PL214524B1 - Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło - Google Patents
Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkłoInfo
- Publication number
- PL214524B1 PL214524B1 PL398874A PL39887408A PL214524B1 PL 214524 B1 PL214524 B1 PL 214524B1 PL 398874 A PL398874 A PL 398874A PL 39887408 A PL39887408 A PL 39887408A PL 214524 B1 PL214524 B1 PL 214524B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- disc
- produced
- disk
- fiberising
- glass
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 14
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 claims description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 6
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910001119 inconels 625 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 3
- 229910001005 Ni3Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001055 inconels 600 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
(22) Data zgłoszenia: 22.02.2008 (19) PL (11) 214524 (13) B1 (51) Int.Cl.
C23C 14/38 (2006.01) C03B 37/04 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie:
384538 (54)
Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło (73) Uprawniony z patentu:
POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:
10.09.2012 BUP 19/12 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.08.2013 WUP 08/13 (72) Twórca(y) wynalazku:
TADEUSZ WIERZCHOŃ, Warszawa, PL JACEK RUDNICKI, Warszawa, PL MARCIN KOST, Tychy, PL (74) Pełnomocnik:
rzecz. pat. Jerzy Woźnicki
PL 214 524 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło, wykonanych ze stopów niklu o zawartości chromu powyżej 15% wagowych, takich jak stop Inconel 625, stosowanych do produkcji wełny szklanej.
Rozwłóknianie szkła jest jednym z podstawowych etapów produkcji wełny szklanej. Do rozwłókniania służą urządzenia, których podstawowym elementem jest dysk rozwłókniający zamocowany na wale o pionowej osi obrotu. Dysk ma podstawę tworzącą dno dysku i cylindryczną ściankę z otworami rozwłókniającymi. Górna część ścianki jest odsadzona u góry w kierunku osi dysku. Podstawa dysku ma osiowo usytuowany otwór na trzpień wału. Standardowy dysk wykonany jest ze stopu niklu Inconel 625 o składzie wagowym: Ni - 54,4%, Cr - 23%, Fe - 5%, Mo - 10%, Nb - 4,2%, Co - 1%, Si, Mn, Cu po 0,5%, Al, Ti - po 0,4%, C - 0,1%. Podczas procesu rozwłókniania szkło o temperaturze około 1000°C wpływa na dysk obracający się z prędkością około 2000 obrotów na minutę. Szkło wypychane jest siłą odśrodkową przez otwory rozwłókniające znajdujące się w ściance dysku, a na ich wylocie formują się we włókna. W ściance dysku jest od 20 000 do 40 000 otworów rozwłókniających, zależnie od typu dysku, o średnicy od 0,6 do 0,8 μm. Szkło w formie włókien po opuszczeniu dysku i po naniesieniu metodą natryskiwania środka wiążącego zasysane jest do szybu opadowego i poddawane dalszej obróbce - polimeryzacji środka wiążącego, konfekcji, cięciu i pakowaniu w celu otrzymania gotowego produktu wełny szklanej. Trwałość dysku jest rzędu 400-500 godzin pracy, a wydajność około 300 ton rozwłóknionego szkła.
Znane są sposoby zwiększania trwałości dysków rozwłókniających poprzez zastosowanie nowych materiałów do ich wytwarzania, takich jak stopy niklu lub kobaltu. W opisie patentowym US 6823698 jest przedstawiony dysk wykonany ze stopów niklu (Νί3ΑΙ i NiAl). W polskim opisie patentowym 207242 ujawniono sposób wytwarzania ochronnych kompozytowych warstw powierzchniowych typu AlN+NiAl+Ni3Al+Ni(Cr,Al) na elementach ze stopów niklu typu Inconel 600, o zawartości chromu ok.13% wagowych gdzie proces azotowania jarzeniowego całego elementu poprzedzono wytworzeniem na elemencie powłoki aluminium.
Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło, wykonanych ze stopów niklu o zawartości chromu powyżej 15% wagowych z zastosowaniem azotowania jarzeniowego w warunkach obróbki jarzeniowej przy obniżonym ciśnieniu w atmosferze gazowej zawierającej azot, wodór i/lub argon, gdzie azotowany element ze stopu niklu jest katodą, według wynalazku polega na tym, że na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej podstawy dysku wytwarza się powłokę aluminium lub stopu aluminium o grubości w zakresie od 6 do 20 μm, po czym dysk poddaje się obróbce jarzeniowej. Podczas obróbki jarzeniowej na powierzchniach podstawy dysku wytwarza się dyfuzyjną warstwę faz międzymetalicznych z układu AlN+NiAl+Ni3Al, a na pozostałej powierzchni dysku wytwarza się dyfuzyjną warstwę azotku chromu CrN. Obróbkę jarzeniową prowadzi się pod ciśnieniem w zakresie od 1 do 10 hPa przy napięciu prądu stałego lub składowej stałoprądowej procesów zmiennoprądowych w zakresie od 700 do 1200 V, przy czym dysk doprowadza się podczas obróbki do temperatury w zakresie 530-800°C.
Korzystnie powłokę aluminium wytwarza się w procesie natryskiwania cieplnego, lub naparowywania próżniowego, lub rozpylania magnetronowego.
Sposób według wynalazku umożliwia zwiększenie trwałości dysków rozwłókniających szkło wykonanych ze stopu niklu o zawartości chromu powyżej 15% wagowych, zwłaszcza ze stopu Inconel zawierającego od 15 do 30% wagowych chromu, użytkowanych w wysokich temperaturach, poprzez wytworzenie odpowiednich warstw powierzchniowych w wyniku przebiegu procesów dyfuzyjnych, gwarantujących wzrost ich odporności na zużycie przez tarcie, odporności na korozję, utlenianie w podwyższonych temperaturach, oraz odporności na szybkie zmiany temperatury, przy zachowaniu właściwości mechanicznych obrabianego stopu niklu i zachowaniu parametrów użytkowych ścianek z otworami rozwłókniającymi.
Dwustopniowy proces według wynalazku prowadzi do wytworzenia warstw powierzchniowych o charakterze dyfuzyjnym z azotku chromu na ściankach dysku oraz warstw dyfuzyjnych z faz międzymetalicznych z układu ΑΙΝ+ΝϊΑ1+Νϊ3Α1 na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej podstawy dysku. Zróżnicowanie tych warstw, w porównaniu z warstwami wytwarzanymi na całym dysku, w większym stopniu uwzględnia niekorzystny rozkład odkształceń dysku powstających w wyniku sił odśrodkowych i różnic temperatur, a w rezultacie prowadzi do zmniejszenia strat powodowanych zmęczeniem materiału.
PL 214 524 B1
Rozwiązanie według wynalazku jest objaśnione w przykładzie realizacji zilustrowanym rysunkiem, przedstawiającym widok dysku rozwłókniającego w przekroju osiowym.
Sposób według wynalazku zastosowano do podwyższenia właściwości użytkowych dysków rozwłókniających szkło wykonanych ze stopu Inconel 625 (symbol 52039HE6.1 wyprodukowanych przez firmę Probeam AG, Niemcy. Dyski do rozwłókniania mają podstawę 1 z osiowym otworem 2 do osadzenia dysku na pionowym wale urządzenia do rozwłókniania a na obwodzie cylindryczne ścianki 3, w których są wykonane otwory rozwłókniające. Zawartość chromu w stopie Inconel 625 wynosi około 23% wagowych.
W procesie natryskiwania cieplnego wytworzono w pierwszym etapie procesu powłokę aluminium o grubości 20 μm na powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej podstawy 1 dysku pomiędzy otworem 2 i ścianką 3. Tak przygotowany dysk poddano w drugim etapie procesowi azotowania jarzeniowego. W typowym urządzeniu do azotowania jarzeniowego w warunkach wyładowania prądu stałego umieszczono jako katodę dysk rozwłókniający szkło w atmosferze mieszaniny gazowej azotu i wodoru (1:1) pod ciśnieniem 3 hPa w warunkach próżni dynamicznej. Po włączeniu zasilacza prądu stałego stopniowo zwiększano napięcie między elektrodami (obrabiany detal - katoda), ekrany wewnętrzne i komora robocza - anoda) do wartości 900 V. Temperatura dysku rozwłókniającego szkło osiągnęła wówczas wartość 600°C. W tych warunkach prowadzono proces azotowania przez 9 h, następnie stopniowo zmniejszano przyłożone napięcie, aż temperatura dysku obniżyła się do temperatury pokojowej.
W wyniku obróbki wytworzono na dysku rozwłókniającym dwa rodzaje warstw o charakterze dyfuzyjnym. Na ściankach 3 dysku wytworzono dyfuzyjną warstwę azotku chromu CrN. Twardość powierzchni warstwy CrN wynosiła 1020 HV0,05, a jej grubość była rzędu 8 μm. Na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej podstawy 1 wytworzono dyfuzyjną warstwę kompozytową faz międzymetalicznych z układu AlN+NiAl+Ni3Al+Ni(Cr,Fe,Al), o twardości 650 HV0,05 i grubości rzędu 30 μm, przy czym strefa zewnętrzna AlN warstwy miała grubość rzędu 0,6 do 0,9 μm. Własności eksploatacyjne tak wykonanego dysku rozwłókniającego wykazały wzrost jego trwałości rzędu 35%.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło, wykonanych ze stopów niklu o zawartości chromu powyżej 15% wagowych z zastosowaniem azotowania jarzeniowego w warunkach obróbki jarzeniowej przy obniżonym ciśnieniu w atmosferze gazowej zawierającej azot, wodór i/lub argon, gdzie azotowany element ze stopu niklu jest katodą, znamienny tym, że na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej podstawy (1) dysku wytwarza się powłokę aluminium lub stopu aluminium o grubości w zakresie od 6 do 20 μm, po czym dysk poddaje się obróbce jarzeniowej, w której na powierzchniach podstawy (1) dysku wytwarza się dyfuzyjną warstwę faz międzymetalicznych z układu AlN+NiAl+Ni3Al, a na pozostałej powierzchni dysku wytwarza się dyfuzyjną warstwę azotku chromu CrN, przy czym obróbkę jarzeniową prowadzi się pod ciśnieniem w zakresie od 1 do 10 hPa przy napięciu prądu stałego lub składowej stałoprądowej procesów zmiennoprądowych w zakresie od 700 do 1200 V, a dysk doprowadza się podczas obróbki do temperatury w zakresie 530-800°C.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę aluminium wytwarza się w procesie natryskiwania cieplnego, lub naparowywania próżniowego, lub rozpylania magnetronowego.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL398874A PL214524B1 (pl) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL398874A PL214524B1 (pl) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL398874A1 PL398874A1 (pl) | 2012-09-10 |
| PL214524B1 true PL214524B1 (pl) | 2013-08-30 |
Family
ID=46800552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL398874A PL214524B1 (pl) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL214524B1 (pl) |
-
2008
- 2008-02-22 PL PL398874A patent/PL214524B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL398874A1 (pl) | 2012-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9133543B2 (en) | Coating material for aluminum die casting mold and method for manufacturing the same | |
| CN103567374B (zh) | 用于铝压铸模具的涂层材料以及制备该涂层材料的方法 | |
| EP1096037B1 (en) | Method for producing a gradient coating by evaporation from a composite ingot | |
| KR20090074035A (ko) | 적어도 하나의 다중 산화물의 혼합 결정층을 포함하는 층 시스템 | |
| CN104401089B (zh) | 一种包含镍‑铬‑氧活性扩散障层的高温涂层及制备方法 | |
| JP4805255B2 (ja) | 銅含有軸受材料のｄｌｃ硬質コーティング | |
| WO2007083361A1 (ja) | 耐固体粒子エロージョン性表面処理皮膜および回転機械 | |
| JP2016522319A (ja) | 非晶質合金膜の製造方法および窒素含有ナノ構造膜の製造方法 | |
| JP7298083B2 (ja) | ピストンリング及びその製造方法 | |
| US5156725A (en) | Method for producing metal carbide or carbonitride coating on ceramic substrate | |
| IL282907B1 (en) | Cubic al-rich altin coatings deposited from ceramic targets | |
| PL214524B1 (pl) | Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło | |
| CN107354437A (zh) | 一种提高圆锯片切削速度的多层复合涂层 | |
| PL212736B1 (pl) | Sposób zwiększania trwałości dysków rozwłókniających szkło | |
| Tchizhik et al. | The effect of EB PVD coatings on structure and properties of nickel-base superalloy for gas turbine blades | |
| US12486561B2 (en) | Hard coating | |
| JP3654918B2 (ja) | 摺動材料 | |
| FR3113255A1 (fr) | Protection contre l’oxydation ou la corrosion d’une pièce creuse en superalliage | |
| US20170211174A1 (en) | Tribological system with reduced counter body wear | |
| JP2011147946A (ja) | 温熱間鍛造用金型及びその製造方法 | |
| KR20130135741A (ko) | 저마찰 특성을 가지는 나노구조 복합박막, 그 제조방법 및 저마찰 특성 부재 및 그 제조방법 | |
| CN115074686A (zh) | 一种TiAl基复合材料抗开裂的制备方法 | |
| CN115074665A (zh) | 一种耐冲压、耐磨、自润滑的模具涂层及制备方法与应用 | |
| JP2008150712A (ja) | 表面被膜を有する金型又は鋳型 | |
| GB2378452A (en) | A metallic article having a protective coating and a method therefor |