SE410325B - Spinnanordning for framstellning av glasfilamenter tillverkad av en koboltlegering - Google Patents

Description

7500966-2 2 ningsegenskaper och krypegenskaper, vilken kan smältas och gjutas i luft, och vilken är mycket beständig gentemot korrosion framkallad av smält glas.

Spinnanordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att den är tillverkad av en legering med följande sammansättning: Grundämne Sammansättníng, vikt-% Krom ' 25,0 -7 56,0 Nickel 5,5 - 15,0 volfram ' 3,0 - 10,5 Tantal 1,ü - 6,5 Zirkonium 0,005 - 0,2 Kísel 0,05 - 2,0 Kol 0,55 ~ 0,95 Bor _ 0,001 - 0,1 Järn “ 0,01 - 12,0 Kobolt resten I ovanstående legering är viktförhållandet mellan vclfram och tantal mellan 1 och 5,5, och viktförhållandet mellan zirkonium och I bor är mellan 0,05 och 55.

En föredragen legering har följande sammansättning: Grundämne 'Sammansättning, vikt-% Krom 28,5 - 55,0 Nickel , ' 9,5 - 11,0 Volfram 5,5 _ - 8,0 Tantal 0 2,6 - 4,u - Zirkoníum 5 0 0,009 - 0,0?5 Kisel 0,25 ~ 0,7 Kol 0,5 - 0,65 Bor 0,01 - 0,055 Järn 0,25 - 0,6 Kobolt resten I denna legering är viktförhållandet mellan volfram och tantal mellan 1,9 och 5,5, och viktförhållandet mellan zirkonium och bor är mellan 0,25 och 0,9. _ Den allra mest föredragna legeringen har följande sammansätt- ning: 7500966-2 3 Grundämne Sammansättning, vikt~% Krom 31,2 Nickel 10,4 Volfram f 6,5 Tantal 2,8 Zirkonium 0,01 Kisel , 0,38 KO1 0,58 Bor 0,03 Järn ' 0,32 Kobolt resten I ovanstående legering är viktförhållandet mellan volfram och tantal ca 2,3, och viktförhållandet mellan zirkonium och bor är ca 0,3. I r De ovan angivna legeringarna kan även innehålla föroreningar, vilka ingår i de angivna huvudkomponenterna. Mängden föroreningar bör emellertid vara begränsad till högst 0,1 vikt-% aluminium, högst 0,1 vikt-% titan, högst 0,015 vikt-% svavel och högst 0,015 vikt-% fosfor .

Legeringarna kan framställas genom smältning och gjutning i -luft eller genom smältning och gjutning i vakuum, varvid man till- lämpar välkända smältförfaranden för koboltbaserade legeringar, vil- ka ibland kallas superlegeringar. Företrädesvis användes smält- komponenterna i form av förlegeringar för att underlätta smältning- en av grundämnena med hög smältpunkt, såsom volfram, tantal, krom, zirkonium, kol och bor.

Vid den föredragna metoden för framställning av legeringen framställer man först en grundsmälta bestående huvudsakligen av krom .och kobolt. Därefter kan de andra erforderliga grundämnena införas -i grundsmältan i vilken som helst ordning, när smälttemperaturen är mellan 1480 och 1540°C. Alternativt kan emellertid alla komoonen- terna i legeringen införas i smältdegeln tillsammans med kobolt och krom. Eftersom zirkonium och bor ingår i legeringen i små mängder och vissa viktförhållanden skall upprätthållas, föredrager man att zirkonium, bor, volfram och tantal införes i smältan omedelbart före gjutningen för att man skall förhindra att dessa ämnen oxide- run allow Föruvínnvr ur umültdcgnln. Hftur tíllnättningcn av de sistnämnda komponenterna upphettas smältan till en temperatur mel- lan 1540 och 166500 så att man erhåller en homogen komposition, varefter smältankgjutes inom nämnda temperaturintervall. De re- '7500966-2 w sulterande gjutgodsen kan svetsas och maskinbearbetas enligt konven- tionella metoder. Företrädesvis värmebehandlas den gjutna legering- en vid 106500 under 3 timmar, varefter den luftkyles före ytterli- gare operationer. I Nedan jämföres egenskaperna hos en typisk legering enligt upp- finningen med egenskaperna hos en känd-legering, kallad A, som är en legering med hög nickelhalt och som vanligen användes för till- verkning av roterbara spinnanordningar. Legeringen A har följande sammansättning: Grundämne Sammansättning, vikt-% Krom 7 35,0 Molybden 5 3,0 Kol 0,25 Volfram 3,0 Tantal 1,0 Kisel 1,2 Järn _U,5 Mangan 0,25 Nickel resten Den provade typiska legeringen enligt uppfinningen har föl- jande sammansättning: Grundämne _ Sammansâttning, vikt-% Krom 31,5 Nickel ' 10,3 Volfram 6,H Tantal 2,H Zirkonium 0,01 Kisel _ S 0,ü Kol I 0,6U Bor 0,0ü Järn 0,38 Kobolt resten Vol ram/Tantal 2,7 Zirkonium/Bor - 0,25 Nedan anges brottspänníngsegenskaperna hos legeringen A och legeringen enligt uppfinningen, vilka båda har gjutits i-luft och därefter värmebehandlats. 7500966-2 Legeríng Påkänning, kp/cm? Temperatur, OC Livslängd, h A 105 1120 110 Enl. uppf. 105 1120 8500 A _ 105 1150 H0 Enl. uppf. 105 1150 5000 A 105 1120 100 Enl. uppf. 105 1202 100 Legeringen A och legeringen enligt uppfinningen, båda gjutna i luft och därefter värmebehandlade, uppvisade nedanstående korro- sion sedan de partiellt hade nedsänkts i samma smälta glas vid 118800 under en tid av 40 timmar.

Angreppets djup,mm Legering Under smältans yta Vid smältans yta A 0,151 i 034141 Enl. uppf. 0,071 - 0,297 Vad beträffar krypningen hade legeringen A en total töjning av 18,9 %, medan legeringen enligt uppfinningen hade en total genom- snittlig töjning av ca 5,6 % under identiska betingelser.

Den typiska legeringen enligt uppfinningen hade efter gjut- ningen en hårdhet av 108 Rockwell B och 33 Rockwell C. Efter en värmebehandling vid 106500 under 3 timmar var hårdheten 111 Rock- well B och 59 Rockwell C. _ De av koboltlegeringen tillverkade spinnanordningarnas livs- längd (drifttid) begränsas av brottpåkänningar och korrosion fram- U kallad av det smälta glaset.

En typisk spinnanordning enligt uppfinningen visas på den bi- fogade ritningen, där fig. 1 är en perspektivvy av spinnanordning- en, och fig. 2 är ett tvärsnitt av spinnanprdningen längs linjen 2-2 i fig. 1._ Den på ritningen visade spinnanordningen 1 är i sin helhet tillverkad av den ovan definierade legcringen. Spinnanordningen 1 innefattar en övre vägg 2 med en öppning 5 och en undre vägg Ä med en öppning 5. Mellan den övre väggen 2 och den undre Väggen 4 sträcker sig längs periferin en kontinuerlig sidovägg 6 så att en i huvudsak cirkulär kammare bildas. Sidoväggen 6 är försedd med öppningar 7, vilka tränger igenom sidoväggen. Genom dessa öppning- ar 7 utströmmar det nmäLta glas, som inrörou J spínnanordningcn genom öppningen 5.

Claims (1)

1. 7500966-2 6 Den övre väggen 2 kan vara försedd med en fläns 8 för anslut- ning till organ, vilka bringar spinnanordningen i rotation. Icke visade organ kan sträcka sig genom öppningen 5 för införande av fluidum i spinnanordníngen. Olika spinnanordningar har gjutits med användning av den ovan och gjutgodsen har värmebehandlats och Vid fabriksförsök definierade koboltlegeringen, sedan maskinbearbetats till önskade dimensioner. har åtta sådana spinnanordningar visat sig ha en genomsnittlig livslängd av 252 timmar, under det att spínnanordningar gjutna av den ovan angivna kända legeringen A hade en genomsnittlig livslängd av ca 100 timmar under i huvudsak identiska driftbetingelser. PašentkI-"aiv Spinnanordning för framställning av glasfilamenter, 'k ä n. n e - 1. t e c k n a. d a v att den är tillverkad av en legeringd med följande sammansättning: I Krom 25,0 - 36,0 vikt-% Nickel " 3,5 - 1§,0 " Volfram 3,0 - l0,5 " Tantal 1,4 - 6,5_ " zirlconium -0,005 - 0,2 " Kisel '0,05 - 2,0 " i KÛI 0:35 " 0:95 u ' Bor 0,001 - 0,1 " i 1 .ram 0,01 - 12,0 o “ - § Kobolt resten är ' varvid vintrar-hållande: emellan vom-am ooh :antal är mo11an 1 ooh 5,5! och viktförhållandet mellan zirkonium och bor är mellan 0,05 och 35. 2D Spinnanordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att legeringen har följande sammansättning: Z ' Krom 28.5 - 53,0 vikt-% Nickel 9,5 - 11,0 " Volfram 5,5 - 8,0 " Tantal 2,6 _ 4,4 “ zirxonium 0,009 - 0,025 " Kisel 0,25 - 0,7 " Køl 9:5 ' 0:65 u Bor 0,01 - 0,055 " Järn 0,25 - 0,6 " Kobolt resten varvid viktförhållandet mellan volfram och tantal är mellan 1,9 och 3,5 och viktförhållandet mellan zirkonium och bor är mellan 0,25 och 0,9. '7500966-2 ANFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Sverige 339 572 (C22C 19/07) Schweiz 396 418 (C226 19/07) Tyskland 2 063 719 (C22C 19/07) US 3 592 638 (75-171) Andra publikationer: _ The superalloys. /Vital high temperature gas turbine materials for aerospace and industrial pouer./ Ed. by C T Sims 8 W C Hagel. New York 1972. (Wiley series on the science and technology of materialS.), p. 171.