Композиция для получения углеродной основы под силицирование — SU 975572 (original) (raw)

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Допол интел ьное к а вт. с вид- ву -Опубликовано 23.1 .82. Бюллетень43Дата опубликования описания 28.11.82 пе делам изабретеиий и еткрмтий(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОЙ ОСНОВЫ ПОД СИЛИЦИРОВАНИЕ10 - 12 12 - 14 9 - 11 5 - 6 Остальное А 0 СаО Мдо Ма х 0 810 а 65 - 8512 - 303 - 5 Изобретение относится к созданию кон.струкционных углеродных силицированных материалов, которые могут быть использованы в машиностроении и других отраслях промышленности, а именно в качестве подшипников скольжения и торцовых уплотнений в центробежных насосах и оборудовании, транспортирующих жидкие среды: агрессивные и содержащие абразивные при. меси. Наиболее близкой к предложенной является углеродна я силн ци рова иная композиция, включающая 70 - 90 вес.% углеродного наполнителя и 10 - 30 вес.% связующего-фенолформальдегидной смолы, например пульвербакелита 1 Ц.Недостатком данной композиции является низкая стойкость к действию агрессивных жидких сред. Цель изобретения - увеличение стойкости к агрессивным жидкостям силицированного материала.Указанная цель достигается тем, что в состав основы под силицирование, изготовленной на основе углеродного наполнителя и пульвербакелита, вводят ситалл состава, вес%: при следующем соотношении компонентов,вес, %:УглеродныйнаполнительПульвербакелитСиталл Улеродный наполнитель в виде шихты,состоящей изсмеси графитированного и обожженного порошков с величиной частиц 0,01 - 0,5 мм произвольного соотношения обеспечивает основе заданную плотность 1,25 - 1,28 г/см з и величину пор, что способствует качественной пропитке кремнием и образованию в период термической обработки карбидной фазы ЯС - наиболее прочной, износо-и коррозионностойкой.Углеродное волокно обеспечивает материалу увеличение ударной вязкости (до 20 кгссм/см ) и коррозионной стойкости.Использование смеси углеродных наполнителей: порошка и волокна при весовом соотношении 1:1 - 1:5 обеспечивает угле- родной основе высокую ударную вязкость и вызывает эффект трехмерного объемного упрочнения композиции.Введение в основу ситалла способствует резкому увеличению стойкости конечного материала при работе в растворах щелочей и кислот.Приведенное соотношение компонентов является оптимальным и обеспечивает достижение наилучших свойств конечного материала при данном составе.Уменьшение содержания наполнителя от заданного приводит к увеличению плотности.Введение связуюшего - пульвербакелита свыше максимального предела приводит, как правило, к растрескиванию углеродной основы в процессе термической обработки, а меньше нижнего предела - делает ее малопрочной и непригодной к дальнейшей операции - пропитке кремнием.При использовании в качестве наполнителя углеродного волокна в сочетании с углеродным порошком наилучшие результаты достигаются, если их соотношения находятся в пределах 1:1 до 1:5, При этом содержание волокна в углеродной основе свыше указанных пределов в значительной степени усложняет операции приготовления композиции, меньше указанных пределов - снижается эффект трехмерного упрочнения,Добавка ситалла в углеродную основу больше 5 О/о приводит к ухудшению характеристик трения - повышается коэффициент трения, содержание его в основе менее 3/о снижает коррозионную стойкость в агрессивных жидкостях.Высокую химическую стойкость ситаллаоп редел яет стеклофаза альбито вого состава (МаО А 10 з 3%0). В процессе термической обработки основы образуется фаза состава диопсида (СаО МдО 2810), обладающая также высокой химической стойкостью, Из приведенных компонентов готовят пресс-массу, прессуют изделия, термически обрабатывают и пропитывают кремнием.Пример 1. Углеродный порошок 60 вес./, с частицами 0,01 - 0,5 мм, пульвербакелит 39 вес./ просеянный через сито с величиной ячеек 0,28 мм, и порошок ситалла (состав, вес.%: А 1205 О; СаО 12; Мд 09; Ха 2 О 5) с величиной частиц 20 - 50 мкм смешивают 15 мин. Полученную пресс-массу прессуют в пресс-форме при 170 С и давлении 100 кгс/см. Заготовки или изделия обжигают при 1000 С в нейтральной среде. Скорость подъема температуры 50 С/ч, выдержка при конечной температу ре - - 1 ч, Охлаждают изделия совместнос печью 10 ч до комнатной температуры.Обожженные изделия пропитываютжидким кремнием при 2000 - 2100 С ввакууме или в атмосфере аргона. Скоростьподъема температуры 100 С/ч, выдержкапри конечной температуре 20 мин, Охлаждают изделия совместно с печью до комнатной температуры 2,5 ч.Пример 2. Углеродный порошок 65 вес.о/о.ситалл 5 вес,о/, (состав по примеру)смешивают с пульвербакелитом в количестве 30 вес.о/,. Изделия получают по технологии, описацной в примере 1.Пример 3. Углеродный порошок 76 вес.о/о,ситалл 4 вес.% (соста ва вес.о/о, А 10 з 11;15 СаО 13; МдО 10; МадО 6) смешиваютс 20 вес.о/о пульвербакелита. Изделия получают по технологии, описанной в примере 1.Пример 4. Углеродный порошок 85 вес,о/оситалл 3 вес./о (состав по примеру 1"смешивают с 12 вес о/О пульвербакелита.Изделия получают по технологии, описанной в примере 1,Пример 5, Углеродный порошок 90 вес.о/о.смешивают с 9 вес.о/о пульвербакелита. Изделия получают по технологии, описанной25 в примере 1. Материал основы имеет низкую механическую прочность. Для пропитки кремнием не пригоден.В табл. 1 приведены свойства силицированного материала по известному и предло 30женному составам (примеры 1 - 5). 35 40 45 50 55 Пример 6. Углеродное волокно длиной 5 - 60 мм в количестве 76 вес.о/О, порошок ситалла 4 вес./о (состав по примеру 1) смешивают с 20 вес.о/о пульвербакелита в растворе денатурированного спирта или ацетоне. Пресс-массу сушат при комнатной температуре 2 ч. Последующие технологические операции повторяют в соответствии с примером 1.Пример 7. Углеродное волокно 60 вес.%, порошок ситалла 1 вес.о/о (состав по примеру 3) смешивают с 30 вес,/о пульвербакелита. Изделия получают по технологии, описанной в примере 6.Пример 8. Углеродное волокно 40 вес./О., .углеродный порошок 40 вес./О, порошок ситалла 4 вес.о/о (состав, вес.о/о: А 10 э 12; СаО 14; МдО 11; МаО 6) смешивают с 16 вес.о/о пульвербакелита. Изделия получают по технологии, описанной в примере 6.Пример 9.Углеродное волокно 12 вес.о/О, углеродный порошок 60 вес./О, порошок ситалла 5 вес./о (состав по примеру 8) смешивают с 23 вес.о/О пульвербакелита. Изделия изготавливают по технологии,описанной в примере 6.Свойства силицированных основ, изготовленных по примерам 6 - 9, приведены в табл. 2.Из табл. 1 и 2, видно, что стойкость к агрессивным жидким средам предлагаемо975572 Ожидаемый экономический эффект (годовой) от эксплуатации химических центробежных насосов, оснашенных элементами трения из предлагаемой силицированной основы, составляет не менее 220 тыс. руб. го материала зависит от состава вводимого ситалла и в 3 - 4 раза превосходит аналогичную характеристику известного силицированного материала. При этом прочностные характеристики не ухудшаются. Таблица 1 СкоростьизнашиваУдарнаявязкость,кг,см/см ПлотПример, У ность г/смз ниямм/1000 ч 0,08 1800 13000 2,20 2,0 50000 2,2 0,015 2,35 5500 60000 3 , 8000 4 7000 5 1900 0,01 2,50 40000 2,62 4,2 0,02 2,15 8000 2,0 0,12 Известный способ 2000-8000 2,4 12000 3 7-11 0,09Ресурс работа рассчитан из условия износа рабочей поверхностина глубину 1 мм.Величину износа определяют с помощью микронной индикаторнойголовки с ценой деления 0,001 мм. Т а б л и ц а 2 СкоростьизнашиваУдарнаявязкостькг см/см ПлотПример,Ио975572 Формула изобретения Составитель В. ГродзовскаяТехред И. Верес Корректор В. ПрохненкоТираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор П. Коссей За каз 8268/32 1. Композиция для получения углеродной основы под силицирование, включаюшая углеродный наполнитель и пульвербакелит, отличающаяся те м, что, с целью увеличения стойкости к агрессивным жидкостям силицированного материала на ее основе, она дополнительно содержит ситалл состава, вес.%:12 ОЗ 10 - 12 СаО 12 - 14 М ОМат ОК 9 - 115 - 62Остальное при следуюшем соотношении компонентов, вес,/,:Углеродный наполнитель 65 - 85 Пульвербакелит 12 - 30Ситалл 3 - 52. Композиция по п. 1, отличающаясятем, что в качестве углеродного наполнителя она содержит углеродный порошок с ве личиной частиц 0,01 - 0,5 мм.3, Композиция по п, 1, отличающаясятем, что в качестве углеродного наполнителя она содержит углеродное волокно.4, Композиция по и. 1, отличающаясятем, что в качестве углеродного наполнителя она содержит смесь углеродного волокна с углеродным порошком в весовом соотношении 1:1 - :5.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССРЛгв 414841, кл, С 01 В 31/04, 1971.

Смотреть

Композиция для получения углеродной основы под силицирование