Способ получения защитных покрытий на графитовых изделиях

 

(72) Авторы иэобретеиия

Ю.И.Кошелев, В.И.Костиков, С.Н.Зеленов, Е. ЫаОрошин, В.Д.Телегин, Е.Ф.Филимонов и Н.Н. Шип ов ., ь

1 ." э

1 (7I) Заявитель ю

:м= . (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

HA ГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Изобретение относится к производству графитовых изделий, преимущественно кристаллизаторов, используемых в металлургической промышлен-: ности для непрерывной отливки металлов и сплавов, и может применяться в конструкциях, подвергающихся воздействию высоких температур, например пресс-формах, чехлов для термопар, об-. лицовочных плит и т.д. Использовать для этих целей гомогенный графит не представляется возможным из-за низкой эроэионной стойкости.

Известен способ защиты графитовых изделий покрытием иэ пироуглерода, i$ при котором защитный слой образуется из смсси бенэола с инертным газом при атмоСферном давлении и 800- 00 :C в течение 4-х ч (1 1.

Работоспособность кристаллизато- . ров, защищенных этим способом,. не продолжительна, так как сравнительно высокие свойства смачиваемости защитного слоя пироуглерода приводят, как правило, к налипанию металла к готовому продукту.

Известен способ защиты графитовых иэделий - кристаллизаторов, предусматривающий нанесение плазменным напылением тонкого слоя меди или серебра толщиной 0,002-0,5 мкм I2).

Однако низкие свойства скольжения разливаемого через кристаллизатор жидкого металла резко снижают его производительность и качество готовой продукции. Эти факторы приводят к преждевременному износу .стенок кристаллизатора, нарушению стабильности процесса и в конечном итоге к выходу из строя кристаллизатора.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости графитовых кристаллизаторов.

Для достижения поставленной цели в способе получения защитных покрытий графитовых иэделий, преимущественно кристаллизаторов, включающем нанесение покрытия в безокислитель3 931 ной атмосфере, покрытие наносят осамдением паров щелочных металлов при температуре в 3-8 раз превышающей температуру их плавления в течение

15"20 мий с последующим отнигом при

1200" 1400о С.

Благодаря укаэанным отличиям обеспечиваются благоприятные условия прохомдения металла через кристаллиэатор с одновременным повышением его работоспособности и качества готово1

ro продукта.

Термическая обработка графитовых кристаллиэаторов в вакууме или инертной атмосфере при температуре ниже, чем в 3 раза температуры плавления щелочных металлов и продолжительности, менее 15 мин, не приводит к значительному их привесу. Соответственно снижаются и их защитные свойства. Увеличение температуры обработки выше, чем в 8 раэ превышающей температуру плавления щелочных металлов и продолжительности более 30 мин, практически не влияет на работоспособность кристаллизаторов, качество готового продукта и экономически не выгодно, Пределы последующей термической обработки графитовых кристаллизаторов беэ паров щелочных металлов

1200"1400 С выбраны по результатам предварительных исследовайий. Термообработка кристаллизатора ниме

1200оС не стабилизирует эрозионной стойкости в контакте с расплавами металлов. Увеличение температуры обработки свыше 1400 С практически не влияет на работоспособность и экономически не выгодно.

Следует также отметить, что дополнительная термообработка графито.вых изделий при 1200-1400 С обеспечивает стабилизацию их свойств за счет удаления свободных - не связанных с графитом щелочных металлов.

Отсутствие дополнительной теряообработки монет привести к взаимодействию несвязанного щелочного металла с атмосферной влагой и к ухудшению качества конечного продукта.

Таким образом, технологические параметры в предлагаемом способе позволяют получать графитовые кристаллиэаторй, обладающие высокой работоспособностью при непрерывной отливке металлов с,высоким качеством конечного продукта.,выгружают. .Пример 3. Графитовое иэделиекристаллиэатор изготовляют из графита ИГ-1(ТУ-48-20-86-76, загружают ,И1 в электропечь совместно с натрием, создают вакуум 10 мм рт.ст., нагревают до 800оС, выдерживают в течение

20 мин и охлаждают совместно с печью до комнатной температуры, выгружают изделие. После этого проводят дополнительную термообработку при 1300ОС в течение 30 мин, охлаждают совместно с neube до 50оС и выгружают.

Графитовые кристаллизаторы, обработанные щелочными металлами по режимам, укаэанным в примерах 1-3 обладают высокой эксплуатационной стойкостью, превышающей в 1,5-2 раза прототип.

Кроме того, кристаллиэаторы, изготовленные по предлагаемому способу, позволяют проводить стабильный процесс разливки металла с увеличением скорости вытягивания заготовки на 15-203 при высоком качест5О ве отливочного металла, т.е. исключены раковины, пустоты, налипания.

Формула изобретения

Способ получения защитных покрытий на графитовых изделиях, преимущественно кристаллиза1-орах, включаю щий нанесение покрытия в безокислительной атмосфере, о т л и ч а ю803

fO

Пример 1, Графитовое иэделие — кристаллизатор, изготовленный из графита марки МГ- 1(ТУ-48-2086-76) загружает в эпектропечь совместно с калием, создают вакуум

10 мм рт.ст., нагревают до 200 С, выдерживают в течение 15 мин и охлаждают. совместно с печью до комнатной температуры и выгружают изделие.

После этого проводят дополнительную термообработку при 1200оС в течение

15 мин. охлаждают совместно с печью до 50оС и выгрумают.

П р и и е р 2. Графитовое изделие кристаппизатор, изготовленный из графита МПГ-7(ТУ-48-20-51-74) 3arpyжает в электропечь совместно с литием, наполняют печь инертным газом аргоном, нагревают до 1000 С, выдерживают в течение 20 мин и охлаждают совместно с печью до 50"С, выгружают изделие. После этого проводят дополнительную термообработку при 1400ОС в течение 30 мин, охлаждают совяестно с печью до 50 С и

S 93180 шийся тем, что, с целью повышения эксплуатациОнной стОйкОсти иэ» делий, покрытие наносят осаждением щелочных металлов при температуре в 3-8 раэ превышающей температуру их плавления в течение 15-30 мин с последующим-отжигом при 12001400ОС.

3 d

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Сь1А 11 3459255, кл. 164-283, опублик.1968.

2. Патент СИА И 3498354> кл. 152-209, опублик. 1968.

Составитель Р.Клыкова

Редактор С.10ско Техред М. Надь Корректор В. Синицкая

° кй» °

Заказ 3672/35 Тираж 1049 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб;, д.4/5 ю аВ

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