RU2022039C1 - Пористая керамическая структура - Google Patents
Пористая керамическая структура Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022039C1 RU2022039C1 SU5054861A RU2022039C1 RU 2022039 C1 RU2022039 C1 RU 2022039C1 SU 5054861 A SU5054861 A SU 5054861A RU 2022039 C1 RU2022039 C1 RU 2022039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porous ceramic
- ceramic structure
- pores
- powder
- reagent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
- C04B41/5057—Carbides
- C04B41/5059—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
- C04B41/87—Ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0087—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
- C04B2111/00887—Ferrous metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Пористая керамическая структура может быть использована в литейном производстве и металлургии для комплексной обработки расплавленного металла, т. е. фильтрационного рафинирования с одновременным эффективным модифицированием. Сущность: пористая керамическая структура состоит из пористого керамического элемента с проницаемыми порами, на поверхность стенок которых нанесен порошкообразный реагент в количестве ≅ 0,1 % от проходящей через поры массы обрабатываемого вещества. В качестве реагента может быть использован ультрадисперсный или углеродсодержащий порошок. 2 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к литейному производству и металлургии и может быть использовано для комплексной обработки металлических расплавов.
Известны устройство и способ фильтрации расплавленного металла [1], часть тигля в этом устройстве выполнена из пористого керамического материала, имеющего незамкнутую ячеистую структуру с многочисленными сообщающимися порами. Эта керамическая структура используется для фильтрации металла.
Недостатком является узкая область применения - только фильтрование.
Известна пористая керамическая структура [2], представляющая собой пористый керамический элемент, имеющий проницаемые поры. Поверхность стенок в порах покрыта металлом. Она предназначена для использования в качестве фильтра для фильтрации металлических расплавов.
Недостатком является узкая область применения, так как металл, покрывающий стенки, предопределяет тип обрабатываемого расплава. Кроме того, в существующих технологических процессах операции фильтрации и модифицирования производятся последовательно и разделены во времени. В зависимости от времени выдержки металла в печи эффект модифицирования может ослабляться или даже пропадать совсем.
Задачей изобретения является комплексная обработка расплавленного металла, т.е. фильтрационное рафинирование с одновременным его эффективным модифицированием, что ведет к повышению качества изделия, получаемого из расплава.
В изобретении предлагается пористая керамическая структура, состоящая из пористого керамического элемента с проницаемыми порами, на поверхность стенок которых нанесен порошкообразный реагент в количестве ≅0,1% от пропускаемой через поры массы обрабатываемого вещества. В качестве реагента может быть использован ультрадисперсный порошок, углеродсодержащий порошок.
При получении сплавов операции фильтрации и модифицирования являются обязательными. В зависимости от пропускаемого типа расплава выбираются состав керамики, ее структура, обладающая определенными параметрами, например термостойкостью, огнеупорностью, размерами пор и т.д., а также порошкообразный реагент, имеющий разные структуру и свойства.
Фильтруемый расплав, перемещаясь через поры структуры, контактирует со всей поверхностью, на которую нанесено покрытие. Вследствие этого идет смывание нанесенного порошка в расплав. В отдельных случаях возможно химическое взаимодействие расплава с реагентом с образованием активных фаз.
Достаточно малый процент наносимого порошка ≅0,1% от пропускаемой через поры массы обрабатываемого вещества определяется дисперсностью самих частиц.
Значительно возросшая за счет предлагаемой структуры поверхность соприкосновения активизирует как процесс фильтрации, так и процесс модифицирования.
Использование ячеистой керамической структуры, например Al2O3 + ZrO2, TiO2 с покрытиями ультрадисперсными порошками при обработке жидкого чугуна приводит к значительному снижению в расплаве количества неметаллических включений как за счет эффекта механической задержки частиц, размер которых больше размера пор в структуре, так и удержания более мелких включений за счет адгезионных процессов в системе расплав - поверхность пор.
При использовании ультрадисперсных порошков типа SiC с размером частиц ≅0,5 мкм значительно снижается склонность модифицированного магнием чугуна к образованию цементита. Эффективность воздействия будет тем выше, чем меньше промежуток времени между началом модифицирования и кристаллизации чугуна. Высокая разветвленная поверхность ячеистой керамической структуры позволяет при малом количестве реагента ( ≅0,1 мас.%) обеспечить эффективное модифицирование расплава. Помещение структуры внутри литейной формы, сокращая время между началом модифицирования и кристаллизации чугуна, обеспечивает высокую эффективность модифицирования.
При приготовлении расплавов магниевых сплавов системы Mg-Al-Zn их пропускают через пористую керамическую структуру с нанесенным слоем углеродсодержащего порошка, например графита или пироуглерода на стенки пор. При пропускании через поры происходит его фильтрация и протекание химической реакции Mg-Al-Zn. Образующийся карбид алюминия обеспечивает модифицирование сплавов. В результате этого исключается брак отливок по флюсовой коррозии за счет фильтрации и обеспечивается измельчение зерна, что улучшает технологические и эксплуатационные свойства сплавов.
Внутри литейной формы устанавливают пористую керамическую структуру Al2O3 + ZrO2 и наносят покрытие SiC с размером частиц ≅0,5 мкм в количестве 0,05 и 0,1% от массы заливаемого жидкого чугуна. Структура служит фильтром и позволяет в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом, модифицированном в ковше Ni-Mg лигатурой, снизить на 12-15% количество неметаллических включений ("черных пятен") в теле отливок, устранить структурно-свободный цементит и обеспечить в литом клиновом образце получение перлитно-ферритной структуры с параметрами:
Временное сопротивление разрыву σв 600-620 мПа;
Относительное удлинение δ 5-7%.
Временное сопротивление разрыву σв 600-620 мПа;
Относительное удлинение δ 5-7%.
В литниковую систему литейной формы помещают пенокерамическую структуру с нанесенным слоем пироуглерода в количестве 0,06% от массы пропускаемого сплава Мл.5 (Mg-Al-Zn).
Механические свойства после термической обработки по режиму Т 6 составляли:
Временное сопротивление разрыву σв 260-280 мПа;
Относительное удлинение δ 4-6%.
Временное сопротивление разрыву σв 260-280 мПа;
Относительное удлинение δ 4-6%.
За счет фильтрации уменьшился на 10% брак отливок по флюсовой коррозии по сравнению с технологическим процессом с применением угольного фильтра.
Claims (3)
1. ПОРИСТАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, состоящая из пористого керамического элемента с проницаемыми порами, на поверхность стенок которых нанесено покрытие, отличающаяся тем, что в качестве покрытия использован порошкообразный реагент в количестве ≅ 0,1% от пропускаемой через поры массы обрабатываемого вещества.
2. Структура по п.1, отличающаяся тем, что в качестве порошкообразного реагента использован ультрадисперсный порошок.
3. Структура по п.1, отличающаяся тем, что в качестве порошкообразного реагента использован углеродсодержащий порошок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054861 RU2022039C1 (ru) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Пористая керамическая структура |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054861 RU2022039C1 (ru) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Пористая керамическая структура |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022039C1 true RU2022039C1 (ru) | 1994-10-30 |
Family
ID=21609645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5054861 RU2022039C1 (ru) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | Пористая керамическая структура |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022039C1 (ru) |
-
1992
- 1992-07-17 RU SU5054861 patent/RU2022039C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 4394271, кл. C 22B 9/02, 1982. * |
2. Заявка ФРГ N 3539522, кл. C 22B 9/02, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pai et al. | Production of cast aluminium-graphite particle composites using a pellet method | |
Ali et al. | Physical refining of steel melts by filtration | |
US9315426B2 (en) | Coatings for refractory substrates | |
EP0860507B1 (en) | Ultra low sulfur superalloy castings and method of making | |
JPS60197829A (ja) | セラミツクフイルタおよび溶湯をろ過する方法 | |
EP1981668B1 (en) | Method to prepare metal structure suitable for semi-solid metal processing | |
Sun et al. | Removal of Fe from molten Al by filtration in a centrifuge | |
RU2022039C1 (ru) | Пористая керамическая структура | |
US4909836A (en) | Apparatus and a method for improved filtration of inclusions from molten metal | |
US4872908A (en) | Metal treatment | |
Liu et al. | Assessment of melt cleanliness in A356. 2 aluminium casting alloy using the porous disc filtration apparatus technique: Part II Inclusion analysis | |
US4837385A (en) | Process for separating the inclusions contained in a bath of molten metal, by filtration | |
US5803153A (en) | Nonferrous cast metal matrix composites | |
JPH02175047A (ja) | 高純度マグネシウムによる鋳鉄用溶湯の処理方法 | |
JPS60204816A (ja) | 冶金液用添加物及びその添加物を用いた冶金方法 | |
CA1173623A (en) | Continuous filtering and degassing of molten copper | |
EP3219692A1 (en) | Reactive material based on calcium aluminate and carbon, its process of preparation and its uses for refining metal melts or slags | |
US4533388A (en) | Technique for removing iron-rich components from a copper melt | |
RU2069702C1 (ru) | Модификатор для обработки чугуна | |
Kondrat'ev et al. | Possibilities of filter-refining of metals and the required characteristics of the filter elements: A review | |
JPH0550194A (ja) | 鋼の連続鋳造用タンデイツシユ | |
Tian | On the removal of non-metallic inclusions from molten steel through filtration | |
SU857272A1 (ru) | Способ разливки цветных металлов и сплавов | |
JPS58126917A (ja) | 溶融金属の処理方法および装置 | |
JPS63216933A (ja) | アルミニウム溶湯の濾過方法 |