Шихта для изготовления износостойких изделий
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
