NO140052B - Spinneanordning for fremstilling av glassfilamenter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår spinneanordninger for fremstilling av glassfilamenter, spesielt egnet til anvendelse i kontakt med smeltet glass med høy temperatur.

For visse industrielle formål har man behov for legeringer som oppviser høy bruddstyrke og høy oksydasjonsbestandig-het ved høye temperaturer. Man har f.eks. glassfiberindustrien der filamenter fremstilles ved at et smeltet materiale, f.eks. glass, føres gjennom de perforerte vegger av et kammer som rot-erer med høy hastighet. Et slikt kammer kalles vanligvis en spinneanordning, og filamentene dannes ved at det smeltede materiale strømmer ut gjennom åpningene i veggen på grunn av den sentrifugalvirkning som det smeltede materiale underkastes ved spinneanordningens rotasjon. Den slags spinneanordninger anvendes vanligvis når man spinner glassfibre ved temperaturer på ca. 1120°C, hvorved rotasjonshastigheten er ca. 1700 omdr./ min.

Det er følgelig et formål med foreliggende oppfinnelse

å frembringe slike spinneanordninger, som har utmerkede brudd-spenningsegenskaper og sigeegenskaper og som kan smeltes og støpes i luft, og som er meget bestandig mot korrosjon fremkalt av smeltet glass, og spinneanordningene karakteriseres ved at de er fremstilt av en legering med følgende sammensetning:

hvorved vektforholdet mellom wolfram og tantal er mellom 1 og 5,5, og vektforholdet mellom zirkonium og bor er mellom 0,05 og 35.

En foretrukket legering har følgende sammensetning:

hvorved vektforholdet mellom wolfram og tantal er mellom 1,9 og 3,5, og vektforholdet mellom zirkonium og bor er mellom 0,2 5 og 0,9.

Den aller mest foretrukne legering har følgende sammensetning :

hvorved vektforholdet mellom wolfram og tantal er ca. 2,3 og vektforholdet mellom zirkonium og bor er ca. 0,3.

De ovenfor angitte legeringer kan også inneholde uren-heter som inngår i de angitte hovedbestanddeler. Mengden for-urensninger bør imidlertid være begrenset til høyst 0,1 vekt-% aluminium, høyst 0,1 vekt-% titan, høyst 0,015 vekt-% svovel og høyst 0,015 vekt-% fosfor.

Legeringene som anvendes i spinneanordningene ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved smelting og støping i luft eller ved smelting og støping i vakuum, hvorved man tillemper kjente smeltefremgangsmåter for koboltbaserte legeringer, av og til kalt superlegeringer. Fortrinnsvis anvendes smeltebestanddelene i form av forlegeringer for å lette smeltingen av grunnstoffene med høyt smeltepunkt, slik som f.eks. wolfram, tantal, krom, zirkonium, karbon og bor.

Ved den foretrukne fremgangsmåte for fremstilling av legeringen, fremstiller man først en grunnsmelté bestående i det vesentlige av krom og kobolt. Deretter kan de andre nødvendige grunnstoffer innføres i grunnsmelten i en hvilken som helst rekkefølge, når smeltetemperaturen er mellom 1480 og 1540°C. Alternativt kan imidlertid alle bestanddeler i legeringen inn-føres i smeltediglen sammen med kobolt og krom. Ettersom zirkonium og bor inngår i legeringen i små mengder, og fordi visse vektforhold skal opprettholdes, foretrekker man at zirkonium, bor, wolfram og tantal innføres i smeiten umiddelbart før støping slik at man kan forhindre at disse stoffer oksyderes eller forsvinner fra smeltediglen. Etter tilsetning av de sist-nevnte bestanddeler, oppvarmes smeiten til en temperatur på mellom 1540 og 1665°C slik at man oppnår en homogen masse, hvoretter smeiten støpes innenfor nevnte temperaturintervall. De resulterende støpegjenstander kan sveises og maskinbearbeides på vanlig måte. Fortrinnsvis varmebehandles den støpte legering ved 1065°C i 3 timer, hvoretter den luftavkjøles før videre operasjoner.

Nedenfor sammenlignes egenskapene hos en foretrukket legering med egenskapene hos en kjent legering kalt legering A, som er en legering med et høyt nikkelinnhold og som vanligvis anvendes for fremstilling av roterbare spinneanordninger. Legering A har følgende sammensetning:

Den ifølge oppfinnelsen anvendte legering har følgende sammensetning:

Nedenfor angis bruddspenningsegenskapene for legering A og produktlegeringen, begge støpt i luft og deretter varmebehandlet.

Legering A og produktlegeringen, begge støpt i luft og deretter varmebehandlet, oppviser nedenstående korrosjon etter at de partielt var nedsenket i samme smeltede glass ved 1188°C i 4 0 timer.

Hva angår siging, hadde legering A en total tøyning på 18,9% mens produktlegeringen hadde en total gjennomsnittlig tøyning på ca. 5,6% under identiske betingelser.

Produktlegeringen hadde etter støpingen en hardhet på

108 Rockwell B og 33 Rockwell C. Etter en varmebehandling ved 1065°C i 3 timer var hardheten 111 Rockwell B og 39 Rockwell C.

Som angitt ovenfor, er de fortrinnsvis anvendte legeringer beregnet for fremstilling av spinneanordninger. Den slags spinneanordningers levetid (driftstid) begrenses av bruddpåkjenn-inger og korrosjon fremkalt av det smeltede glass.

En av de mange typer spinneanordninger som kan fremstilles ved hjelp av de beskrevne legeringer, er vist på den ledsag-ende tegning der

fig. 1 er en perspektivskisse av spinneanordningen og

fig. 2 er et tverrsnitt av denne langs linjen 2-2 i

fig. 1.

Den på tegningen viste spinneanordning er i sin helhet fremstilt av en legering som angitt. Spinneanordningen 1 om-fatter en øvre vegg 2 med en åpning 3 og en nedre vegg 4 med en åpning 5. Mellom den øvre vegg 2 og den nedre vegg 4 strekker det seg, langs periferien, en kontinuerlig sidevegg 6, slik at det dannes et i det vesentlige sirkulært kammer. Sideveggen 6

er utstyrt med åpninger 7 som trenger gjennom sideveggen. Gjennom disse åpninger 7 strømmer det smeltede glass ut, og glasset innføres i spinneanordningen gjennom åpningen 3.

Den øvre vegg 2 kan være utstyrt med en flens 8 for til-slutning til det organ som bringer spinneanordningen til rotasjon. Ikke viste organer kan strekke seg inn gjennom åpningen 5 for innføring av fluidum i spinneanordningen.

Det er støpt forskjellige spinneanordninger ved anvendelse av de beskrevne legeringer, og støpegodset er varmebehandlet og deretter maskinbearbeidet til de ønskede dimensjoner. Ved fabrikkforsøk har 8 slike spinneanordninger vist seg å ha en gjennomsnittlig levetid på 2 52 timer, mens spinneanordninger som var støpt av den ovenfor angitte kjente legering A, hadde en gjennomsnittlig levetid på ca. 100 timer under i det vesentlige identiske driftsbetingelser.

Claims (2)

1. Spinneanordning for fremstilling av glassfilamenter, karakterisert ved at den er fremstilt av en legering med følgende sammensetning

hvorved vektforholdet mellom wolfram og tantal er mellom 1 og 5,5, og vektforholdet mellom zirkonium og bor er mellom 0,05 og 35.

2. Spinneanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at legeringen har følgende sammensetning: hvorved vektforholdet mellom wolfram og tantal er mellom 1,9 og 3,5, og vektforholdet mellom zirkonium og bor er mellom 0,25 og 0,9.