RU2515878C2 - Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts - Google Patents

Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts Download PDF

Info

Publication number
RU2515878C2
RU2515878C2 RU2012129460/05A RU2012129460A RU2515878C2 RU 2515878 C2 RU2515878 C2 RU 2515878C2 RU 2012129460/05 A RU2012129460/05 A RU 2012129460/05A RU 2012129460 A RU2012129460 A RU 2012129460A RU 2515878 C2 RU2515878 C2 RU 2515878C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pyrocarbon
mandrel
parts
frame
forming
Prior art date
Application number
RU2012129460/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012129460A (en
Inventor
Игорь Лазаревич Синани
Вячеслав Максимович Бушуев
Никита Александрович Хохлявин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Priority to RU2012129460/05A priority Critical patent/RU2515878C2/en
Publication of RU2012129460A publication Critical patent/RU2012129460A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515878C2 publication Critical patent/RU2515878C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in chemical industry, metallurgy and production of super pure materials. Apparatus all-in-one part furnished with extending parts is made of carbon-carbon composite based on cross-linking structure carcass. To produce such part, first, formed are embedded element cross-linking carcasses as pipes and/or plates by placing cross-linked layers with folding to flange section. Said layers are compacted with pyrocarbon by thermal gradient process to leave flanged layers unsaturated with pyrocarbon. Section saturated with pyrocarbon is subjected to mechanical processing. Then, formed is the main part carcass at forming mandrel by consecutive cross-linking of the layers unsaturated with pyrocarbon, their saturation with pyrocarbon by thermal gradient process and mechanical processing on part sections not yet processed. Mandrel-heater serves to support the embedded element carcass main section while not-heating forming mandrel serves to support the flange section.
EFFECT: longer life in operation in chemically aggressive media and/or at high temperatures, increased overall dimensions without process complication.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретения относятся к области аппаратостроения и могут быть использованы в химической, химико-металлургической и родственных отраслях промышленности, а также в производстве особо чистых материалов, в том числе полупроводников.The invention relates to the field of apparatus engineering and can be used in the chemical, chemical-metallurgical and related industries, as well as in the production of highly pure materials, including semiconductors.

Известны корпусные детали, а также детали внутреннего устройства аппаратов, снабженные втулками, или патрубками, или иными выступающими частями. При этом для обеспечения их работоспособности в коррозионно-активных средах они выполнены из специальных сплавов, а неразъемность конструкции деталей, состоящих из основной и выступающих частей, достигается за счет сварного соединения. [1. А.А. Лащинский. Конструирование сварных химических аппаратов. Справочник. Л.: Машиностроение. 1981 г. с.92, 330, 340. 2. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971 г., с.346, рис.VIII-13.]Known body parts, as well as parts of the internal device, equipped with bushings, or nozzles, or other protruding parts. At the same time, to ensure their performance in corrosive environments, they are made of special alloys, and the integral structure of parts consisting of the main and protruding parts is achieved due to the welded joint. [one. A.A. Lashchinsky. Construction of welded chemical apparatuses. Directory. L .: Mechanical engineering. 1981, p. 92, 330, 340. 2. A.G. Kasatkin. Basic processes and apparatuses of chemical technology. M .: Chemistry, 1971, p. 346, Fig. VIII-13.]

Недостатками такой конструкции деталей являются недостаточный срок службы аппарата из-за сравнительно низкой коррозионной стойкости сплавов особенно в местах сварных швов, а также невозможность его использования при высоких температурах.The disadvantages of this design of parts are the insufficient service life of the apparatus due to the relatively low corrosion resistance of alloys, especially in places of welds, as well as the inability to use it at high temperatures.

Известны корпусные детали, а также детали внутреннего устройства аппаратов, снабженные втулками, или патрубками, или иными выступающими частями. При этом для обеспечения их работоспособности в коррозионно-активных средах они выполнены из керамики, а неразъемность конструкций деталей, состоящих из основной и выступающих частей, достигается за счет монолитного исполнения. [Химическое оборудование из керамики. Каталог. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1972 г., с. 3-38.]Known body parts, as well as parts of the internal device, equipped with bushings, or nozzles, or other protruding parts. Moreover, to ensure their performance in corrosive environments, they are made of ceramics, and the integral structure of parts consisting of the main and protruding parts is achieved due to the monolithic design. [Chemical equipment made of ceramics. Catalog. M .: TSINTIHIMNEFTEMASH, 1972, p. 3-38.]

Керамика из твердого фарфора, дунита и глинозема обладает в ряде сред более высокой химической стойкостью по сравнению со спецсплавами.Ceramics made of hard porcelain, dunite and alumina in some environments has a higher chemical resistance compared to special alloys.

Недостатками конструкции деталей из керамики являются низкая прочность их на удар и сравнительно небольшие их габариты, а также необходимость нагрева по специальному щадящему режиму, а именно: при температуре первоначально подаваемой среды не более 50°C и последующему нагреву со скоростью не более 3°C/мин.The disadvantages of the design of ceramic parts are their low impact strength and their relatively small dimensions, as well as the need for heating in a special gentle mode, namely: when the temperature of the initially supplied medium is not more than 50 ° C and subsequent heating at a speed of not more than 3 ° C / min

Наиболее близкими конструкциями того же назначения к заявленной конструкции по совокупности признаков являются корпусные детали, а также детали внутреннего устройства аппаратов, снабженные втулками, или патрубками, или иными выступающими частями; при этом для обеспечения их работоспособности в коррозионно-активных средах они выполнены из неметаллического материала, а именно: пропитанного полимерным связующим графита, а неразъемность конструкции деталей, состоящих из основной и выступающих частей, достигается за счет клеевого соединения. [1. Химическая аппаратура из графитовых материалов. 1968 г. 2. Крылов В.М., Вильк Ю.Н. Углеграфитовые материалы и их применение в химической промышленности. М.: Химия. 1965 г.] Данная конструкция принята за прототип.The closest designs of the same purpose to the claimed design for a combination of features are body parts, as well as parts of the internal structure of the apparatus, equipped with bushings, or nozzles, or other protruding parts; Moreover, to ensure their performance in corrosive environments, they are made of non-metallic material, namely: graphite impregnated with a polymer binder, and the integral structure of the parts consisting of the main and protruding parts is achieved by adhesive bonding. [one. Chemical equipment made of graphite materials. 1968 2. Krylov V.M., Vilk Yu.N. Carbon-graphite materials and their application in the chemical industry. M .: Chemistry. 1965] This design is taken as a prototype.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой детали, - корпусная деталь или деталь внутреннего устройства аппарата, снабженная выступающими частями, выполненная неразъемной конструкции и изготовленная из неметаллического материала.Signs of the prototype, which coincides with the essential features of the claimed part, is a hull part or a part of the apparatus internal device provided with protruding parts, made of an integral structure and made of non-metallic material.

Выполнение деталей из пропитанного связующим графита позволяет повысить срок службы аппарата за счет более высокой коррозионной стойкости материала в сравнении со специальными сплавами.The performance of parts made of graphite impregnated with a binder allows to increase the service life of the apparatus due to the higher corrosion resistance of the material in comparison with special alloys.

Недостатками конструкции деталей являются недостаточно высокий срок их службы из-за низкой прочности материала и недостаточно высокой коррозионной стойкости полимерной составляющей импрегнированного графита и материала клеевого соединения, а также невозможность использования или недостаточно высокий срок службы при высоких температурах из-за низкой термостойкости импрегната и материала клеевого соединения. Кроме того, недостатком конструкции являются ограниченные габаритные размеры изготавливаемых из импрегнированного графита деталей.The disadvantages of the design of the parts are their insufficient service life due to the low strength of the material and insufficiently high corrosion resistance of the polymer component of the impregnated graphite and adhesive material, as well as the inability to use or insufficiently high service life at high temperatures due to the low heat resistance of the impregnate and adhesive material connections. In addition, the design drawback is the limited overall dimensions of parts made of impregnated graphite.

Известен способ изготовления деталей из УУКМ, включающий формирование каркаса и его уплотнение пироуглеродом из газовой фазы изотермическим методом. [Буланов И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: учебник для вузов / И.М. Буланов, В.В. Воробей. - М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 1998 г.]A known method of manufacturing parts from UUKM, including the formation of the frame and its compaction with pyrocarbon from the gas phase by the isothermal method. [Bulanov I.M. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials: a textbook for high schools / I.M. Bulanov, V.V. Sparrow. - M .: Publishing house of MGTU im. Bauman, 1998]

Способ позволяет изготавливать детали сложного профиля, в том числе с выступающими частями.The method allows to produce parts of complex profile, including protruding parts.

Недостатками способа являются длительный цикл изготовления детали; недостаточно высокая плотность получаемого при этом материала; большая длительность подготовки детали к герметизации (за счет формирования на ней пироуглеродного покрытия), т.к. под формирование герметичного покрытия деталь необходимо механически обработать, что трудоемко из-за ее сложного профиля.The disadvantages of the method are the long cycle of manufacturing parts; insufficiently high density of the material obtained with this; the longer the preparation of the part for sealing (due to the formation of a pyrocarbon coating on it), since under the formation of a sealed coating, the part must be machined, which is time-consuming due to its complex profile.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному способу по совокупности признаков является способ изготовления деталей из УУКМ, включающий последовательное формирование тканепрошивных каркасов отдельных частей (фрагментов) детали и последовательную их монолитизацию с объединением в единую конструкцию. Применительно к изготовлению тигля из УУКМ сначала формируют каркас донной части с небольшой высоты цилиндрическим участком, присоединительную часть которого выполняют в виде ступенек из слоев ткани, насыщают его пироуглеродом термоградиентным методом за исключением присоединительного участка, затем доформировывают по присоединительному участку цилиндрическую часть каркаса тигля и уплотняют пироуглеродом термоградиентным методом. [Патент РФ №2235681 от 10.09.2004 г.] Данный способ принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed method according to the totality of features is a method of manufacturing parts from CCM, which includes the sequential formation of fabric-stitched frameworks of the individual parts (fragments) of the part and their subsequent monolithization with integration into a single design. With respect to the manufacture of a crucible from UUKM, the bottom frame is first formed from a small height into a cylindrical section, the connecting part of which is made in the form of steps from fabric layers, it is saturated with pyrocarbon using the thermogradient method except for the connecting section, then the cylindrical part of the crucible frame is formed into the connecting section and sealed with pyrocarbon thermogradient method. [RF patent No. 2235681 of 09/10/2004] This method is adopted as a prototype.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа, - способ изготовления деталей из УУКМ, включающий последовательное формирование тканепрошивных каркасов отдельных частей детали и последовательную их монолитизацию путем уплотнения пироуглеродом термоградиентным методом с объединением их через присоединительный ненасыщенный пироуглеродом участок одного из каркасов в единую конструкцию.Signs of the prototype, which coincides with the essential features of the proposed method, is a method for manufacturing parts from CCM, which includes the sequential formation of fabric-stitched frames of individual parts of the part and their monolithization by sealing with pyrocarbon by a thermogradient method and combining them through a connecting unsaturated pyrocarbon portion of one of the frames in a single design.

Способ обеспечивает возможность изготовления крупногабаритных тиглей из УУКМ, обладающего максимально возможной для данного типа материала плотностью. Известный способ сложен и трудоемок для изготовления деталей из УУКМ с выступающими частями типа втулок и патрубков, расположенными со стороны наружной поверхности основной части детали. Данный способ не пригоден для изготовления деталей из УУКМ с выступающими частями типа втулок и патрубков, расположенными со стороны внутренней поверхности основной части детали. При этом изготавливаемые детали требуют более сложной подготовки к герметизации.The method provides the possibility of manufacturing large-sized crucibles from UUKM having the highest possible density for this type of material. The known method is complex and laborious for the manufacture of parts from CCM with protruding parts such as bushings and nozzles located on the side of the outer surface of the main part. This method is not suitable for the manufacture of parts from CCM with protruding parts such as bushings and nozzles located on the side of the inner surface of the main part. At the same time, manufactured parts require more complicated preparation for sealing.

Известно устройство для формирования и насыщения пироуглеродом вакуумным изотермическим методом каркасов цилиндрической или пластинчатой формы с фланцевым участком, выполненное в виде формообразующей оправки. [Буланов И.М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: учебник для вузов / И.М. Буланов, В.В. Воробей. - М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 1998 г.]A device for the formation and saturation of pyrocarbon by a vacuum isothermal method of the frames of a cylindrical or plate shape with a flange section, made in the form of a forming mandrel. [Bulanov I.M. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials: a textbook for high schools / I.M. Bulanov, V.V. Sparrow. - M .: Publishing house of MGTU im. Bauman, 1998]

Недостатками известного устройства являются длительный цикл насыщения каркаса и невозможность изготовления закладных элементов сложнопрофильных деталей, в которых фланцевый участок каркаса остался бы ненасыщенным пироуглеродом.The disadvantages of the known device are the long cycle of saturation of the frame and the inability to manufacture embedded elements of complex parts in which the flange portion of the frame would remain unsaturated with pyrocarbon.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству по совокупности признаков является устройство для формирования и насыщения пироуглеродом термоградиентным методом каркасов деталей, в частности, закладных элементов, содержащее оправку-нагреватель и токоподводы к ней. [Гурин В.А. Газофазные методы получения углерод и углерод-углеродных материалов / В.А. Гурин, В.Ф. Зеленский // Вопросы атомной науки и техники / ННЦ Харьковский физико-технический ин-т. - Харьков. - 1999 г., с.13-31.] Данное устройство принято за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed device according to the totality of features is a device for forming and saturating with pyrocarbon a thermogradient method of part frames, in particular, embedded elements, containing a mandrel-heater and current leads to it. [Gurin V.A. Gas-phase methods for producing carbon and carbon-carbon materials / V.A. Gurin, V.F. Zelensky // Questions of atomic science and technology / NSC Kharkov Physicotechnical Institute. - Kharkiv. - 1999, p.13-31.] This device is taken as a prototype.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого устройства, - устройство для формирования и насыщения пироуглеродом каркасов закладных элементов, образующих выступающие части, содержащее оправку-нагреватель и токоподводы к ней.Signs of the prototype, which coincides with the essential features of the claimed device, is a device for forming and saturating pyrocarbon frames of embedded elements forming protruding parts containing a mandrel-heater and current leads to it.

Устройство позволяет существенно уменьшить цикл насыщения каркасов за счет проведения процесса при большей температуре и давлении.The device allows to significantly reduce the saturation cycle of the frames due to the process at a higher temperature and pressure.

Недостатком устройства является невозможность изготовления закладных элементов сложнопрофильных деталей, в которых фланцевый участок каркаса остался бы ненасыщенным пироуглеродом.The disadvantage of this device is the impossibility of manufacturing embedded elements of complex parts, in which the flange portion of the frame would remain unsaturated pyrocarbon.

Задачей изобретений является повышение срока службы деталей в химически агрессивных средах и/или при высоких температурах, а также увеличение габаритов изготавливаемых деталей без усложнения технологии и увеличения цикла их изготовления.The objective of the invention is to increase the service life of parts in chemically aggressive environments and / or at high temperatures, as well as increasing the dimensions of the manufactured parts without complicating the technology and increasing the cycle of their manufacture.

Заявленные изобретения взаимосвязаны настолько, что образуют единый изобретательский замысел. При разработке новой детали были изобретены новые способ изготовления изделий и устройство, специально предназначенное для осуществления этого способа. Применение детали, способа для изготовления детали и устройства для осуществления заявленного способа позволит решить поставленную задачу с получением требуемого технического результата - повышение срока службы деталей в химически агрессивных средах и/или при высоких температурах, а также увеличение габаритов изготавливаемых деталей без усложнения технологии и увеличения цикла их изготовления. Следовательно, заявленные изобретения удовлетворяют требованию единства изобретения.The claimed inventions are so interconnected that they form a single inventive concept. When developing a new part, a new method of manufacturing products and a device specifically designed for implementing this method were invented. The use of a part, a method for manufacturing a part and a device for implementing the claimed method will allow us to solve the problem with obtaining the required technical result - increasing the service life of parts in chemically aggressive environments and / or at high temperatures, as well as increasing the dimensions of manufactured parts without complicating the technology and increasing the cycle their manufacture. Therefore, the claimed invention satisfy the requirement of unity of invention.

Поставленная задача была решена за счет того, что известная корпусная деталь или деталь внутреннего устройства аппарата, снабженная выступающими частями, выполненная неразъемной конструкции и изготовленная из неметаллического материала, выполнена монолитной конструкции, а в качестве неметаллического материала использован углерод-углеродный композиционный материал на основе каркаса тканепрошивной структуры.The problem was solved due to the fact that the known body part or the internal device part of the apparatus, equipped with protruding parts, made of an integral structure and made of non-metallic material, is made of a monolithic structure, and a carbon-carbon composite material based on a stitched fabric frame is used as a non-metallic material structure.

В предпочтительном варианте в качестве неметаллического материала использован углерод-углеродный композиционный материал, подвергнутый герметизации пироуглеродом.In a preferred embodiment, a carbon-carbon composite material sealed with pyrocarbon is used as a non-metallic material.

Признаки заявляемой конструкции детали, отличительные от прототипа, - в качестве неметаллического материала использован углерод-углеродный композиционный материал на основе каркаса тканепрошивной структуры; в качестве неметаллического материала использован углерод-углеродный композиционный материал, подвергнутый герметизации пироуглеродом.Signs of the claimed design details, distinctive from the prototype, - as a non-metallic material used carbon-carbon composite material based on a framework of fabric-piercing structure; as a non-metallic material used carbon-carbon composite material, subjected to sealing with pyrocarbon.

Выполнение детали в виде монолитной (неклееной, несварной) конструкции из УУКМ позволяет отказаться от необходимости использования для соединения частей детали менее термостойких и химически стойких, чем УУКМ, материалов клеев или материалов для осуществления сварки. Кроме того, в этом случае надежнее и проще осуществить герметизацию детали, в том числе в местах соединения выступающих частей с основной частью детали.The performance of the part in the form of a monolithic (non-glued, non-welded) structure from UUKM eliminates the need to use gluing materials or materials for welding to connect parts of the part that are less heat-resistant and chemically resistant than UUKM. In addition, in this case it is more reliable and easier to carry out the sealing of the part, including at the junction of the protruding parts with the main part of the part.

Выполнение детали из УУКМ создает предпосылки для изготовления ее крупных габаритов.The implementation of parts from UUKM creates the prerequisites for the manufacture of its large dimensions.

Выполнение детали из УУКМ на основе каркаса тканевыкладочно-прошивной структуры обеспечивает высокую прочность соединения выступающих частей с основной частью детали за счет непрерывности слоев армирующего наполнителя.The implementation of the parts from UUKM based on the framework of the fabric lay-and-piercing structure provides high strength of the connection of the protruding parts with the main part of the part due to the continuity of the layers of reinforcing filler.

Выполнение детали из УУКМ, подвергнутого герметизации термостойким материалом, обеспечивает возможность ее эксплуатации при высоких температурах и позволяет ограничить, а также оттянуть по времени доступ химически агрессивной среды к внутренним слоям материала.The implementation of the parts from UUKM, subjected to sealing by a heat-resistant material, provides the possibility of its operation at high temperatures and allows you to limit and delay the access of chemically aggressive medium to the inner layers of the material.

В новой совокупности существенных признаков у объекта изобретения появляется новое свойство: способность длительно противостоять химически агрессивным средам и/или высоким температурам и ударным нагрузкам, а также возможность изготовления деталей разного типоразмера при принципиальной возможности изготовления сравнительно простым способом. Использование в качестве неметаллического материала углерод-углеродного композиционного материала, подвергнутого герметизации термостойким материалом, позволяет еще в большей степени длительно противостоять химически агрессивным средам и/или высоким температурам и ударным нагрузкам.In the new set of essential features, the object of the invention has a new property: the ability to withstand chemically aggressive environments and / or high temperatures and shock loads for a long time, as well as the possibility of manufacturing parts of different sizes with the fundamental possibility of manufacturing in a relatively simple way. The use of a carbon-carbon composite material as a non-metallic material, which has been sealed with a heat-resistant material, makes it possible to resist chemically aggressive environments and / or high temperatures and shock loads to an even greater extent.

Благодаря новому свойству решается поставленная задача, а именно: повышается срок службы детали в химически агрессивных средах и/или высоких температурах, а также увеличиваются габариты изготавливаемых деталей и создаются предпосылки изготовления сравнительно простым способом.Thanks to the new property, the task is solved, namely: the service life of the part in chemically aggressive environments and / or high temperatures is increased, as well as the dimensions of the manufactured parts are increased and manufacturing prerequisites are created in a relatively simple way.

Поставленная задача также была решена за счет того, что в известном способе, включающем последовательное формирование тканепрошивных каркасов отдельных частей детали и последовательную их монолитизацию путем уплотнения пироуглеродом термоградиентным методом с объединением их через присоединительный ненасыщенный пироуглеродом участок одного из каркасов в единую конструкцию, сначала формируют каркасы закладных элементов в форме труб и/или пластин с фланцами путем выкладки - по соответствующей форме формообразующей оправки - слоев ткани с отбортовкой их на фланцевый участок, насыщают закладные элементы пироуглеродом термоградиентным методом, оставляя отбортованные на фланцевый участок слои ткани ненасыщенными пироуглеродом, проводят механическую обработку насыщенного пироуглеродом участка закладных элементов, после чего формируют каркас основной части детали на формообразующей оправке, последовательно вшивая в него ненасыщенные пироуглеродом слои ткани установленных в формообразующую оправку закладных элементов с последующим насыщением каркаса основной части детали пироуглеродом термоградиентным методом, после чего производят механическую обработку ранее механически необработанных участков детали.The problem was also solved due to the fact that in the known method, which consists in sequentially forming fabric-stitched frameworks of individual parts of the part and sequentially monolithizing them by sealing with pyrocarbon using a thermogradient method and combining them through a connecting unsaturated pyrocarbon portion of one of the frames in a single structure, the mortgage frames are first formed elements in the form of pipes and / or plates with flanges by laying out - according to the corresponding form of the forming mandrel - layers t with flanging them onto the flange section, saturate the embedded elements with pyrocarbon using a thermogradient method, leaving the fabric layers flanged to the flange section unsaturated with pyrocarbon, mechanically treat the region of embedded elements saturated with pyrocarbon, and then form the frame of the main part of the part on the forming mandrel, sequentially stitching unsaturated into it pyrocarbon layers of fabric installed in the forming mandrel of embedded elements with subsequent saturation of the frame of the main h STI pyrocarbon parts thermogradient method, whereupon mechanical treating previously untreated plots mechanical parts.

Признаки заявляемого способа, отличительные от прототипа, - сначала формируют каркасы закладных элементов в форме труб и/или пластин с фланцами путем выкладки - по соответствующей форме формообразующей оправке - слоев ткани с отбортовкой их на фланцевый участок, насыщают закладные элементы пироуглеродом термоградиентным методом, оставляя отбортованные на фланцевый участок слои ткани ненасыщенными пироуглеродом, проводят механическую обработку насыщенного пироуглеродом участка закладных элементов, после чего формируют каркас основной части детали на формообразующей оправке, последовательно вшивая в него ненасыщенные пироуглеродом слои ткани установленных в формообразующую оправку закладных элементов с последующим насыщением каркаса основной части детали пироуглеродом термоградиентным методом, после чего производят механическую обработку ранее механически необработанных участков детали.The features of the proposed method, distinctive from the prototype, - first form the frames of the embedded elements in the form of pipes and / or plates with flanges by laying - in the appropriate form of the forming mandrel - the fabric layers with their flanging on the flange section, saturate the embedded elements with a pyrocarbon thermogradient method, leaving the flanged on the flange section, the fabric layers with unsaturated pyrocarbon, carry out the mechanical treatment of the pyrocarbon saturated portion of the embedded elements, after which the main frame is formed minutes of the part on the forming mandrel sequentially lousy it unsaturated pyrocarbon layers of fabric mounted in a forming mandrel fitting members followed by saturation of the part carcass main pyrocarbon temperature gradient method, whereupon mechanical treating previously untreated plots mechanical parts.

Формирование каркасов закладных элементов в форме труб и/или пластин с фланцами путем выкладки - по соответствующей форме формообразующей оправки - слоев ткани с отбортовкой их на фланцевый участок и их насыщение пироуглеродом термоградиентным методом так, что отбортованные на фланцевый участок слои ткани остаются ненасыщенными пироуглеродом, создают условия для соединения закладных элементов с основной деталью в единую монолитную конструкцию.The formation of the frameworks of embedded elements in the form of pipes and / or plates with flanges by laying out - according to the appropriate form of the forming mandrel - fabric layers with their flanging to the flange section and their saturation with pyrocarbon by the thermogradient method so that the fabric layers flanged to the flange section remain unsaturated with pyrocarbon, create conditions for connecting embedded elements with the main part in a single monolithic design.

Осуществление механической обработки насыщенного пироуглеродом участка закладных элементов позволяет сделать это на простом оборудовании (токарном станке) и тем самым исключить необходимость в ее проведении тогда, когда деталь приобретает сложный профиль и для ее механической обработки требуется сложное оборудование (координатно-расточной станок).The implementation of the mechanical processing of a section of embedded elements saturated with pyrocarbon allows this to be done on simple equipment (a lathe) and thereby eliminating the need for it when the part acquires a complex profile and complex equipment is required for its mechanical processing (coordinate boring machine).

Формирование каркаса основной части детали на формообразующей оправке с последовательным вшиванием в него ненасыщенных пироуглеродом слоев, установленных в формообразующую оправку, закладных элементов позволяет соединить в единое целое части детали.The formation of the frame of the main part of the part on the forming mandrel with the sequential stitching into it of unsaturated pyrocarbon layers installed in the forming mandrel, embedded elements allows you to connect in a single whole part of the part.

Насыщение каркаса основной части детали с вшитыми в него присоединительными участками закладных элементов позволяет завершить процесс монолитизации объединенной в единое целое детали.Saturation of the frame of the main part of the part with the connecting sections of the embedded elements sewn into it allows you to complete the process of monolithization of the part integrated into a single whole.

Осуществление механической обработки ранее механически необработанных участков детали позволяет завершить процесс подготовки детали к герметизации.The machining of previously mechanically untreated parts of the part allows you to complete the process of preparing the part for sealing.

В новой совокупности существенных признаков у объекта изобретения появляется новое свойство: способность произвести максимальную подготовку детали сложного профиля с выступающими частями к герметизации, а именно: обеспечить путем механической обработки ровную поверхность, используя для этого простое оборудование и простейшую операцию механической обработки (токарную обработку), а также получить УУКМ с максимально возможной для данного материала плотностью.In the new set of essential features, the object of the invention has a new property: the ability to maximize the preparation of parts of complex profile with protruding parts for sealing, namely: to ensure a smooth surface by machining, using simple equipment and the simplest machining operation (turning), and also to obtain CCM with the highest possible density for a given material.

Благодаря новому свойству решается поставленная задача, а именно: обеспечивается возможность изготовления деталей из УУКМ с выступающими частями, максимально подготовленных к герметизации, без усложнения технологии их изготовления.Thanks to the new property, the task is solved, namely: it is possible to manufacture parts from UUKM with protruding parts, as prepared as possible for sealing, without complicating the technology for their manufacture.

Поставленная задача также была решена за счет того, что в известном устройстве для формирования и насыщения пироуглеродом каркасов закладных элементов, образующих выступающие части детали, содержащем оправку-нагреватель и токоподводы к ней, оправка-нагреватель предназначена для размещения на ней основного участка каркаса закладного элемента, а для размещения фланцевого участка каркаса закладного элемента устройство дополнительно снабжено формообразующей оправкой, не являющейся нагревателем.The problem was also solved due to the fact that in the known device for the formation and saturation of pyrocarbon frames of embedded elements forming the protruding parts of the part containing the mandrel-heater and current leads to it, the mandrel-heater is designed to accommodate the main portion of the frame of the embedded element, and to accommodate the flange section of the frame of the embedded element, the device is additionally equipped with a forming mandrel that is not a heater.

Признаки заявляемого устройства, отличительные от прототипа, - оправка-нагреватель предназначена для размещения на ней основного участка каркаса закладного элемента; для размещения фланцевого участка каркаса закладного элемента устройство дополнительно снабжено формообразующей оправкой, не являющейся нагревателем.The features of the claimed device, distinctive from the prototype, the mandrel-heater is designed to place on it the main section of the frame of the embedded element; to accommodate the flange section of the frame of the embedded element, the device is additionally equipped with a forming mandrel that is not a heater.

Размещение на оправке-нагревателе основного участка каркаса позволяет произвести нагрев.Placing on the mandrel-heater the main section of the frame allows heating.

Дополнительное снабжение устройства формообразующей оправкой для размещения фланцевого участка каркаса закладного элемента позволяет придать форму последнему, в том числе в месте перехода на фланец, которое за счет распространения тепла по формообразующей оправке становится жестким из-за частичного уплотнения его пироуглеродом.An additional supply of the device with a forming mandrel to accommodate the flange portion of the frame of the embedded element allows the latter to be shaped, including at the point of transition to the flange, which becomes rigid due to the partial compaction of it with pyrocarbon.

Выполнение оправки под фланцевый участок каркаса закладного элемента не в виде оправки-нагревателя, а только как формообразующей, обеспечивает возможность образования по длине фланцевого участка значительной величины градиента температур (≥30 град/мм), т.к. передача тепла от оправки-нагревателя к фланцевому участку осуществляется только за счет теплопроводности материала формообразующей оправки и материала фланцевого участка каркаса.The implementation of the mandrel for the flange section of the frame of the embedded element is not in the form of a mandrel-heater, but only as a forming one, which makes it possible to form a significant temperature gradient along the length of the flange section (≥30 deg / mm), because heat transfer from the mandrel-heater to the flange section is carried out only due to the thermal conductivity of the material of the forming mandrel and the material of the flange section of the frame.

В новой совокупности существенных признаков у объекта изобретения появляется новое свойство: способность обеспечить нагрев до температуры пиролиза метана на основном участке каркаса и в то же время исключить нагрев до этой температуры на фланцевом участке каркаса закладного элемента, по крайней мере, на большей части его длины.In the new set of essential features, the object of the invention has a new property: the ability to ensure heating to methane pyrolysis temperature in the main section of the carcass and at the same time to exclude heating to this temperature on the flanged section of the carcass of the embedded element, at least over most of its length.

Благодаря новому свойству решается поставленная задача, а именно: обеспечивается возможность насыщения каркасов закладных элементов выступающих частей детали (в форме трубы или пластины с фланцами) таким образом, что большая часть фланцевого участка остается ненасыщенной пироуглеродом. Это позволяет соединить закладной элемент с основной частью детали путем вшивания присоединительных участков в каркас основной части детали и их монолитизации за счет уплотнения пироуглеродом. В то же время это позволяет провести мехобработку насыщенного пироуглеродом участка закладных элементов на простом оборудовании и исключить необходимость более сложной мехобработки выступающих частей на стадии завершения изготовления детали. Тем самым упрощается способ ее изготовления.Thanks to the new property, the task is solved, namely: it is possible to saturate the frames of the embedded elements of the protruding parts of the part (in the form of a pipe or plate with flanges) in such a way that most of the flange section remains unsaturated with pyrocarbon. This allows you to connect the embedded element with the main part of the part by stitching the connecting sections into the frame of the main part of the part and their monolithization due to compaction with pyrocarbon. At the same time, this allows us to carry out the machining of the area of embedded elements saturated with pyrocarbon on simple equipment and to eliminate the need for more complex machining of the protruding parts at the stage of completion of the manufacture of the part. This simplifies the method of its manufacture.

Изобретения поясняются примерами выполнения и чертежами.The invention is illustrated by examples and drawings.

На фиг.1 изображен общий вид конструкции детали внутреннего устройства в виде поддона, входящего в тепловой узел установки для выращивания монокристаллов кремния по методу Чохральского.Figure 1 shows a General view of the design details of the internal device in the form of a pallet included in the thermal unit of the installation for growing silicon single crystals according to the Czochralski method.

На фиг.2 - общий вид конструкции корпусной детали газоочистительного устройства.Figure 2 - General view of the design of the hull parts of the gas cleaning device.

На фиг.3 - схема садки на насыщение каркасов закладных элементов в форме втулок.Figure 3 is a diagram of the cages for saturation of the frames of embedded elements in the form of bushings.

На фиг.4 - схема садки на насыщение закладных элементов в форме уголков.Figure 4 is a diagram of the cages for saturation of embedded elements in the form of corners.

На фиг.5 - схема формирования каркаса поддона.Figure 5 - diagram of the formation of the frame of the pallet.

На чертежах показаны:The drawings show:

1 - каркас основной части детали;1 - frame of the main part;

2 - выступающие части детали, являющиеся закладными элементами;2 - protruding parts of the part, which are embedded elements;

2а - насыщенный пироуглеродом и механически обработанный участок каркаса закладного элемента;2a - saturated with pyrocarbon and a machined portion of the frame of the embedded element;

2б - фланцевый (присоединительный) участок каркаса закладного элемента;2b - flange (connecting) section of the frame of the embedded element;

3 - оправка-нагреватель;3 - mandrel heater;

4 - формообразующая оправка для формирования фланцевого участка каркаса закладного элемента;4 - forming a mandrel for forming a flange section of the frame of the embedded element;

5 - формообразующая оправка для формирования и насыщения пироуглеродом каркаса основной части детали;5 - forming a mandrel for the formation and saturation of pyrocarbon frame of the main part;

6 - токоподводы.6 - current leads.

Деталь внутреннего устройства аппарата, например поддон, входящий в тепловой узел установки для выращивания монокристаллов кремния по методу Чохральского, выполнен неразъемной, монолитной (неклееной и несварной) конструкции в виде чаши 1, снабженной втулками 2, и изготовлен из неметаллического материала, а именно: углерод-углеродного композиционного материала на основе каркаса тканевыкладочной прошивной структуры. При этом в предпочтительном варианте поддон изготовлен из УУКМ, подвергнутого герметизации термостойким материалом, а именно: пироуглеродом.A detail of the apparatus’s internal structure, for example, a tray entering the thermal unit of a silicon monocrystal growing plant according to the Czochralski method, is made of an integral, monolithic (non-glued and non-welded) structure in the form of a bowl 1 equipped with bushings 2 and made of non-metallic material, namely: carbon - carbon composite material based on the framework of a fabric-laying proshivnoy structure. Moreover, in a preferred embodiment, the pallet is made of UUKM, subjected to sealing by a heat-resistant material, namely pyrocarbon.

Через центральную втулку 2 поддона проходит шток, на котором закреплена чаша с кремнием (на фиг.1 не показаны).A rod passes through the central sleeve 2 of the pallet, on which a bowl of silicon is fixed (not shown in FIG. 1).

Через периферийные втулки 2 поддона проходят токоподводы к нагревателю (на фиг.1 не показаны).Current leads to the heater (not shown in FIG. 1) pass through peripheral bushings 2 of the pallet.

Поддон работает следующим образом.The pallet works as follows.

При аварийном проливе расплава кремния он собирается в поддоне. Благодаря наличию в нем втулок исключается попадание расплава кремния на шток и токоподводы к нагревателю (на фиг. не показаны).During an emergency spill of molten silicon, it is collected in a sump. Due to the presence of bushings in it, ingress of silicon melt onto the rod and current leads to the heater is excluded (not shown in FIG.).

Благодаря изготовлению поддона из УУКМ, подвергнутого герметизации термостойким материалом, расплав кремния не протекает на металлическое днище ростовой установки; в противном случае расплав кремния прожег бы его.Due to the manufacture of the pallet from UUKM, subjected to sealing by heat-resistant material, the silicon melt does not leak onto the metal bottom of the growth unit; otherwise, the silicon melt would burn it.

После затвердевания собранного в поддоне расплава кремния полученный при этом слиток кремния удаляли из поддона слесарным способом. Благодаря прочности соединения втулок 2 с чашей 1 сохраняется монолитность конструкции даже после многократного пролива расплава кремния.After the solidification of the silicon melt collected in the pan was hardened, the silicon ingot thus obtained was removed from the pan by a metalwork method. Due to the strength of the connection of the sleeves 2 with the bowl 1, the solidity of the structure is maintained even after repeated spillage of the molten silicon.

Корпусная деталь газоочистного устройства выполнена неразъемной, монолитной конструкции в виде трубы 1 (основная часть детали), снабженной 3-мя патрубками 2 (выступающие части детали) и изготовленной из неметаллического материала, а именно: УУКМ на основе каркаса тканевыкладочно-прошивной структуры. При этом в предпочтительном варианте устройство изготовлено из УУКМ, подвергнутого герметизации термостойким материалом, а именно: пироуглеродом.The body part of the gas cleaning device is made of an integral, monolithic structure in the form of a pipe 1 (the main part of the part), equipped with 3 nozzles 2 (protruding parts of the part) and made of non-metallic material, namely: UUKM based on the framework of the fabric-layered-piercing structure. Moreover, in a preferred embodiment, the device is made of CCCM, subjected to sealing by a heat-resistant material, namely pyrocarbon.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

По центральной трубе 1 поступает на газоочистку смесь газов, таких как SO3, SO2, HF, HSiF и т.п. По патрубкам 2 подается внутрь трубы 1 вода.A mixture of gases, such as SO 3 , SO 2 , HF, HSiF, etc., is fed through the central pipe 1 to the gas treatment. The pipes 2 are fed into the pipe 1 water.

Наружная поверхность материала устройства находится в прямом контакте с атмосферой цеха, т.е. устройство представляет собой корпусную деталь. Другими словами: основным требованием, предъявляемым к детали, является исключение попадания вредных веществ в рабочую атмосферу цеха.The outer surface of the material of the device is in direct contact with the atmosphere of the workshop, i.e. the device is a body part. In other words: the main requirement for a part is the exclusion of harmful substances from entering the working atmosphere of the workshop.

Температура газов внутри устройства равна 250°C; избыточное давление внутри трубы 1-400 мм вод.ст.The temperature of the gases inside the device is 250 ° C; overpressure inside the pipe 1-400 mm water column

При контакте газов с водой образуется смесь кислот, которая утилизируется в другом устройстве.When gases come into contact with water, a mixture of acids forms, which is disposed of in another device.

Таким образом, УУКМ устройства газоочистки подвергается химической коррозии и работает под небольшим избыточным давлением. Заявляемое конструктивное исполнение устройства позволяет исключить попадание вредных веществ в атмосферу цеха, а также обеспечивает высокий ресурс работы (а именно: более 10 лет непрерывной работы без потери его герметичности).Thus, the CCCM of the gas treatment device undergoes chemical corrosion and operates under a slight overpressure. The inventive design of the device eliminates the ingress of harmful substances into the atmosphere of the workshop, and also provides a high service life (namely: more than 10 years of continuous operation without losing its tightness).

Детали заявляемой конструкции изготавливают следующим образом.Details of the claimed design are made as follows.

Сначала формируют каркасы закладных элементов 2 в форме труб и/или пластин с фланцами путем выкладки - по соответствующей форме формообразующей оправки 3, 4 (фиг.3, 4) - слоев ткани с отбортовкой их на фланцевый участок 2б. Затем каркасы закладных элементов 2 насыщают пироуглеродом термоградиентным методом, оставляя отбортованные на фланцевый участок 2б слои ткани, ненасыщенные пироуглеродом (для этого осуществляют их нагрев до температуры, не превышающей температуру пиролиза углеродсодержащего газа).First, the frames of the embedded elements 2 are formed in the form of pipes and / or plates with flanges by laying out - according to the corresponding form of the forming mandrel 3, 4 (Fig. 3, 4) - layers of fabric with their flanges on the flange section 2b. Then, the frames of the embedded elements 2 are saturated with pyrocarbon by the thermogradient method, leaving the fabric layers flashed on the flange section 2b unsaturated with pyrocarbon (for this, they are heated to a temperature not exceeding the pyrolysis temperature of the carbon-containing gas).

Затем проводят мехобработку насыщенного пироуглеродом участка 26 закладных элементов 2. После этого закладные элементы 2 устанавливают в формообразующую оправку 5 (фиг.5), предназначенную для формирования каркаса основной части 1 детали.Then, the machining of the area 26 of the embedded elements saturated with pyrocarbon is carried out 2. After that, the embedded elements 2 are installed in the forming mandrel 5 (Fig. 5), designed to form the frame of the main part 1 of the part.

Затем формируют каркас основной части 1 детали на формообразующей оправке 5, последовательно вшивая в него ненасыщенные пироуглеродом слои ткани 2б закладных элементов 2.Then form the frame of the main part 1 of the part on the forming mandrel 5, sequentially stitching into it layers of fabric 2b of embedded elements 2 unsaturated with pyrocarbon.

После этого каркас основной части 1 детали насыщают пироуглеродом термоградиентным методом.After that, the frame of the main part 1 of the part is saturated with pyrocarbon thermogradient method.

Затем производят механическую обработку ранее механически необработанных участков детали.Then produce machining of previously mechanically untreated parts of the part.

Ниже, со ссылкой на чертежи (фиг.3, 5), приведен пример конкретного выполнения способа изготовления поддона, предназначенного для предохранения от прогара днища установки для выращивания монокристаллов кремния при аварийном проливе расплава кремния.Below, with reference to the drawings (Figs. 3, 5), an example of a specific embodiment of a method for manufacturing a pallet designed to protect against burnout of the bottom of a plant for growing silicon single crystals during an emergency spill of a silicon melt is given.

Сначала формировали из ткани Урал-ТМ-4/22 закладные элементы 2 в форме трубы с фланцами. При этом фланцевые участки 2б каркасов выполняли путем отбортовки слоев ткани с цилиндрического участка.First, embedded elements 2 in the form of a pipe with flanges were formed from Ural-TM-4/22 fabric. In this case, the flange sections 2b of the frames were performed by flanging tissue layers from the cylindrical section.

Затем каркасы закладных элементов (втулок) 2 насыщали пироуглеродом термоградиентным методом с применением устройства, приведенного на фиг.3.Then the frames of the embedded elements (bushings) 2 were saturated with pyrocarbon thermogradient method using the device shown in Fig.3.

При насыщении пироуглеродом в качестве рабочего газа использовали сетевой газ с содержанием метана ~98%.When saturated with pyrocarbon, a network gas with a methane content of ~ 98% was used as the working gas.

Нагрев каркасов закладных элементов до температуры пиролиза метана осуществляли путем пропускания тока по оправке, формирующей их цилиндрические участки, при этом по оправкам (в виде диска), формирующим фланцевые участки каркасов, ток не проходил, в результате чего их нагрев осуществлялся лишь за счет теплопроводности (т.е. естественно до меньших температур, чем температура цилиндрических участков закладных элементов). В результате цилиндрические участки 2а каркасов насыщались пироуглеродом, в то время как фланцевые участки 2б оставались ненасыщенными пироуглеродом.The frames of the embedded elements were heated to the methane pyrolysis temperature by passing current through the mandrel forming their cylindrical sections, while no current passed through the mandrels (in the form of a disk) forming flanged sections of the frames, as a result of which they were heated only due to thermal conductivity ( i.e., naturally, to lower temperatures than the temperature of the cylindrical sections of embedded elements). As a result, the cylindrical sections 2a of the frameworks were saturated with pyrocarbon, while the flange sections 2b remained unsaturated with pyrocarbon.

Затем цилиндрические участки 2а закладных элементов (втулок) 2 механически обрабатывали на токарном станке. После этого закладные элементы (втулки) 2 устанавливали в отверстия формообразующей оправки 5 (фиг.5).Then, the cylindrical sections 2a of the embedded elements (bushings) 2 were machined on a lathe. After that, the embedded elements (bushings) 2 were installed in the holes of the forming mandrel 5 (Fig.5).

Затем из ткани Урал-ТМ-4/22 формировали каркас основной части 1 поддона, представляющий собой чашу.Then, the skeleton of the main part 1 of the pallet, which is a bowl, was formed from Ural-TM-4/22 fabric.

При формировании каркаса чаши (основной части 1 поддона) ненасыщенные пироуглеродом слои ткани 2б закладных элементов (втулок) 2 последовательно вшивали в каркас донного участка чаши 1.When forming the frame of the bowl (the main part 1 of the pallet), the layers of fabric 2b of embedded elements (bushings) 2 unsaturated with pyrocarbon were sequentially sewn into the frame of the bottom portion of the bowl 1.

После этого каркас чаши 1 с установленными в него через отверстия в формообразующей оправке 5 закладными элементами (втулками) 2 насыщали пироуглеродом термоградиентным методом. Насыщение каркаса чаши пироуглеродом термоградиентным методом проводили по способу и с применением устройства, приведенных в патенте РФ №2229437 от 27.05.2004 г.After that, the frame of the bowl 1 with the embedded elements (bushings) 2 installed through the holes in the forming mandrel 5 through it was saturated with pyrocarbon by the thermogradient method. The saturation of the bowl frame with pyrocarbon by a thermogradient method was carried out according to the method and using the device described in the patent of the Russian Federation No. 2229437 dated 05/27/2004.

Затем проводили мехобработку ранее механически необработанных участков поддона, а именно: удаляли мехобработкой формообразующую оправку 5, после чего механически обрабатывали внутреннюю и наружную поверхности поддона. Мехобработку проводили на токарном или карусельном станке.Then, machining of previously mechanically untreated sections of the pallet was carried out, namely: the forming mandrel 5 was removed by machining, after which the inner and outer surfaces of the pallet were machined. Machining was carried out on a lathe or carousel.

Мехобработку закладных втулок 2 не требовалось проводить, т.к. она была осуществлена ранее. В противном случае пришлось бы проводить мехобработку на координатно-расточном станке и это было бы более трудоемко. После мехобработки поддон был готов к операции герметизации в соответствии с пат. РФ №2186726 от 10.08.2002 г.The machining of embedded bushings 2 was not required, because it was implemented earlier. Otherwise, it would be necessary to carry out machining on a coordinate boring machine and this would be more time-consuming. After machining, the pallet was ready for the sealing operation in accordance with US Pat. RF №2186726 from 08/10/2002

Для изготовления закладных элементов с ненасыщенными пироуглеродом присоединительными к основной части детали участками предложено следующее устройство.The following device is proposed for the manufacture of embedded elements with unsaturated pyrocarbon connecting to the main part of the part.

Устройство для формирования и насыщения пироуглеродом каркасов закладных элементов, образующих выступающие части детали (фиг.3, 4), содержит оправку-нагреватель 3, на которой размещается предназначенный для насыщения пироуглеродом участок 2а каркаса закладного элемента, и токоподводы 6. Кроме того, устройство снабжено формообразующей оправкой 4 для размещения на ней фланцевого участка 2б каркаса закладного элемента, при этом формообразующая оправка 4 не является нагревателем.A device for forming and saturating pyrocarbon of the frames of embedded elements forming the protruding parts of the part (Figs. 3, 4) contains a mandrel-heater 3, on which a section 2a of the frame of the embedded element intended for saturation with pyrocarbon is placed, and current leads 6. In addition, the device is equipped with forming mandrel 4 for placement on it a flange portion 2b of the frame of the embedded element, while the forming mandrel 4 is not a heater.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На формообразующей оправке, состоящей из оправки-нагревателя 3 и оправки 4, формируется из ткани Урал-ТМ-4/22 каркас закладного элемента 2.On a forming mandrel consisting of a mandrel-heater 3 and a mandrel 4, the frame of the embedded element 2 is formed from Ural-TM-4/22 fabric.

Сформированный каркас закладного элемента 2 (а если позволяет высота установки, то несколько каркасов) устанавливают между токоподводами 6 установки газофазного уплотнения пироуглеродом (установка на фиг.3, 4 не показана). При подаче тока на оправку-нагреватель 3 она нагревается. Благодаря низкой теплопроводности материала каркаса и подачи со стороны его наружной поверхности холодного сетевого газа (с содержанием в нем метана ~98%) устанавливается градиент температур по толщине участка 2а закладного элемента. Указанный участок 2а насыщается пироуглеродом при передвижении зоны пиролиза по его толщине с температурой в зоне 980±20°C.The formed frame of the embedded element 2 (and if the installation height allows, then several frames) are installed between the current leads 6 of the gas-phase seal installation using pyrocarbon (the installation in Figs. 3, 4 is not shown). When applying current to the mandrel-heater 3, it heats up. Due to the low thermal conductivity of the carcass material and the supply of cold network gas (with a methane content of ~ 98% in it) from the side of its outer surface, a temperature gradient is established over the thickness of the embedded element section 2a. The indicated section 2a is saturated with pyrocarbon when the pyrolysis zone moves along its thickness with a temperature in the zone of 980 ± 20 ° C.

Что касается формообразующей оправки 4, то при подаче тока на токоподводы 6 он (ток) не проходит по оправке 4. Поэтому нагрев ее и расположенного на ней фланцевого участка 2б каркаса закладного элемента осуществляется лишь за счет теплопроводности материала формообразующей оправки 4 и расположенного на ней фланцевого участка 2б каркаса закладного элемента.As for the forming mandrel 4, when current is supplied to the current leads 6 it (current) does not pass through the mandrel 4. Therefore, heating of it and the flange section 2b of the frame of the embedded element located on it is carried out only due to the thermal conductivity of the material of the forming mandrel 4 and the flange located on it section 2b of the frame of the embedded element.

В результате на большей части длины фланцевого участка 2б закладного элемента устанавливается температура ниже температуры пиролиза метана (т.е. менее 700°C) и поэтому он (фланцевый участок) не насыщается пироуглеродом за исключением зоны, прилегающей к оправке-нагревателю 3.As a result, for most of the length of the flange section 2b of the embedded element, the temperature is set below the methane pyrolysis temperature (i.e., less than 700 ° C) and therefore it (the flange section) is not saturated with pyrocarbon except for the zone adjacent to the mandrel-heater 3.

Claims (4)

1. Корпусная деталь или деталь внутреннего устройства аппарата, снабженная выступающими частями, выполненная неразъемной конструкции и изготовленная из неметаллического материала, отличающаяся тем, что она выполнена монолитной конструкции, а в качестве неметаллического материала использован углерод-углеродный композиционный материал на основе каркаса тканепрошивной структуры.1. The body part or the internal device part of the apparatus, equipped with protruding parts, made of an integral structure and made of non-metallic material, characterized in that it is made of a monolithic structure, and a carbon-carbon composite material based on a fabric-reinforced structure frame is used as a non-metallic material. 2. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неметаллического материала использован углерод-углеродный композиционный материал, подвергнутый герметизации пироуглеродом.2. The item according to claim 1, characterized in that as the non-metallic material used carbon-carbon composite material, subjected to sealing with pyrocarbon. 3. Способ изготовления корпусной детали или детали внутреннего устройства аппарата, снабженной выступающими частями, включающий последовательное формирование тканепрошивных каркасов отдельных частей детали и последовательную их монолитизацию путем уплотнения пироуглеродом термоградиентным методом с объединением их через присоединительный ненасыщенный пироуглеродом участок одного из каркасов в единую конструкцию, отличающийся тем, что сначала формируют каркасы закладных элементов в форме труб и/или пластин с фланцами путем выкладки - по соответствующей форме формообразующей оправки - слоев ткани с отбортовкой их на фланцевый участок, насыщают закладные элементы пироуглеродом термоградиентным методом, оставляя отбортованные на фланцевый участок слои ткани ненасыщенными пироуглеродом, проводят механическую обработку насыщенного пироуглеродом участка закладных элементов, после чего формируют каркас основной части детали на формообразующей оправке, последовательно вшивая в него ненасыщенные пироуглеродом слои ткани установленных в формообразующую оправку закладных элементов с последующим насыщением каркаса основной части детали пироуглеродом термоградиентным методом, после чего производят механическую обработку ранее механически необработанных участков детали.3. A method of manufacturing a body part or a part of the apparatus internal device provided with protruding parts, comprising sequentially forming fabric-stitched frameworks of individual parts of the part and sequentially monolithizing them by sealing with pyrocarbon by a thermogradient method and combining them through a connecting unsaturated pyrocarbon portion of one of the frames in a single design, characterized in that first form the frames of embedded elements in the form of pipes and / or plates with flanges by off ki - according to the appropriate form of the forming mandrel - the fabric layers with their flanging to the flange section, saturate the embedded elements with pyrocarbon by the thermogradient method, leaving the fabric layers flanged to the flange section with unsaturated pyrocarbon, perform mechanical processing of the pyrocarbon saturated portion of the embedded elements, and then form the frame of the main part of the part on a forming mandrel, sequentially stitching into it layers of fabric unsaturated with pyrocarbon installed in the forming mandrel Kladniew elements followed by saturation of the part carcass main pyrocarbon temperature gradient method, whereupon mechanical treating previously untreated plots mechanical parts. 4. Устройство для формирования и насыщения пироуглеродом каркасов закладных элементов, образующих выступающие части детали, содержащее оправку-нагреватель и токоподводы к ней, отличающееся тем, что в нем оправка-нагреватель предназначена для размещения на ней основного участка каркаса закладного элемента, а для размещения фланцевого участка каркаса закладного элемента устройство дополнительно снабжено формообразующей оправкой, не являющейся нагревателем. 4. A device for the formation and saturation of pyrocarbon frames of embedded elements forming the protruding parts of the part, containing the mandrel-heater and current leads to it, characterized in that the mandrel-heater is designed to accommodate the main portion of the frame of the embedded element, and to accommodate the flange section of the frame of the embedded element, the device is additionally equipped with a forming mandrel, which is not a heater.
RU2012129460/05A 2012-07-11 2012-07-11 Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts RU2515878C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129460/05A RU2515878C2 (en) 2012-07-11 2012-07-11 Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129460/05A RU2515878C2 (en) 2012-07-11 2012-07-11 Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012129460A RU2012129460A (en) 2014-01-20
RU2515878C2 true RU2515878C2 (en) 2014-05-20

Family

ID=49944924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012129460/05A RU2515878C2 (en) 2012-07-11 2012-07-11 Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515878C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702564C1 (en) * 2018-08-13 2019-10-08 Вячеслав Максимович Бушуев Connecting element of hollow hermetic product of integral structure and method of its manufacturing
RU2711199C1 (en) * 2018-08-13 2020-01-15 Вячеслав Максимович Бушуев Hollow sealed product of closed form and integral structure, connecting element for integral structure, methods for their production and lining of vacuum high-temperature installation reactor, comprising said sealed article
RU2714999C1 (en) * 2018-12-05 2020-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for electric arc welding of articles from carbon-graphite materials and device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225354C2 (en) * 2001-11-16 2004-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Термохимии" Method of manufacturing composite material
RU2225353C2 (en) * 2001-11-16 2004-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Термохимии" Composite material
RU2235681C2 (en) * 2002-05-06 2004-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Термохимии" Method for manufacture of crucibles from carbonaceous composite material
RU2309209C2 (en) * 2002-05-23 2007-10-27 Мессье-Бугатти Method and apparatus for manufacture of circular fibrous carcasses

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225354C2 (en) * 2001-11-16 2004-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Термохимии" Method of manufacturing composite material
RU2225353C2 (en) * 2001-11-16 2004-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Термохимии" Composite material
RU2235681C2 (en) * 2002-05-06 2004-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Институт Термохимии" Method for manufacture of crucibles from carbonaceous composite material
RU2309209C2 (en) * 2002-05-23 2007-10-27 Мессье-Бугатти Method and apparatus for manufacture of circular fibrous carcasses

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУШУЕВ Ю.Г. и др., Углерод-углеродные композиционные материалы, Справочник, Москва, Металлургия, 1994, с. 96. *
ГУРИН И.В. и др., Исследование особенностей термоградиентного газофазного уплотнения пироуглеродом пористых сред с использованием сжиженных углеводородных газов, Вопросы атомной науки и техники, Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение, 2004, N3, с.с. 124-127 *
КРЫЛОВ В.Н., ВИЛЬК Ю.Н., Углеграфитовые материалы и их применение в химической промышленности, Москва-Ленинград, Химия, 1965, с.с. 96-98, 130. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2702564C1 (en) * 2018-08-13 2019-10-08 Вячеслав Максимович Бушуев Connecting element of hollow hermetic product of integral structure and method of its manufacturing
RU2711199C1 (en) * 2018-08-13 2020-01-15 Вячеслав Максимович Бушуев Hollow sealed product of closed form and integral structure, connecting element for integral structure, methods for their production and lining of vacuum high-temperature installation reactor, comprising said sealed article
RU2714999C1 (en) * 2018-12-05 2020-02-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Method for electric arc welding of articles from carbon-graphite materials and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012129460A (en) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2515878C2 (en) Structural or apparatus internal part furnished with extending parts, method of its production and device for forming and saturating with pyrocarbon of embedded element carcasses that form extending parts
RU2410851C2 (en) Device for sealing porous material
ATE38343T1 (en) PROCESS FOR POSITIVE SHRINKING OF A CERAMIC CYLINDRICAL PART INTO A FLANGE MADE OF A FERROUS AND CERAMIC-METAL COMPOSITE.
CN110804726A (en) Binding method of rotary target material
CN105384454B (en) A kind of method for fast mfg of labyrinth high tenacity SiC base composite material parts
CN109400198A (en) A kind of carbon/carbon (pottery) composite material brake disc Preparation equipment and preparation method thereof based on quick sedimentation process
CN108509750B (en) Design method of diffusion connection clamp for annular structural member
JP2008531284A (en) Clad metal bonding method and container manufactured thereby
JP7516436B2 (en) Joining and sealing of pressed ceramic components
KR930005066B1 (en) Process for manufacturing a porous gas-flushing brick for metallurgical vessels
US10478996B1 (en) Method of making ceramic composite bearings
JPS58107225A (en) Manufacture of double pipe
JP2009120426A (en) Long fiber reinforced ceramic composite material and its manufacturing method
CN110001077A (en) A kind of carbon fibre pipe fitting preparation facilities and method
Jin et al. Optimized manufacturing process of homogeneous microwave-sintered blocks of KLS-1 lunar regolith simulant
RU2711199C1 (en) Hollow sealed product of closed form and integral structure, connecting element for integral structure, methods for their production and lining of vacuum high-temperature installation reactor, comprising said sealed article
CA2093740A1 (en) Method for forming ptfe membrane/gasket assembly
US20070114687A1 (en) Expandable/flexible constraint fixture for carbonization of carbon-carbon preforms
CN106064485A (en) For manufacturing the system of composite part and frock and correlation technique
RU2702564C1 (en) Connecting element of hollow hermetic product of integral structure and method of its manufacturing
JP2935004B2 (en) Composite casting method by diffusion bonding of dissimilar metals using vanishing model casting method and its equipment
CN207179681U (en) A kind of VOCs emission-control equipments
CN111058087A (en) Carbon/silicon carbide composite material feeding cylinder for repeatedly feeding single crystal silicon furnace
RU2235681C2 (en) Method for manufacture of crucibles from carbonaceous composite material
Ahmed et al. Supplementary microstructural features induced during laser surface melting of thermally sprayed Inconel 625 coatings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180712