FI61723B - Spinnanordning foer framstaellning av glasfilamenter - Google Patents

Description

RSSr^l M (idkuu,!*utusjulka,su *1907 IA LJ l 'UTLÄGGNI NGSSKMFT Ο I (Zo C Patentti ayonetty 10 09 1902 ^ ” Patent aeddelat i (51) Kv.Ht?/inta.3 c 22 C 19/07 // C 03 B 37/04 i SUOMI—FINLAND pi) ριμμμμμ-ρκμμ^ι 750358 (22) HakMnlsptlv· —AnaMuilngtdH 10.02.75 (23) AlkupWvt—GIW*h*ud»* 10.02.75 (41) Tullut lulktMkal — Mlvlt offmtNg 01.02.75

Patentti· rekisterihallitus ............. . . .... .

· (44) N«htlvlk*1panon |a ku«L|ulkalsun pvm. — οι ns 82

Patent· och registerstyrelsen AmMcm uttegd och utUkmtM pubimnd J

(32)(33)(31) Pyy4a«y «uolktm-BssM prior** 31 *05 USA (US) 1+75220 (71) Owens-Corning Fiberglas Corporation, 608 Madison Avenue, Toledo 1,

Ohio, USA(US) (72) Darryl John Costin, Columbus, Ohio, USA(US) (7H) Berggren Oy Ab (5M Kehruulaite lasikuitujen valmistamiseksi - Spinnanordning för framställning av glasfilamenter Tämä keksintö kohdistuu kobolttipohjaisesta lejeeringistä valmistettuihin kehruulaitteisiin, jotka erityisesti soveltuvat käytettäviksi korkean lämpötilan omaavan sulatetun lasin yhteydessä.

Tietyillä teollisuuden aloilla tarvitaan sellaisia lejeerinkejä, joiden ominaisuuksiin kuuluu murtolujuus ja suuri hapettumisen vastustuskyky korkeissa lämpötiloissa. Esimerkkinä voidaan mainita lasikuituteollisuus, jossa kuidut aikaansaadaan johtamalla jokin sula aine, esim. lasi suurella nopeudella pyörivän kammion revitettyjen seinämien lävitse. Tällaista kammiota kutsutaan tavallisesti kehruulaitteeksi ja kuidut syntyvät sulan aineen virratessa ulos seinämän aukoista sen keskipakoisvoiman vaikutuksesta, joka kehruulaitteen pyöriessä kohdistuu sulaan aineeseen. Tällaisia keh-ruulaitteita käytetään tavallisesti silloin kun kehrätään lasikuituja noin 1120°C:n lämpötiloissa, jolloin pyörimisnopeus on noin 1700 kierrosta minuutissa. Näissä olosuhteissa keksinnön mukainen lejeerinki on osoittautunut murtolujuus- ja ryömimisominaisuuksil-taan sangen hyväksi sekä erittäin vastustuskykyiseksi sulaa lasia 2 61723 Tämän keksinnön eräänä tarkoituksena on siis aikaansaada sellainen kobolttipohjainen lejeerinki, jolla on erinomaiset murtolujuus- ja ryömimisominaisuudet, jota voidaan sulattaa ja valaa ilmassa ja joka on hyvin vastustuskykyinen sulan lasin synnyttämään korroosioon nähden.

Keksinnön mukainen kehruulaite on tunnettu siitä, että se on valmistettu lejeeringistä, jonka koostumus on seuraava:

Kromia 25*0 - 36,0 paino-%

Nikkeliä 3,5 - 13,0 "

Volfrämiä 3,0 - 10,5 "

Tantaalia 1,^ - 6,5 "

Zirkonia 0,005 - 0,2 "

Piitä 0,05 - 2,0 "

Hiiltä 0,35 - 0,95 "

Booria 0,001 - 0,1 "

Rautaa 0,01 - 12,0 "

Kobolttia loput jolloin volfrämin ja tantaalin välinen painosuhde on l:n ja 5,5 :n välillä ja zirkonin ja boorin painosuhde 0,05:n ja 35 :n välillä.

Keksinnön mukainen kehruulaite valmistetaan edullisesti lejeeringistä, jolla on seuraava koostumus:

Kromia 28,5 - 33,0 paino-£

Nikkeliä 9,5 - 11,0 "

Volfrämiä 5,5 - 8,0 ”

Tantaalia 2,6 - "

Zirkonia 0,009 - 0,025 "

Piitä 0,25 - 0,7 "

Hiiltä 0,5 - 0,65

Booria 0,01 - 0,035 "

Rautaa 0,25 - 0,6 "

Kobolttia loput jolloin volfrämin ja tantaalin välinen painosuhde on 1,9:n ja Ψ,ιβΛ:η välillä ja zirkonin ja boorin painosuhde 0,25:n ja 0,9:n välillä.

3 61723

Yllämainittuihin lejeerinkeihin saattaa myös sisältyä epäpuhtauksia, jotka sisältyvät mainittuihin pääkomponentteihin. Epäpuhtauden määrän pitää kuitenkin rajoittua korkeintaan 0,l:een painoprosenttiin alumiinista, korkeintaan 0,1 reen painoprosenttiin titaanista, korkeintaan 0,015 painoprosenttiin rikistä ja korkeintaan 0,015 painoprosenttiin fosforista.

Keksinnön mukaiseen kehruulaitteeseen käytettävät lejeeringit voidaan aikaansaada sulattamalla ja valamalla ilmassa tai sulattamalla ja valamalla tyhjössä, jolloin käytetään tunnettuja, toisinaan superlejeeringeiksi nimitettyjen kobolttipohjaisten lejerinkien sulautusmenetelmiä. Mieluiten sulatuskomponentteja käytetään esi-lejerinkien muodossa helpottamaan korkean sulamispisteen omaavien alkuaineiden, kuten volframin, tantaalin, kromin, zirkonin, hiilen ja boorin sulattamista.

Suositussa lejeerinkien valmistusmenetelmässä tehdään ensin pääasiallisesti kromia ja kobolttia sisältävä perussulate. Sen jälkeen muut tarvittavat alkuaineet yhdistetään perussulatteeseen missä järjestyksessä tahansa, kun sulamislämpö on 1480 ja 1540°C:n välillä. Vaihto- T/ · tl ν’. ' « 61723 ehtoisesti voidaan kaikki lejeeringin komponentit kuitenkin panna upokkaaseen yhdessä koboltin ja kromin kanssa. Koska lejeerinkiin sisältyy zirkonia ja booria vain vähäisiä määriä ja tiettyjä painosuhteita on noudatettava* on suositeltavaa, että zirkoni, boori, volfra-mi ja tantaali pannaan sulatteeseen välittömästi ennen valua, jotta estettäisiin näiden aineiden hapettuminen tai häviäminen upokkaasta.

Viimeksimainittujen komponenttien lisäämisen jälkeen sulate kuumennetaan sellaiseen lämpötilaan noin 1540 ja l665°C:n välille, joka synnyttää yhtenäisen seoksen, jolloin sulate valetaan. Saatuja valuteok-sia voidaan hitsata ja työstää tavanomaisin menetelmin. Valettua lejee-rinkiä on mieluiten lämpökäsiteltävä 3 tunnin ajan 1065°C:ssa, jonka jälkeen se on ilmajäähdytettävä ennen lisätoimenpiteitä.

Seuraavassa verrataan keksinnön mukaisen tyypillisen lejeeringin ominaisuuksia tunnetun A:ksi nimitetyn lejeeringin ominaisuuksiin, jolla lejeeringillä on suuri nikkelipitoisuus ja jota tavallisesti käytetään pyörivien kehruulaitteiden valmistamiseen. Lejeerinki A:n koostumus, on seuraava:

Alkuaine Likimääräinen koostumus, paino-/t

Kromia noin 35,0

Nikkeliä loput

Molybdeeniä noin 3,0

Hiiltä " 0,25

Volfrämiä " 3,0

Tantaalia " 1,0

Piitä " 1,2

Rautaa " 4,5

Mangaania " 0,25

Tyypillisen tämän keksinnön mukaisen lejeeringin koostumus on seuraava.

Alkuaine Likimääräinen koostumus, paino-%

Kromia 31,5

Nikkeliä 10,3

Voifrämiä 6,4

Tantaalia 2,4 -.Zirkonia 0,01 0,4 5 61723

Hiiltä 0,64

Booria 0,04

Rautaa 0,38

Kobolttia loput

Volframia/Tantaalia 2,7

Zirkonia/Booria 0,25

Seuraavassa ilmoitetaan lejeerinki A:n ja keksinnön mukaisen lejff-ringin murtolujuusominaisuudet. Kumpikin lejeerinki on valettu ilmassa ja sen jälkeen lämpökäsitelty.

O Λ

Lejeerinki Rasitus,kp/cnr Lämpötila, °C Elinaika,h A 105 1120 110

Keks.muk. 105 1120 8500 A 105 1150 40

Keks.muk. 105 1150 3000 A 105 1124 100

Keks.muk. 105 1242 100

Lejeerinki A ja keksinnön mukainen lejeerinki, kumnikin valettu ilmassa ja sen jälkeen lämpökäsitelty^ osoitti seuraavaa korroosiota sen jälkeen kun ne oli osittain upotettu samaan ll88°C:feta sulaan lasiin 40 tunnin ajaksi. Upotuksen syvyys, mm.

Lejeerinki Lasin pinnan alla Lasin pinnalla A 0,151 0,441 keks.muk,· 0,071 0,297

Mitä ryömimiseen tulee, niin lejeerinki A:n kokonaisvenyminen oli 18,9 %, kun taas keksinnön mukaisen lejeeringin keskimääräinen kokonaisvenyminen oli noin 5,6 % identtisissä olosuhteissa.

Tyypillisen keksinnön mukaisen lejeeringin kovuus oli valamisen jälkeen 108 Rockwell B ja 33 Rockwell C. Kovuus 3 tuntia kestäneen 1065°C:n lämpökäsittelyn jälkeen oli 111 Rockwell B ja 39 Rockwell C.

^^u£^ edellä on ilmoitettu niin keksinnön mukaiset lejeeringit soveltuvat erityisesti kehruulaitteiden valmistukseen. Tällaisten kehruu-laitteiden elinaikaa (käyttöaikaa) rajoittavat murtorasitukset ja 6 61723 sulan lasin aiheuttama korroosio.

Erästä niistä monentyyppisistä kehruulaitteisba, joita keksinnön mukaisesta lejeeringistä voidaan valmistaa, esitetään oheisessa piirustuksessa, jossa kuvio 1 on perspektiivikuva kehruulaitteesta ja kuvio 2 kehruulaitteen poikkileikkaus pitkin kuvion 1 linjaa 2-2.

Piirustuksessa esitetty kehruulaite on kokonaisuudessaan valmistettu keksinnön mukaisesta lejeeringistä. Kehruulaite 1 käsittää ylemmän seinämän 2, jossa on aukko 3 ja alemman seinämän jossa on aukko 5. Ylemmän seinämän 2 ja alemman seinämän ^ väliin ulottuu kehämäinen, yhtämittainen sivuseinämä 6 niin että muodostuu pääasiallisesti pyöreä kammio. Sivuseinämässä 6 on läpi seinän ulottuvat aukot 7· Näistä aukoista 7 virtaa ulos sulaa lasia, joka johdetaan kehruulait4-teeseen aukon 3 kautta.

Ylemmässä seinämässä 2 saattaa olla laippa 8 kehruulaitteen pyörit-tämiselimeen liittymistä varten. Ei-esitetyt elimet voivat ulottua aukon 5 kautta johtamaan nestettä kehruulaitteeseen.

Keksinnön mukaisia lejeerinkejä käyttäen on valettu erilaisia keh-ruulaitteita ja valuteoksia on lämpökäsitelty ja sitten työstetty haluttuun kokoon. Tehdaskokeilussa 8:n kehruulaitteen keskimääräinen elinaika oli 252 tuntia, kun taas edellä selostetusta tunnetusta lejeerinki A:sta valettujen kehruulaitteiden keskimääräinen elinaika oli noin 100 tuntia pääasiallisesti identtisissä käyttöolosuhteissa. 1 . ? Λ * *

Claims (2)

1. 7 61723 Kehruulaite lasikuitujen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että laite on valmistettu lejeeringistä, jolla on seuraava koostumus : Kromia 25,0 - 36,0_ paino-^ Nikkeliä 3,5 - 13,0 " Volframia 3,0 10,5 " Tantaalia 1,4 - 6,5 " Zirkonia 0,005 - 0,2 " Piitä 0,05 - 2,0 " Hiiltä 0,35 - 0,95 " Booria 0,001 - 0,1 " Rautaa 0,01 - 12,0 " Kobolttia loput jolloin volframin ja tantaalin välinen painosuhde on l:n ja 5,5 välillä ja zirkonin ja boorin painosuhde 0,05:n ja 35:n välillä.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kehruulaite, tunnettu siitä, että lejeeringillä on seuraava koostumus: Kromia 28,5 - 33,0 paino-2$ Nikkeliä 9,5 - 11,0 " Volframia 5,5 - 8,0 " Tantaalia 2,6 - 4,4 " Zirkonia 0,009 - 0,025 " Piitä 0,25 - 0,7 " Hiiltä 0,5 - 0,65 " Booria 0,01 - 0,035 " Rautaa 0,25 - 0,6 " Kobolttia loput jolloin volframin ja tantaalin välinen painosuhde on l,9:n ja 3,5:n välillä ja zirkonin ja boorin painosuhde 0,25:n ja 0,9:n välillä. ςβ1! /-T ·