FI66635B

FI66635B - Noetnings- och korrosionsbestaendigt material samt foerfarandefoer dess framstaellning

Info

Publication number: FI66635B
Application number: FI770357A
Authority: FI
Inventors: Alexandru Heidingher; Ioan Sinko
Original assignee: Centrala Minereurilor
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-02-01
Publication date: 1984-07-31
Also published as: DE2703414C3; GB1554785A; DE2703414A1; FI770357A; SU1077575A3; US4336178A; RO67644A2; SE7700692L; SE421067B; FI66635C; DE2703414B2

Description

----”.1 M KUULUTUSJULKAISU , , , -, r W (11) UTLÄGGNINGSSKIIIFT 666 3 5 ¢51) K**ifi*jCL C 08 L 63/00, C 08 K 3/22, 3/3^ SUOH I—FINLAND (if) -w* 770357 <22, 0,.02.77 (23) 01.02.77 (#1) ΙΜκ,ΜνΜ—INiiRmIi 03.08.77 htwitti- ja raktatarlhaltlty· (44) NNkMU^mom ft km*J*ka*m p*.- (22)(32)(11) >»yfawywn·.— »»gM »rtortwt 02.02./6

Romania-Rumanien(RO) 84675 (71) Centrala Mlnereurilor fi Metalurgiei Neferoase Baia Mare,

Strada Bicaz No. 1-3» Baia Mare, Romania-RumSnien(RO) (72) Alexandru Heidingher, Baia Mare, loan Sinko, Baia Mare,

Romania-Rumänien(RO) (7*0 Oy Kolster Ab (54) Kulutusta ja korroosiota kestävä materiaali ja menetelmä sen valmistamiseksi - Nötnings- och korrosionsbeständigt material samt förfarande för dess framställning Tämä keksintö koskee kulutusta ja kemiallista korroosiota kestävää materiaalia, jota käytetään koneenrakennuksessa, ja menetelmää sen valmistamiseksi.

On tunnettua, että teollisuudessa, jossa käsitellään vahvasti kuluttavia ja syövyttäviä lietteitä, niiden kanssa kosketuksiin joutuvat laitekomponentit, kuten pumput, vaahdotuskennot ja sekoit-timet kuluvat loppuun erittäin nopeasti, joskus vain muutaman tunnin käytön jälkeen, mikä tekee niiden käytön kalliiksi.

Näiden osien käyttöikää pidennetään yleisesti suojaamalla ne kumittamalla.

Tätä menetelmää ei voida käyttää aivan kaikissa tapauksissa johtuen vaikeasta kumitustekniikasta sekä kumin vähäisestä mekaanisesta lujuudesta.

Tunnetaan myös samaan tarkoitukseen käytetty materiaali, joka 2 66635 perustuu epoksihartsiin yhdessä erilaisten kulutusta kestävien aineosien kanssa. Näiden materiaalien haittoina on vähäinen mekaaninen lujuus.

Samanaikaisesti tunnetuilla materiaaleilla esiintyy vaikeuksia, jotka johtuvat erityisesti viskositeetin nopeasta kasvusta, joka vaikeuttaa valua muotissa.

Keksinnön mukaista materiaalia käytettäessä pystytään poistamaan yllä mainitut haitat. Tämä materiaali kestää hyvin kulutusta ja korroosiota, ja sille on tunnusomaista, että se sisältää 80-85 % lujittavaa täyteainetta, joka koostuu seoksesta, jossa on paino-suhteessa 1:2 ja SiC ja jonka raekoko on alle 5 mm ja johon on lisätty 0,5-3 paino-% lasikuitua, jonka kuitujen pituus on 3-5 mm, suoraksi lujittavaksi komponentiksi, ja 15-20 paino-% sideainetta, joka koostuu kahdentyyppisestä epoksihartsista, jotka molemmat perustuvat epikloorihydriiniin ja 2,2-bis-parahydroksi-fenyylipropaaniin ja joiden molekyylipainot ovat välillä 350-1400, mutta ovat keskenään erilaisia, ja joita on lisätty suhteessa 1:2, lisäksi seokseen on lisätty kovettimeksi ftaalihappoanhydridiä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kulutusta ja korroosiota kestävän materiaalin valmistamiseksi ensimmäisessä vaiheessa valmistetaan sideaine sekoittamalla ko. kaksi hartsityyppiä ja lisäämällä kovetin, minkä jälkeen seuraavassa vaiheessa lisätään lujittavat täyteaineet kostutettuina sideaineen asetoniliuokseen ja lopuksi materiaalia käsitellään 160°C:n lämpötilassa 1-5 tunnin ajan.

Esikostutetun ja lujitetun kulutusta ja syöpymistä kestävän täyteaineen valmistamiseksi sekoitetaan 333 g A^O^a, jonka normaali granulometrinen koostumus on välillä 0,3-0,6 mm, 660 g SiC:a, jonka normaali granulometrinen koostumus on välillä 0,6-1 mm ja 5 g lasikuitua, jonka kuitujen pituus on 2-5 mm. Seos esikostutetaan 3 200 cm :11a 7-%;ista asetoniliuosta jatkuvasti sekoittamalla, minkä jälkeen liuottimen annetaan täysin haihtua.

Liuotin voidaan poistaa myös lämmittämällä.

Sideaine valmistetaan sekoittamalla painosuhteessa 1:2 kahta epoksihartsia, joilla on erilaiset polykondensoitumisasteet ja joiden molekyylipainot ovat välillä 350-1400 ja jotka molemmat perustuvat epikloorihydriiniin ja 2,2-bis-parahydroksifenyylipropaaniin, lisäämällä kovettimeksi ftaalihappoanhydridiä. Nämä kaksi hartsia 66635 sekoitetaan 120°C:ssa, minkä jälkeen lisätään ftaalihappoanhydridiä sekoittaen täydelliseen liukenemiseen saakka.

Kulutusta kestävän materiaalin valmistamiseksi esikostutet-tu täyteaineseos esikuumennetaan jatkuvasti sekoittaen suunnilleen 100°C:seen, ja sen jälkeen lisätään 170 g sideainetta, joka on kuumennettu 120°C:seen, jatkaen valutahnan hidasta sekoitusta homo-genoitumiseen saakka. Homogenoidussa tilassa valutahna valetaan esikuumennettuihin muotteihin, jotka ovat 130°C:n lämpötilassa ja joissa sitä käsitellään 160°C:n lämpötilassa 1-5 tuntia, minkä jälkeen kappaleesta poistetaan jännitykset hitaasti jäähdyttämällä (3-5 tuntia koosta riippuen).

Keksinnön mukaista materiaalia käytetään johtuen sen merkittävistä syöpymistä estävistä ominaisuuksista ja mekaanisesta kestävyydestä koneenrakennuksessa, kuluvien osien valmistukseen eräissä laitteissa, joita käytetään erityisesti malmienkäsittelyteollisuu-dessa, kuten keskipakopumppujen sekoitinsiipiin ja staattoreihin, vaahdotuskennoon tarkoitettuihin sekoitinsiipiin, staattoreihin ja vuorauksiin, hydrosykloneihin, sivukiven kuljetusputkien vuorauksiin, hanoihin jne. Teollisesti saatujen tulosten perusteella materiaalin syöpymistä estävistä ominaisuuksista johtuu, että tästä materiaalista valmistetut keskipakopumppujen sekoitinsiivet, jotka siirtävät malmisuspensiota ei-rautamalmeja käsittelevissä laitoksissa, toimivat samoissa olosuhteissa 15-20 kertaa kauemmin kuin mangaaniteräksestä valmistetut osat ja 3-4 kertaa kauemmin kuin kumilla päällystetty sekoitinsiipi,

Keksinnön mukaisesti saatu materiaali kestää HC1-, H2S04~ ja HF*-väliaineissa ja etikkahapossa kaikissa väkevyyksissä 80°C:seen saakka sekä laimeassa HNO^- ja H^PC^-väliaineessa, Se kestää myös väkevässä alkaalisessa väliaineessa ja laimeassa alkaalisessa väliaineessa 60°C;n lämpötilaan saakka.

Keksinnön mukaisten kuluvien osien valmistustekniikalla on seuraavat edut - se tekee mahdolliseksi valmistaa mitä tahansa äärellistä kokoa olevia ja kuinka monimutkaisia kappaleita tahansa; - kappaleet eivät ole panssaroitua metallia; - materiaalia voidaan myös käyttää pinnoittamalla tai päällystämällä; - tekninen toteutus vaatii pienet alkukustannukset.

4 66635

Esimerkki 1 Tässä esimerkissä esitetään sellaisen valumateriaalin koostumus ja valmistus, jota käytetään valmistettaessa laitekomponent-teja, jotka joutuvat alttiiksi voimakkaalle eroosiolle ja happo-korroosiolle normaalissa lämpötilassa. Tyypillisiä esimerkkejä tällaisista komponenteista ovat pumppujen juoksupyörät ja vaahdotus-kennojuoksupyörät, joita käytetään ei-rautapitoisten malmien rikas-tuslaitoksissa. Näiden laitekomponenttien läpi kulkee erittäin syövyttävä vesisuspensio, joka sisältää 300-400 g/1 kiinteää ainetta (rakeiden halkaisija 10-150 ^im) ja josta hyvin usein yli 90 % on kvartsia. Koska kvartsin kovuus on 7 Mohsin asteikolla, se on suspensiossa tärkein eroosion aiheuttaja.

1.1 Sideainekomponenttien valmistus

Sideainekomponentti valmistetaan kahdesta epoksihartsista, joilla on eri molekyylipaino ja jotka perustuvat epikloorihydrii-niin ja 2,2-'bisparahydroksifenyylipropaaniin toisen komponentin ollessa epoksihartsi, jonka molekyylipaino on 340 ja joka on viskoosi normaalilämpötilassa (esimerkiksi Dinox 040, Epikote 828), ja toisen komponentin ollessa epoksihartsi, jonka molekyylipaino on 650 ja sulamispiste 65-80°C (esimerkiksi Dinox 110, Epon 100 L).Edellistä epoksihartsihonponenttia lisätään 1 osa, jälkiumäistä 2 osaa .Epoksihartsit sekoitetaan noin 80-120°C:n länpötilassa, minkä jälkeen f taalihappoanhydridi lisätään kovettimeksi liuottamalla se seokseen jatkuvasti sekoittaen.

Sideainekomponentin stabiilisuus on rajoitettu (se on stabiili noin 30 minuutin ajan sen valmistukseen käytetyssä lämpötilassa), minkä jälkeen viskositeetti nousee huomattavasti ja kovettuminen alkaa. Sitä voidaan säilyttää 5-8 tuntia liuskoina, jotka on valmistettu valamalla ohueksi kerrokseksi metallipinnalle ja sen jälkeen nopeasti jäähdyttämällä, Sideainekomponentti (liuskoina) liukenee asetoniin, 1.2 Esikostutetun liuoksen valmistus »Γ ·ι i ' ''I ~ ' I·— — —^ψ »n

Liuskojen muodossa oleva sideainekomponentti liuotetaan asetoniin jatkuvasti sekoittaen huoneen lämpötilassa, jolloin sideaine-komponenttia lisätään asetoniin 7 paino-%.

1.3 Eroosiota kestävän komponentin valmistus A12C>2 (korundi) ja SiC (piikarbidi) sekoitetaan painosuhteessa 1:2, jolloin molemmilla komponenteilla on seuraava granulometrinen koostumus: 66635 halkaisija 4-5 mm - 35 paino-% halkaisija 4-2,5 mm - 25 paino-% halkaisija 2,5-1 mm - 20 paino-% halkaisija 1-0,1 mm - 15 paino-% halkaisija pienempi kuin 0,1 mm - 5 paino-%.

Näin saatuun seokseen lisätään 3 paino-% lasikuitua, jonka kuitujen pituus on noin 5 mm ja paksuus noin 0,1 mm, intergranulaa-riseksi insertiokomponentiksi.

1.4 Valumassan valmistus 1 kg:a valmista valumassaa kohti sekoitetaan 820 g eroosion- 3 kestävää komponenttia (valmistettu kohdan 1.3 mukaan) 200 cm :iin esikostutettua liuosta (valmistettu kohdan 1.2 mukaan) jatkuvasti sekoittaen. Asetoni poistetaan kuumentamalla seosta 40°C:n lämpötilassa jatkuvasti sekoittaen tyhjössä. Kun asetoni on täydellisesti poistettu, esikostutettu eroosionkestävä komponentti kuumennetaan 90-100°C:n lämpötilaan, ja siihen lisätään 166 g sideainekomponent-tia, joka on kuumennettu noin 100°C:seen, jatkuvasti sekoittaen (sideainekomponentti valmistettu kohdan 1.1 mukaisesti). Valumassa homogenoidaan sekoittamalla, jolloin intergranulaarinen insertio-komponentti sekoittuu täysin muihin komponentteihin.

1.5 Eroosiota ja korroosiota kestävän komponentin valmistus Kohdan 1.4 mukaisesti valmistettu valumassa kaadetaan metal- limuotteihin, jotka on esikuumennettu 110-130°C:seen, muotti puris-tetaan 50-120 kg/cm :n paineessa ja kuumennetaan 130-160°C:seen, ja massan annetaan olla muotissa 3-5 tuntia (muotin koosta ja käsit-telylämpötilasta riippuen).

Valukappaleen poistamiseksi muotista muotti on esikuumennettu ennen täyttöä ja käsitelty silikoniöljyllä.

Esimerkin 1 mukaisesti valmistetut keskipakopumppujen juoksu-pyörät kuluvat tasaisesti verrattuna kovasta teräksestä valmistettuihin juoksupyöriin tai kumipäällysteisiin juoksupyöriin, jotka kuluvat epätasaisesti. Esimerkin 1 mukaisesti valmistettujen juoksu-pyörien käyttöikä on 15-20 kertaa pitempi kuin mangaaniteräksestä valmistettujen 2,5-3 kertaa pitempi kuin 600°Brinell-teräksestä valmistettujen ja 4-5 kertaa pitempi kuin kumipäällysteisten juok-supyörien.

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä kuvataan sellaisen valumassan koostumus ja 6 66635 valmistus, jota voidaan käyttää eroosion-, happokorroosion- sekä alkalikorroosionkestävien komponenttien valmistukseen, jolloin komponentit kestävät eroosiota ja happokorroosiota aina 80°C:n lämpötilaan saakka sekä alkalista korroosiota aina 60°C:seen saakka. Tyypillisiä esimerkkejä tällaisista komponenteista ovat alumiini-tehtaissa käytettävät keskipakopumppujen staattorit sekä sekoitus-laitteiden vuoraukset.

2.1 Sideainekomponentin valmistus

Kohdan 1,1 mukaista koostumusta modifioidaan seuraavasti: käytetään 1 osa epoksimuovia, jonka molekyylipaino on 340, ja 2 osaa epoksimuovia, jonka molekyylipaino on 650, sekä 30 % ftaalihappoan-hydridiä.

2.2 Esikostutetun liuoksen valmistus

Valmistus tapahtuu samalla tavalla kuin kohdassa 1.2 2.3 Eroosionkestävän materiaalin valmistus (korundi) ja SiC (piikarbidi) sekoitetaan painosuhteessa 1:2, jolloin molemmilla komponenteilla on seuraava granulo-metrinen koostumus: halkaisija 4-2,5 mm - 35 % halkaisija 2,5-1 mm - 30 % halkaisija 1-0,1 mm - 30 % ja halkaisija pienempi kuin 0,1 mm - 5 %

Intergranulaarista insertiokomponenttia lisätään seokseen 2-3 %, jolloin komponentin ominaisuudet ovat samat kuin kohdassa 1.3.

2.4 Esikostutetun valumassan valmistus 1 kg:a valmista valumassaa kohti 800 g eroosionkestävää komponenttia (valmistettu kohdan 2.3 mukaisesti) kuumennetaan 90-100°C:seen, ja lisätään 200 g sideainekomponenttia (valmistettu kohdan 2.1 mukaisesti), joka on esikuumennettu 100°C:seen, jatkuvasti sekoittaen. Seos homogenisoidaan jatkuvasti sekoittaen.

2.5 Korroosion- ja eroosionkestävän komponentin valmistus Eroosion- ja korroosionkestävien pumppustaattoreiden valmistus suoritetaan kohdan 1.5 mukaisesti.

Eroosion- ja korroosionkestävät vuoraukset metallisekoittimia varten valmistetaan antamalla valumassan kovettua muotissa, jonka sisäpinta on esikuumennettu.

Claims

7 6 6 6 3 5

1. Kulutusta ja korroosiota kestävä materiaali, tunnet- t u siitä, että se sisältää 80 - 85 % lujittavaa täyteainetta, joka koostuu seoksesta, jossa on painosuhteessa 1:2 ja SiC ja jonka raekoko on alle 5 mm ja johon on lisätty 0,5 - 3 paino-% lasikuitua, jonka kuitujen pituus on 3 - 5 mm, suoraksi lujittavaksi komponentiksi, ja 15 - 20 paino-% sideainetta, joka koostuu kahdentyyppisestä epoksihartsista, jotka molemmat perustuvat epikloori-hydriiniin ja 2,2-bis-parahydroksifenyylipropaaniin ja joiden mole-kyylipainot ovat välillä 350 - 1 400, mutta ovat keskenään erilaisia, ja joita on lisätty suhteessa 1:2, lisäksi seokseen on lisätty kove tt imeks i f taa1ihappoanhydridiä.

2, Menetelmä kulutusta ja korroosiota kestävän materiaalin valmistamiseksi, joka sisältää 80 - 85 % lujittavaa täyteainetta, joka koostuu seoksesta, jossa on painosuhteessa 1:2 Al2°3 3a siC 3a jonka raekoko on alle 5 mm ja johon on lisätty 0,5 - 3 paino-% lasikuitua, jonka kuitujen pituus on 3 - 5 mm, suoraksi lujittavaksi komponentiksi, ja 15 - 20 paino-% sideainetta, joka koostuu kahdentyyppisestä epoksihartsista, jotka molemmat perustuvat epikloori-hydriiniin ja 2,2-bis-parahydroksifenyylipropaaniin ja joiden mole-kyylipainot ovat välillä 350 - 1 400, mutta ovat keskenään erilaisia, ja joita on lisätty suhteessa 1:2, lisäksi seokseen on lisätty kovettimeksi ftaalihappoanhydridiä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä vaiheessa valmistetaan sideaine sekoittamalla ko. kaksi hartsityyppiä 120°C:ssa ja lisäämällä ftaalihappoanhydridi kovettimeksi, minkä jälkeen seuraavassa vaiheessa lisätään sideaineen asetoniliuoksella esikostutettu lujittava täyteaineseos ja homogenoi tumisen jälkeen materiaalia käsitellään 160°C:n lämpötilassa 1 - 5 tunnin ajan.