Файл: Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 157

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

' ■Вне вышеуказанные окислы в разных количествах содераатоя.в горной порсде-перлит, запасы которых в Закавказье неисчер*

паемы.

• На основе перлита, кварцевого песка, мела и доломита разработаны составы стекол о содержанием отдельных окиолов в

пределахVOp

67-72 в .ч .

1-3,

0,5-2,

СзО 15-25,

MjjO 2-6, V>20

1-3, К20 1-3.

 

 

 

Варка перлитовых составов произзодилаоь в интервале

1430-1560°С.

В качестве

красителей применялись

соединения

железа,

меди,

никеля, кобальта, хрома и т .д . как

в отдельнос­

ти., так

и в комбинации в количестве 0,3-3

в .ч . от

веса стекла.

Пигменты вводятоя в стекло перед выработкой. Перемешивание способствует образованию мраморообраэных прожилок по объему стекла. В результате укладки и студки'отформованных образцов в печах, предварительно нагретых до 800-900°С стекло теряет характерный блеок и изделие приобретает вид искуоотзенного камня.

3.11.ВОРОНКОВА, И.С. ЛЮБИМОВ, З.З.ВИХРЕБА

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОГЛАСОВАННОГО СПАЯ СИТАЛЛОВ С ХРОыОНИКЕЛЕЗОй СТАЛЬЮ

Созданию новых композиционных материалов, обладающих повышенными физико-хиг .чеокими свойствами по сравнению с имею­ щимися, уделяется большое внимание.

 

Цель настоящей работы - создание нового уплотняющего ма­

териала из оиталла в изделиях типа втулки из хромоникелевой

отали.

©

Получение опая уплотняющего материала из ситалла с хро­ моникелевой сталью выдвигает весьма жесткие требования к тех­ нологии, которая должна обеспечить сохранность металлической части опая при высокоте .пературкой обработке (ситаллиаг ;ии).

Задача ооздания нового уплэтня: эего материала из ситзлла решалась на основе литературных данных о свойствах ситаллизирующихоя стекол и.о использованием метода Бокса -Уилсона ( I ) .

Основное внимание при выборе походных ооотавов стекол уделялось овинецоодержащим оиталлаы и оиталлоцементам, которые нашли применение в качеотве материала для опаивания и гермети­ зации различных электровакуумных приборов. Известно, что ситал-

лы, способные образовать согласованный спай о металлами,- по­ лучены на основе системы ^iO g -^O -^O ^O rac К.Т.Р., находатся^

343

I в пределах 120-145 I0“ f I/°C /2 / .

Для улучшения варочных и выработанных овойотв, а также для варьирования физико-химичеоких овойотв исходных стекол и ситаллов на их основе нами дополнительно введен ряд окиолов: js/a^O» CaO, MyQ, OdQ, влияние которых было учтено при построе­ нии рабочей матрицы факторного эксперимента. В результате реализации опытов получено уравнение в виде полинома первой степени, где в иачеотве зависимой переменной был выбран коэф­ фициент термического расширения. Анализ данной эывисимосТи позволил выявить качественное и количественное влияние окислов Iна коэффициент терыи.аокого расширения при их совместном при­ сутствии.

I На основании априорной информации и факторного экспери­ мента была ооотавлена сетка конкретных соотавов, о целью от­ бора лучших иа них, которая позволила при наименьшей темпера­

туре

варки

получить однородную, хорошо

осветленную, не оклон-

|ную к грубой криоталлизации стекломассу.

 

]

Отекло для получения ооглаоованного опая, разработанное

Нами,

ооотоит из

оледующих окислов (вео.%): Sl 02-50+52;

|РЮ -

25-27; £«0

- 5-9; ЛЛ»20 - 4-8;

ОНО - 2-5,

Л/.0-2-5,

M*Oj-

1-3

- для

улучшения адгезионных овойотв. ?205-2 ,5 -3 ,5 ,

ТД02-

2,5-3,5 катализаторы.

 

 

Стекла

варили в лабораторной электрической

печи о оили-

'товыми нагревателями. В качестве оырьевых материалов для сос­ тавления шихты попользовали недифицитныо оырьевые материалы, иоподьзуеыые в отекольной промышленности: кварцевый пеоок, оурик, ооду, пегматит, а также реактивы марки "Ч".

Температура варки отекол, в зависимости o i(состава, колебалаоь в пределах 1300-Й500.

Стекла,показавшие хорошие варочные и выреботочные свойст­ ва, были выбраны для дальнейших исследований: дилатометричес­ ких измерений, определения кристаллизационной способности, микротвердооти, химотойкооти и адгезионной опоообнооти.

Было опробовано неоколько режимов оиталлиэации. Как по- !казали проведенные екопериыенты наиболее прочные ситаллы без !расслоения и трещин о тонкой структурой получены из отекол

ооотагов №18—II • 18-1У при оледующих

режимах термообработки;

Стекло te 18—II

''италлизуатся при

одноступенчатой термооб­

работке 600°0 (I чао)

 

втекло №18-1У

°

 

I

отупень - 550°С -

выдержка I чао.

2 ступень - 600°С - выдержка I час.

Свойства синтезированных ситаллов в сопоставлении о не­

ходными стеклами

даны в таблице

I .

 

Таблица

[.

 

 

 

 

 

 

 

j

Стекло

 

•Ситаллы на основа

Свойотва

!

------- !----

- _

..zm sa______

 

!

18—II

I

18-1У

1

I6-IIC

18-1УС

 

*

_______ I

 

]

 

 

К.Т.Р. I07 1/°С

 

136,5

 

128

 

104,5

112

Микротвердость

 

652,5

 

629,1

903,7

856,5

xv/ю г

 

 

Химстойкооть

I

гидр.

 

I гидр.

выше 1гндр,

выше

 

 

класс

 

класс

 

класса

I гидр.и*

полученные ситаллы, обладают высокой

ыеханичвоной проч­

ностью и удовлетворяют

всем требованиям,

предъявляемым к уплот­

нениям типа втулки.

Была разработана технологическая линия изготовления ком­ позиции ситалл - металлическая втулка. Стекло из печи налой мощ­ ности капельным питателем подается на автоматический пресс, где происходит прессование стенлянных вкладышей необходимых размеров и конфигурации. Отпрессованные вкладыши поступают на отжиг при { *430-450°С, а затем на конвейер мойки и суики для обезжиривания поверхности. Этой же операции подвергаются вое элементы композиции (штыри, втулки).

Мойка производится горячим содовым раатвором ^.80°С) с последующей отмывкой подогретой водой = 40°С), после чего производится сушка горячим воздухом. Производительность кон­ вейеров сушки и мойки регулируется с пульта конвейера оборки,

взависимости от темпа сборки композиции втулка - вкладыш - штырьки. Композиция собирается в специальных жаропрочных формах,

вкоторые вставляются 4-6 втулок.

Собранная композиция поступает по конвейерной сетка в печь ситаллизации непрерывного действия конвейерного типа. Электропечь состоит из нагревательной камеры (камера термоудара и ситаллизации;, феркамеры, холодильников и конвейера. Каме­ ра термоудара представляет собой индуктор щелевого типа,кото- .

рый питается током высокой частоты о ^’*66кгц.от лампового генера­ тора ДЗ-37 или ЛЗ-67.Температура теплового удара составляет 1000--1050е в течение 5 минут.

Для предотвращения окисления материала втулки, термообра­ ботка ведется в защитной атмосфере, Для хроыоникеяевой стали состав защитной атмосферы: 15-20# Hg и 85-80#*/’ g е точкой росы менее би°С /3 /. Для приготовления защитной атмосферы при-, меняются газоприготовйт8льныо установки марок ДА—10; ДА-16-С.

После термообработки и охлаждения готовые изделия пос­ тупают на контроль и испытания.

Таким образом:

1.3 качестве уплотняющего материала в изделиях типа втулки из хроыоникелевой стали предложен оиталл, который обла­ дает повышенными физико-химическими свойствами по сравнению

сприменявшейся ранее смолой АГ-4В.

2.Разработаны соотавы ситаллизирцищихся стекол для сог­ ласованных спаев с Сг- N i -сталью, удовлетворяющие условиям эксплуатации изделий.

3.Разработана технологическая линия, позволяющая с боль­ шой степенью механизации и автоматизации изготовлять компози­

ции оиталл-мсталличеокая втулка.

Ли т е р а т у р а

1.Ю.П.Адлер, К.Ь.Маркова, П.З.Гроыовский - Планирование экспе­ римента при поиске оптимальных условий, Изд-во "Наука",

У., 1971 г.

2.Н.М.Павлушкин - Основы технологии ситаллов, Изд-во литера­ туры по строительству, И., 1970 г.

3.Н.И.Майергойз - Контролируемые атмосферы в электричеоких печах, Изд-во "Энергия", У., 1971 г ,

3»и.ВОРОНКОВА, И.С.ДЮШОВ, Е.С.АШСТИН, З.В. ВИХРИВА

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ "СДАТиГ'СПАИВ СИТАЛЛОВ С, ХРОМОНИКВЛЕВОП СТАЛЬЮ В ИЗДЕЛИЯХ ТИПА ВТУЛКИ

Спай ситалла с металлом втулки представляет собой ци­ линдрический спай глазкового типа, в котором отекло состав­ ляет внутренний цилиндр, охватываемый внешним цилиндром из стали.

Преимуществом глазковых спаев является то обстоятельст­ во, что составляющие напряжения, возникающие в стеклянной

•^ти опая имеют одинаковые направления и могут быть сведены

346

к сжимающим. Определение величины и направления напряжений, возникающих при опаивании двух материалов с различными физи-

- чеокиыи свойствами, может быть сделано на основании законов теорий упругости, в частности, на ооновании задачи об осесим­

метричной деформации трубы (задача

Дяые)

/ I / ,

При образовании сжатого спая оощая прочность изделия воз­

растает за счет напряжений сжатия,

которые

возникают в стеклян­

ной части с п а я ,т .к . разрушающие напряжения в стекле растяги­ вающие.

Целью данной работы является подбор таких соотавов сте­ кол и полученных на их основе ситаллов, которые бы имели коэф­ фициент теплового расширения значительно меньший, чем КТР при­ меняемый для спаивания стали, а также обладали высокой механи­

ческой прочностью! хорошей адгезией к металлу.

 

 

 

Из литературных источников известно, что ситаллы, имеющие

КТКТР стали (ct «60-95 I0“7I/°C) могут быть получены в

систе­

мах!

St 02 —PBO-EnlbBgOj,

02—А1203—В203—РьО.

 

 

В качестве

катализаторов применяются Р20^ и Т10^

(2 ).

 

 

Нами был разработан ряд составов стекол в

системе

£'0^-

РвО-^иO—Bg02~А120^^вео./6);

St'O^

30,0-

48,0;

РвО 29,0-49,0;-

£П0

7,0 -

10,0; В203 5,0 -7,5;

А1г0}

3,5 -

5,5;

Р205 2,5 -3,5;

Ti02

2,5 -3,5;

 

 

 

 

 

 

В результате лабораторных исследований отобраны лучшие ив них, обладающие хорошими варочными и выр&боточными свойст­ вами, способные при соответствующих режимах термообработки превращаться в оиталл о необходимыми физико-химическими свойст­ вами.

Было опробовано неоколько режимов оиталлизации. Наиболее прочные ситаллы, удовлетворяющие воем требованияи, были полу­

чены на

основании

стекол №2,10 при

следующих режимах термо­

обработки:

 

 

 

для

 

отекла й 2

-

одноступенчатая

обработка при { * ?Т0°С в

течение часа;

 

 

 

для отекла й 10 - двухступенчатая обработка;

1.

t

» 450°С -

I

чао.

 

2.

t

■ 600°С -

I

чао.

,

Результаты ДТА показали, что

КТР стекла

близок к КТР стали в ин­

тервале температур 350-400°С

(соответсп

нно 104 и m x lO ’t y t ) ,

что обуславливает возможность получения

согл.'сох энного опал

при I ступени термообработки. КТР оиталла меньше КТР отели, что должно обеопочить получение "ожатого" опая в изделиях типа

347

Смотрите также файлы