CZ20014608A3 - Povlakované keramické součásti a způsob jejich výroby - Google Patents

Description

Povlakované keramické součásti a způsob jejich výroby

Oblast techniky

Vynález se týká povlakovaných keramických součásti, typu, který se používá ve výrobě výrobků ze skloviny, t.j. z roztaveného skla a způsobu výroby takových součástí. Vynález se zejména týká povlakování keramických součástí, které mají být ponořeny nebo částečně ponořeny do skloviny, ke zpomalení otěru povrchů takových součástí sklovinou, t.j. povrchů, které jsou s touto sklovinou v kontaktu.

Dosavadní stav techniky

Ve výrobě skleněných výrobků ze skloviny, například ve výrobě skleněných nádob ze sodno vápenato křemičité skloviny na sklářských tvarovacích strojích pro nádoby, typu jednotlivých sekcí - I.S., se používají různé keramické součásti v místech, kde jsou tyto součásti ponořeny nebo částečně ponořeny do skloviny. Takové součásti zahrnují keramický ústní kroužek, jak je obecně popsáno v patentovém spise US 4,950,321 (DiFrank), který je ponořen do skloviny, s který je svým horním povrchem v kontaktu se sklovinou, a keramické jehly k řízeni proudění skloviny, jak je označeno vztahovou značkou 32 v patentovém spise US 5,660,610 (DiFrank a kol.), a keramickou přívodní trubku, jak je vyznačeno vztahovou značkou 80 ve shora uvedeném patentovém spise US 5,660,610, která je při použití částečně ponořena ve sklovině. Shora uvedené patentové spisy US 4,950,321 a 5,660,610 jsou přiřazeny majiteli této přihlášky, a jejich obsah je zde zahrnut formou odkazu.

Sklovina, zahrnující sodno vápenato křemičitou sklovinu, je velmi abrazivní vzhledem k typům keramických směsi, které se používají ve výrobě součástí k takovému použití, když jsou ponořeny nebo částečně ponořeny do skloviny, a to nutně vyžaduje časté nahrazování takových keramických součástí, například ústních kroužků, které obvykle vyžadují nahrazení v intervalech 30 až 60 dní, v závislosti na barvě a teplotě skla, a které jsou kratší u zařízení s vysokým objemem výroby.

Předmět vynálezu

Nyní bylo zjištěno, že je možné, podstatně prodloužit užitečnou životnost keramických součástí, když jsou ponořeny ve sklovině, k výrobě užitkových výrobků ze skloviny. Užitečná životnost keramických součástí se podstatně prodlouží povlakováním všech povrchů, přicházejících do styku se sklovinou, dvěma vzájemně se překrývajícími povlaky, přičemž každý takový povlak se nanáší ve skutečně tenké vrstvě. Vnitřní povlak nebo základní povlak nebo povlak, který je v kontaktu s keramickou součástí, který se musí nanášet jenom v přibližné tloušťce 0,05 mm (0,002) je povlak z kompozitního prášku, který je vyroben z kompozitního prášku z niklu, chrómu, hliníku, kobaltu a ytria. Takový prášek na povlaky je komerčně dostupný u firmy Metco Division of Perkin-Elmer Corporation, jejíž hlavní sídlo je Westbury, Long Island, New York, pod označením výrobku Metco 461. Keramická součást se základním povlakem se potom dále povlakuje na přibližnou tloušťku povlaku 0,15 mm (0,006) povlakem z prášku, který je vyroben z oxidu zirkoničitého, stabilizovaného slitinou ceria a ytria, který je také komerčně dostupný u firmy Metco Division of Perkin-Elmer • · •· · · · · · e * « · * · · · · · »

Í··· · · · « « « • · · · · • ·· · · ······· ·· ·

- 3 Corporation, a tento prášek na povlaky je nabízen pod označením výrobku Metco 205 NS powder. Předpokládá se, že základní povlak, který slouží jako spojovací povlak pro vrchní povlak, a vrchní povlak pro každou takovou keramickou součást, budou ve vzájemné interakci s keramickou součástí po zahřátí, když je tato součást uvedena do výroby, pro vytvoření povlaku s vysokou pevností a vysokou odolností. Takový povlak také vytváří tepelnou bariéru mezi keramickou součástí a sklovinou, a tato tepelná bariéra chrání keramickou součást tak, že snižuje tepelný šok na tuto součást a zmenšuje výskyt trhlin.

Proto je cílem předloženého vynálezu vytvářet keramické součásti se zvýšenou životností k takovému použití, když jsou ponořeny nebo částečně ponořeny do skloviny ve výrobě výrobků ze skloviny. Také je cílem předloženého vynálezu vytvořit způsob na zpracování keramických součástí k výrobě skleněných výrobků, k prodloužení užitečné životnosti součástí k takovému použití, když jsou ponořeny nebo částečně ponořeny do skloviny, která je jinak velice abrazivní vzhledem k takovým keramickým součástem.

Přehled obrázků na výkrese

Pro lepší pochopení tohoto vynálezu a jeho cílů, je zaměřena pozornost na výkresy a jejich následující stručný popis, na podrobný popis výhodného provedení a na připojené nároky, kde na obr. 1 je ve zvětšeném měřítku a v řezu znázorněn keramický ústní kroužek podle tohoto vynálezu, který byl vyroben způsobem podle tohoto vynálezu, pro použití při výrobě skla, na obr. 2 je ve zvětšeném měřítku a v částečném řezu znázorněna keramická přívodní trubka, podle tohoto vynálezu, která byla vyrobena způsobem podle tohoto vynálezu, pro použití při výrobě skla a na obr. 3 je ve zvětšeném měřítku a v částečném řezu znázorněna keramická jehla pro řízení proudění skloviny, podle tohoto vynálezu, která byla vyrobena způsobem podle tohoto vynálezu, pro použití při výrobě skla.

Příklady provedení vynálezu

Ústní kroužek podle vynálezu je na obr. 1 obecně označen vztahovou značkou 10. Ústní kroužek 10 je vyroben z keramického prvku 12, který může mít běžnou konstrukci, a je určen k použití jako výstup hlavy dávkovače skloviny, který se používá k dodávání skloviny do sklářských tvarovacích strojů, typu I.S., skrze otvory 14, 16 ústního kroužku 10. Ústní kroužek 10 je tedy ponořen ve sklovině během své užitečné životnosti, a je svým horním povrchem v kontaktu se sklovinou.

Keramický prvek 12 ústního kroužku 10 je opatřen dvěma vzájemně se překrývajícími povlaky 18, 20, na každém svém povrchu, který je v kontaktu se sklovinou. Vnitřní povlak nebo základní povlak 18, je povlak, který je vyroben z kompozitního prášku z niklu, chrómu, hliníku, kobaltu a ytria, který se nanáší na keramický prvek 12 v přibližné tloušťce 0,05 mm (0,002) plasmovým stříkáním, a právě povlak z prášku Metco 461 od firmy Metco Division of Perkin-Elmer Corporation je vhodným materiálem na povlak k použití jako povlak 18.

Keramický prvek 12, na němž je nanesen povlak 18, se znovu povlakuje, tentokrát povlakem 20, který se nanáší na vnější část povlaku 18 na keramickém prvku 12. Povlak 20 se také nanáší jak prášek plasmovým stříkáním, a nanáší se v přibližné tloušťce 0,15 mm (0,006). Oxid zirkoničitý, stabilizovaný slitinou ceria a ytria, který je komerčně dostupný u firmy Metco Division of Perkin-Elmer, pod označením výrobku Metco • · ♦ 9

- 5 205 NS, je vhodný k použití jako povlak 20. Brožura Metco pro povlak Metco 205 Ns popisuje plazmové nanášení tohoto povlaku na keramický prvek, a její obsah je zde také zahrnut formou odkazu. Ústní kroužek 10 s povlaky 18 a 20, nanesenými na jeho keramický prvek 12, je namontován bez dalšího zpracování do hlavy dávkovače skloviny. Předpokládá se, že teplo vyžadované během plasmového stříkání povlaků 18 a 20 umožní vzájemnou interakci mezi keramickým prvkem 12 a základním povlakem 18, a také interakci mezi základním povlakem 18 a vrchním povlakem 20. Tato interakce mezi keramickým prvkem 12 a základním povlakem 18 a vrchním povlakem 20 vytváří tepelnou bariéru, která chrání keramický prvek 12 tak, že snižuje tepelný šok, což se pozná po prudkém vystavení horké sklovině, a zmenšuje výskyt trhlin keramického prvku 12. Dvojí povlak 18 a 20 keramického prvku 12 nezvyšuje jenom odolnost proti otěru ústního kroužku 10, přestože je ponořen ve sklovině, ale také chrání jeho oblasti, které mají méně keramického materiálu, jako neznázorněná oblast můstků ústního kroužku 10, před nadměrnými tepelnými gradienty.

Přívodní trubka podle vynálezu je na obr. 2 obecně označena vztahovou značkou 30. Přívodní trubka 30 je vyrobena z prstencovitého keramického prvku 32, který může mít běžnou konstrukci, a je určen k tomu, aby jeho spodní čelo bylo ponořeno ve sklovině hlavy dávkovače skloviny, určeného k dodávání skloviny do sklářských tvarovacích strojů, typu I.S. Spodní čelo přívodní trubky 30 je tedy ponořeno ve sklovině po dobu své užitečné životnosti.

Část keramického prvku 32, která je ponořena ve sklovině, je opatřena dvěma vzájemně se překrývajícími povlaky 34, 36, na každém svém povrchu, který je v kontaktu se sklovinou. Vnitřní povlak nebo základní povlak 34, je povlak, který je vyroben • · · φ

z kompozitního prášku z niklu, ohromu, hliníku, kobaltu a ytria, a tento povlak se nanáší na ponořenou část keramického prvku 32 v přibližné tloušťce 0,05 mm (0,002) plasmovým stříkáním. Povlak z prášku Metco 461 od firmy Metco Division of Perkin-Elmer Corporation je vhodným materiálem na povlak k použití jako povlak 34.

Ponořená část keramického prvku 32., na němž je nanesen povlak 34, se znovu povlakuje povlakem 36, který se nanáší na vnější část povlaku 34 na keramickém prvku 32. Povlak 36 se také nanáší jak prášek plasmovým stříkáním, a nanáší se v přibližné tloušťce 0,15 mm (0,006). Oxid zirkoničitý, stabilizovaný slitinou ceria a ytria, který je komerčně dostupný u firmy Metco Division of Perkin-Elmer, pod označením výrobku Metco 205 NS, je vhodný k použití jako povlak 36.

Přívodní trubka 30 s povlaky 34 a 36, nanesenými na její keramický prvek 32, je namontována bez dalšího zpracování do hlavy dávkovače skloviny, se sklovinou uspořádanou od spodního čela přívodní trubky 30 k úrovni, která nepřesahuje přes úroveň povlaků 34, 36 jejího keramického prvku 32.

Jehla k řízení proudění skloviny podle tohoto vynálezu je na obr. 3 obecně označena vztahovou značkou 40. Jehla 40 k řízení proudění skloviny je vyrobena z keramického prvku 42, který může mít běžnou konstrukci, a je určen k použití při řízení proudění skloviny ponořenými výstupy hlavy dávkovače skloviny,určeného k dodávání skloviny do sklářských tvarovacích strojů, typu I.S. Spodní čelo jehly 40 k řízení proudění skloviny je tedy ponořeno ve sklovině po dobu své užitečné životnosti.

Keramický prvek 42 jehly 40 k řízení proudění skloviny je na své nej spodnější části opatřen dvěma vzájemně se

překrývajícími povlaky 44, 46, totiž na části, která má být ponořena ve sklovině v hlavě dávkovače skloviny. Vnitřní povlak nebo základní povlak 44, je povlak, který je vyroben z kompozitního prášku z niklu, ohromu, hliníku, kobaltu a ytria, a tento povlak se nanáší na keramický prvek 42 v přibližné tloušťce 0,05 mm (0,002) plasmovým stříkáním. Povlak z prášku Metco 461 od firmy Metco Division of PerkinElmer Corporation je vhodným materiálem na povlak k použití jako povlak 44.

Keramický prvek 42, na němž je nanesen povlak 44, se znovu povlakuje povlakem 46, který se nanáší na vnější část povlaku 44 na keramickém prvku 42. Povlak 46 se také nanáší jak prášek plasmovým stříkáním, a nanáší se v přibližné tloušťce 0,15 mm (0,006). Oxid zirkoničitý, stabilizovaný slitinou ceria a ytria, který je komerčně dostupný u firmy Metco Division of Perkin-Elmer, pod označením výrobku Metco 205 NS, je vhodný k použití jako povlak 46.

I když zde byl znázorněn a popsán nejlepší způsob podle záměru vynálezce k provádění tohoto vynálezu, k datu jeho podání, pro odborníky v oboru bude zřejmé, že se mohou provést vhodné modifikace, variace a ekvivalenty, aniž dojde k vybočení z rozsahu vynálezu, který je omezen pouze následujícími nároky a jeho právními ekvivalenty.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zlepšení odolnosti proti otěru sklovinou keramického prvku, který je uspořádán k použití pro kontakt se sklovinou, vyznačující se tím, že se na povrch keramického prvku, který je v kontaktu se sklovinou, nanese tenký základní povlak z kompozitního prášku z niklu, ohromu, hliníku, kobaltu a ytria, dále se na tento tenký základní povlak nanese poněkud silnější povlak z oxidu zirkoničitého, stabilizovaného slitinou ceria a ytria, a potom se keramický prvek s tenkým povlakem a silnějším povlakem ohřívá, pro vytvoření trvanlivého a otěruvzdorného povrchu, který je v kontaktu se sklovinou, tohoto keramického prvku.

   2. Způsob podle tím, že se 0,05 mm. nároku 1, vyznačuj ící s e tloušťce základní povlak nanáší v přibližné 3. Způsob podle nároku 2, v y z nač u jící s e tím, že se silnější povlak nanáší v přibližné tloušťce 0,15 mm. 4. Způsob podle nároku 2, v y z nač u jící s e

   tím, že se základní povlak nanáší plasmovým stříkáním.
2. 5. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se silnější povlak nanáší plasmovým stříkáním.
3. 6. Otěruvzdorný keramický prvek, který je uspořádán k použití pro kontakt se sklovinou, vyznačující se tím, že obsahuje tenký základní povlak z kompozitního prášku z niklu, chrómu, hliníku, kobaltu a ytria na každém povrchu » · keramického prvku, který je v kontaktu se sklovinou, a poněkud silnější povlak z oxidu zirkoničitého, stabilizovaného slitinou ceria a ytria na vnější části základního povrchu.
4. 7. Keramický prvek podle nároku 6, vyznačující se tím, že základní povlak je nanesen v přibližné tloušťce 0,05 mm.
5. 8. Keramický prvek podle nároku 6, vyznačující se tím, že silnější povlak je nanesen v přibližné tloušťce 0,15 mm.
6. 9. Keramický prvek podle nároku 6, vyznačující se tím, že keramickým prvkem je ústní kroužek, přičemž oba povlaky, základní povlak i silnější povlak jsou naneseny na každý vnější povrch ústního kroužku.
7. 10. Keramický prvek podle nároku 6, vyznačující se t i m, že keramickým prvkem je prstencovitá přívodní trubka, přičemž oba povlaky, základní povlak i silnější povlak jsou naneseny na přívodní trubku, jak na její vnitřní povrch, tak na její vnější povrch, do hloubky přívodní trubky, která je upravena pro ponoření do skloviny.
8. 11. Keramický prvek podle nároku 7, vyznačující se t í m, že keramickým prvkem je jehla k řízení proudění skloviny, která má pevný průřez, přičemž oba povlaky, základní povlak i silnější povlak jsou naneseny na nej spodnější část jehly k řízení proudění skloviny, která je upravena pro ponoření do skloviny.