому способу при достаточно большой длине выводов из пропитка становится технически сложной и малопроизводительной и образуются микротрещины на активной части нагревателя, которые резко снижают термостойкость, а следовательно„2О надежность нагревателей в службе.

Известен способ, согласно которому формуют активную часть и выводы нагревателя, обжигают активную часть, пропитывают выводы, а затем склеивают активную часть и выводы органическим клеющим составом и силицируют клеевой шов в засыпке из кремния при нагреве склеенного нагревателя до температуры 1900 С с последующим отжигом и охлаждением (2). Недостаток этого способа заключается в том, что активная часть и выводы нагревателя проходят высокотемпературную обработку не менее трех раз, а отсюда, весьма низка производительность и велики энергозатраты, что мешает массовому производству нагревателей.

Цель изобретения сс1стоит в повышении надежности карбидкремниевых нагревателей и сокращении технологического процесса изготовления нагревателей

Ф с пропитанными выводами, Эта цель достигается тем, что силицирование шва ведут одновременно и совместно с пропиткой вывода путем погружения их в расплав кремнийсодержащего материала на время не более 5 мин.

При склеивании выводы могут быть как необожженными, так и обожженными.

В качестве необожженных выводов могут в частности, использоваться отрезки отформованной активной части.

Разделение вывода и активной части нагревателя швом устраняет появление при пропитке термических микротрещин на активной части.

При осуществлении предлагаемого способа в устройствах для пролитии, 723799

Формула изобретения

Составитель A.Ходатаева

Редактор Н.Козлова Техред Н.Бабурка Корректор Т.Сквооцова

Заказ 459/44 Тираж 885 Подписно

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4 где возможна окислительная атмосфе- ра над расплавом, клеевой шов предохраняют от выгорания покрытием его слоем напыленного алюминия. Этот слой исчезает при взаимодействии с пропиточным расплавом.

Пример 1 ° Активную часть и выводы нагревателя диаметром 30 мм формуют иэ массы на.основе зернистого карбида кремния трамбованием, выдавливанием или другим известным 10 способом и обжигают в атмосфере, содержащей кремний или его соединения.

Затем обожженную активную часть и выводы отрезают на заданную длину и на их .торцы, подлежащие соединению, наносят слой клеющего состава (пасты) толщиной 0,5-0,8 мм, Затем части приводят в соприкосновение и производят выравнивание и закрепление с помощью струбцины или другим способом. Склеенный нагреватель укладывают на метал- лический лоток и высушивают при температуре отверждения пасты. После склеивания нагревателя медленно погружают конец нагревателя до дальней границы шва в тигель с расплавом сле= $$ дующего состава, вес.Ъ: кремний 96, алюминий 4, карбид бора 1, перегретым до температуры выше 1900 С. Выдержка в расплаве составляет 2 мин„ затем производят погружение в рас- р нлав другого, конца нагревателя. Таким способом изготовляют нагреватели размерам 30х600х400 мм.

Пример 2. Обожженную активную часть, изготовленную любым известным способом из рекристаллиэованного карбида кремния, и отрезки активной части, используемые для выводов, соединяют клеющей пастой, состоящей иэ углерода, карбониэующегося связующего и воды, и имеющей консистенцию @) густой сметаны, выравнивают и закрепляют до полного отверждения пасты.

После отверждения концы нагревателя погружают в расплав дисилицида молибдена с добавкой (10-15 вес.Ъ) 4$ кремния с выдержкой при 1900-2000 С в течение 2-3 мин.

В вышеописанных примерах расплав готовится в тигле, обогреваемом в индукционной или реэистивной электропечи с угольным трубчатым нагревателем.

Предлагаемый способ изготовления неметаллических нагревателей обеспечивает следующие преимущества по сравнению с существующими — воэможность получения термомеханически прочного нагревателя, особенно в зоне шва и вблизи нее; сокращение технологического процесса и энергозатрат; снижение брака.

Предлагаемый способ позволяет изготовлять нагреватели повышенного качества при меньшей себестоимости.

1. Способ изготовления неметаллических нагревателей, например,из карбида кремния, при котором формуют активную часть нагревателя и выводы, обжигают активную часть, склеивают ее с выводами клеющим органическим составом, силицируют клеевые швы при температуре не ниже 1900 С и пропитывают выводы кремнийсодержащим материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности нагревателя и сокращения технологического процесса, силицирование шва ведут одновременно и совместно с пропиткой вывода путем погружения их в расплав кремнийсодержащего материала на время не более 5 мин.

2. Способ по п.l о т л и ч а ю шийся тем, что перед склеиванием обжигают выводы нагревателя.

3 ° Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что при наличии окислительной атмосферы над пропитывающим расплавом шов перед пропиткой покрывают слоем напыленного алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3137590, кл. 117-201, опублик. 1964.

2. Патент США М 3094679, кл, 338-330, опублик.1963.