RU725326C

RU725326C - Способ получени двухслойных труб

Info

Publication number: RU725326C
Application number: SU772511747A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Мержанов; А.Р. Качин; В.И. Юхвид; И.П. Боровинска; кова Г.А. Вишн
Original assignee: Отделение Института химической физики АН СССР
Priority date: 1977-08-29
Filing date: 1977-08-29
Publication date: 1993-11-15
Also published as: DE2837688C2; DE2837688A1; FR2401771A1; FR2401771B1; JPS5460225A; JPS6312708B2; US4217948A

Description

Изобретение отноЬитс к облШтй металлургий , машийостроени , огнеупорной и химической промышленности и может быть йсполй д ай7 например;

коррозионностойких труб. .„:„,..„,

Известен способ изготовлени трубчатых изделий, включающий центробежное формование порошкообразного материала во еращающейс форме.

Недостатком данного сНособа вл етс невозможность получать двухслойнае тру6bV ё ftWyfjiJeHHMM с бем из тугШйШЖЯОКйслов , низка коррозионна стойкость труб, особенно при ность способа.

Наиболее близким к АанномуТ13обретению по технической сущноСтги и достигаемому резуйьтагу вл етс способ получени тугоплавких материалов заключающийс в том, что в качестве исходных материалов используют смесь Окислов металлов IV-VI

Fpyftn периодической сйстёмы с бОСстановителёмгсмёЬь воспламен ют; давМйие аргона или азота составл ет 1-100 ат. причем осевое вращение производ т при центробежном ускорении 100-1500 д. Данный спос р б Позвол ет и цилиндрической формь

Однако данный способ шнозвол ет получать двухслойные трубы с внутренним слоем из тугоплавких окислс1в АЬОз, ZrOz,

tyigp,Tio2..sto2. : : ;: :

Целью изобретени $ влйётс повышение ШмйчёсУой стойкости k агрессивным средам при температурах 1500-2500С и упроШениё TexHonof йиС

Дл достижени поставленной цели

предложен способ получени двухслойных труб, отличающийс тем, что фОрму со CMectKj вращают вокруг ее оси со скоростью 130-2000об/мин: прйШйГЦёйШТГОвышени прочности сцеплени слоев, воспламенение производ т при вращении формы со скоростью 1500-2000 o6/M«W;TISteM скорость вращени плавно уменьшают к началу кристаллизации до 650-130 об/мин. При

этомТС цieWШTйШl teИti rfШЩШвCrt в cfiiSCb o fltirtobduioK; конечного продукта е количестве 5-25% от йеса смеси, а воспламе йение производ т при вращении формы со скоростью 1500-2000 об/мин, кроме того , с цел юпопучени внешнего сло из tyfOfina KorO соёдйнёйй , в смесь ввод т неметалл или его окисел, выбранный из групПь : углерод, бор, кремний, борный ангидрид , двуокись кремни ,

ВоСг1/ эМёнёнйёпроизшдйгс путем нагрева небольшого участка поверхности смеси, например разогретой вольфрамовой СМйрайью; после чего горение самопроизольно распростран етс по объему меси. Во избежание выбросов реакционой массы, синтез ведут при избыточном авлении газообразной среДы 1-100 ат.

Верхний предел ограничен способнотью центрифуги И герметизации. Реакци восстановлени указанных выше окислов протекает с большим выделением тепла, прт1зтомдостйгаетс высока температура

2500-4500 С). позтому образующиес проукты -металл И окисел металла наход тс в расплавленном состо нии. Разделение их вследствие разницы в удельных весах и формование 8 виде двухслойной трубы происхЬдит под действием центробежных сил.

Скорость вращени центрифуги ограничена

снизу - способностью к центробежному

формованию двухслойной трубы, сверху механической прочностью центрифуги. Конечным продуктом вл ютс двухслойные трубы с наружным слоем из тугоплавкого металла - W, Сг, Мо, V и внутренним,гсосто щим из окислов металлов, таких как AlaOa, Zrp2. MgO, TlOa. Добавление к исходным

компонентам неметалла, например, бора, углерода, азота, кремни или окисла названных неметаллов, приводит к образованию тугоплавких неорганических материалов, таких как карбиды, бориды,

нитриды, силициды переходных металлов. Такие трубы вл ютс наиболее стойкими в услови х агрессивных сред до температур 0,8 температуры плавлени наименее тугоплавкого слО .

Увеличение толщины внешнего или внутреннего сло можно регулировать путем добавлени в исходную смесь соответствующего продукта или путем изменени плотности реакционной смеси. Так добавление к исходной смеси окисла металла - восстановител приводит к увеличению толщины внутреннего сло трубы.

Добавление к исходной смеСи металлических компонентов, таких как никель, кобальт , железо, молибден или их окислов, позвол ет получить трубы с внешним слоем из твердых сплайов на основе тугоплавких соединений и варьировать при необходимости различные физико-механические сврйства как прочность, микротвердость. Прочность сцеплени внешйего и внутреннего слоев трубы регулируетс режимом вращени центробежной установки. Наибольша прочность достигаетс , когда высокотемпературное реагирование исходных компонентов приводит при плавном уменьшении скорости вращени от 1500-2000 об/мин до 130-650 об/мин. При таком режиме вращени вблизи границы раздела слоев образуетс область взаимного проникновени тугоплавкого соединени и окисла, что приводит к очень прочному сцеплению,

П р и м е р 1. Получение двухслойных труб из МоаС и А120з. Смесь порошков 288 г МоОз, 108 г А1 и 12 г С перемешивалась в шаровой мельнице в течение 30 мин, засыпалась в тугоплавкую форму с теплоизо цией из асбеста, имеющую вид цилиндра и уплотн лась, форма со смесью помещалась В центробежную машину, в к 1мере центробежной, машины создавалось давление аргона. Р - 100 ат она приводилась во вращение вокруг оси симметрии формы (осевое вращение), скорость вращени доводилась до 2000 об/мин, реакционна смесь воспламен лась раскаленной вольфрамовой спиралью. Инициирование Экзотермической реакции восстановлений можно проводить любым тепловым импульсом .

Синтез карбида молибдена и окиси алюмини протекал в режиме горени . Вследствие сильного тепловыделени в процессе высокотемпературного взаимодействи исходных компонентов, температура образовавшихс конечных продуктов повышала температуру их плавлени и они расплавл лись засчет разницы в удельных весах карбида молибдена и окиси алюмини имело место разделение продуктов в жидкой фазе и их затвердевание при этом. Скорость вращени центробежной установки сохран лась посто нной. Конечный продукт двухслойна труба с внешним слоем из карбида молибдена и внутренним - из Ькиси алюмини .

П р и м е р 2. Получение двухслойной трубь из карбида вольфрама + кобальтова св зка. Смесь 232 г W03. 62 СоО И 69 г А1 и 12 г С перемешивалась е шаровой Мельнице в течение 30 мин, засыпалась е тугоплавкую цилиндрическую форму с теплоизол цией из асбеста.

Давление аргона в каМере центробежной установки составл ло Р 50 атм, воспламенение реакционной смеси проводилось при 1500 об/мин. Синтез и последующее разделение твердого сплава и окиси алюмини проводили при плавном уменьшений скорости вращени до величины 130 об/мин.

Конечный продукт - двухслойна труба С внешним слоем иё гвердого сплава и внешним слоем из окиси алюмини .

Примерз. Получение двухслойной трубы из борида кобальта и окиси бора.

Смесь 450 г СоО, 77 г В перемешивалась в шаровой мельнице в течение 30 мин, затем смес( засыпалась в тугоплавкую цилййдри 1ескую форму с теплоизол цией из асбеста. Далее - айалогично примеру 1.

Конечный продукт - двухслойна труба с внешним слоем из борида кобальта и внутренним слоем из ВаОз.

Ввиду того, что окись бора легко раствор етс в гор чей воде, при выдержке трубы в кил щей воде слой окиси бора удал етс .

Бор в качестве восстановител всегда удобно использовать, когда имеетс необходимость получать однослойную тугоплавкую коррозионностойкую трубку.

Остальные примеры осуществлени способа приведены б таблице.

Предложенный способ позвол ет получить двухслойные трубы с внутренним слоем из тугоплавких окислов AfaOa, ZrOa, MgO, tlOz, ЗЮги внешним слоем из тугоплавких металлов, таких как W, Сг, Мб, V тугоплавких неорганических соединений метал/гав IVVlll групп периодической таблицы а также твердых ;Сг(Лаво8 на их основе, стойких к химически агрессивНЬ1м средам (кислоты, щелочи, кислород и др.) при температуре 1600-2500°С. У: ,;

Способ прост, проводитс в одну стадию и ЬозволЯ1ет использовать дешевое сырьё: окислы, fl6poшkи металлов восстановителей , бор, кремний.

(56) Авторское свидетельство СССР Мг 390862, кл, В 22 F 3/06. 1971.

Авторское свидетельство СССР № 617485. кл. С 22 С 29/00. 1975.

.ЯЕ;,:слГ 3,, -. еж1ЙЙЙп 8йи« й хараитвристйни лиги вум1«)йных

725326

трув

Форму л а и 3 о бретени

Claims

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ТРУБ, включающий засыпку экзотермической смеси порошков окислов металлов IV - VIH Периодической таблицы с восстановителем, выбранным из группы, состо щей из алюмини , циркони , магни , титана, кремни в форму, подачу в нее аргона или азота при давлении 1 -100 атм, I вращени формы и воспламенение смеси, отличающийс тем, что, с целью повышени химической стойкости к агрессивным средам при температуре 1500 - 2500С и упрощени технологии, форму со смесью вращают вокруг ее оси со скоростью 130 2000 об/мин.

.

2. Способ по П.1, отличающийс тем, что. с целый повышений прочности сцеплени слоев, воспламенение производ т при вращении формы со скоростью 1500 - 2000

5 об/мин, а затем скорость вращени плавно уменьшают к началу кристаллизации до 650-130 об/мин.

3. Способ по п,1, отличающийс тем,

.-.что, с целью увеличени толщины слоев, а смесь ввод т порошок конечного продукта 8 количестве 5 - 25% от массы смеси, а воспламенение производ т при вращении формы со скоростью1500 - 2000 об/мин.

15

4. Способ по пп. 1 - 3, отличающийс тем, что, с целью повышени внешнего сло из тугоплавкого соединени , в смесь ввод т неметалл или его окисел, выбранный из группы: углерод, бор, кремний, борный ангидрид, двуокись кремни .