RU2023708C1

RU2023708C1 - Способ соединения деталей изделий из карбида кремния

Info

Publication number: RU2023708C1
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Иванов; Н.П. Талакуев; В.В. Кузнецов; В.А. Науменко
Original assignee: Акционерное общество "Подольскогнеупор"
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1994-11-30

Abstract

Изобретение относится к металлургии, в частности к огнеупорному производству, и может быть использовано при производстве карбидокремниевых электронагревателей. Сущность изобретения: на склеиваемые поверхности наносят покрытие, содержащее: мас.%: карбид кремния 70 - 80; двуокись кремния 2 - 5; углерод 18 - 25. Смешивание проводят с бакелитом в соотношении 1-(9-10). Нагрев проводят до 130-180°С в течение 11-13 ч. При этом исключается использование дорогостоящих компонентов, обеспечивается высокая эксплуатационная стойкость электронагревателей. 1 табл.

Description

Изобретение относится к производству огнеупорных изделий и может быть использовано при изготовлении карбидокремниевых нагревателей. Поскольку толщина футеровки промышленных печей составляет 400-350 мм (а полезный объем печи недостаточен для размещения всего изделия), то приходится нагреватели для печей выпускать составными из центральной части и двух прилегающих к ней выводов. Соединение этих частей в единое целое осуществляется по-разному.

Целью изобретения является упрощение технологии.

Цель достигается тем, что в способе соединения деталей изделий из карбидокремния, преимущественно, электронагрева- телей, включающем механическую обработку соединяемых поверхностей, нанесение склеивающего состава, содержащего связующее, термообработку, в качестве связующего используют бакелит, который смешивают с порошкообразным составом, содержащим карбид кремния, двуокись титана и углерод при следующем соотношении компонентов, мас.% : карбид кремния 70-80 двуокись титана 2-5 углерод 18-25 в соотношении 1: (9-10), а термообработку проводят при 130-180^оС в течение 11-13 ч.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Подготовляют поверхности соединяемых деталей приданием им шероховатости, а затем наносят склеивающий состав в виде пасты. Для приготовления пасты используют: карбид кремния зеленый Запорожского завода с зернистостью 50 мкм по ГОСТу 3647-80 и с содержанием карбида кремния не менее 98%; углерод в виде коксовой пыли марки КМПЭ, ГОСТ 22898-78 или сажи марки ПМ-15 ГОСТ 7885-86 Электроуглинского завода; двуокись титана.

Сухие порошки названных веществ перемешивают не менее часа. В сухую шихту добавляют жидкий бакелит до получения тестообразной массы. В качестве связующего может быть использовано органическое связующее с углеродистым остатком не менее 40%, наиболее приемлемым является бакелит жидкий марки БЖ-1, БЖ-2 ГОСТ 4559-79.

Перемешивание шихты с бакелитом ведут в течение не менее 30 мин. Масса бакелита составляет около одной десятой части от массы шихты. Перед нанесением вклеивающего состава торцы зачищают и подбирают по срезу так, чтобы зазор не превышал 0,5 мм. Отверждение шва приводят при нагреве до 130-180^оС с выдержкой в течение 11-13 ч.

П р и м е р. На зачищенные концы трубчатых карбидокремниевых нагревателей наносят пасту состава, мас.%: карбид кремния 75, двуокись титана 15, углерод 10, замешанную на бакелите. Производят сборку и склеивание рабочей части с выводами на металлическом лотке с осевым прижимом. Нагрев проводят при 175^оС с выдержкой 13 ч.

Данные по обработке по предлагаемому способу приведены в таблице.

Соединение деталей электронагревателей типа "прихватывания" образуется уже при 30^оС и выдержке не менее 13 ч.

Состав пасты при указанной температуре образует с поверхностным слоем деталей электронагревателя из карбида кремния тонкое, но прочное соединение. При снижении температуры не происходит взаимодействия между поверхностями. При повышении температуры процесс взаимодействия (склеивания) ускоряется и оптимальная температура находится в районе 170-175^оС. Однако выдержка все равно должна быть длительной, не менее 11 ч, так как должны завершиться процессы адгезии, чтобы в дальнейшем при эксплуатации не произошло расслоения соединения. При повышении температуры более 180^оС происходит коагуляция частиц пасты, что нарушает прочность соединения. Выдержка более 13 ч не приводит к улучшению качества соединения, а только удлиняет процесс. Что касается оценки надежности соединения, то обычно испытания партии проходят следующим образом: обработанное изделие помещают в печь или помещают на рабочий стенд и испытывают при условиях эксплуатации, т.е. подводится напряжение, обеспечивающее нагрев до 1200^оС. Далее определяют время до растрескивания нагревателя. При испытании нагревателя типа ВПС, обработанного предлагаемым способом, время надежной работы составило 45 тыс.ч.

Claims

СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КАРБИДА КРЕМНИЯ, преимущественно электронагревателей, включающий механическую обработку соединяемых поверхностей, нанесение склеивающего состава, содержащего порошки карбида кремния и углерода, и связующее бакелит в соотношении 9 - 10 : 1, термообработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, состав дополнительно содержит оксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбид кремния 70 - 80
Углерод 18 - 25
Оксид титана 2 - 5
а термообработку проводят при 130 - 180^oС в течение 11 - 13 ч.