ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2011 года по МПК C04B28/36 C04B12/00 

Изобретение относится к производству машиностроительных материалов и может быть применено для изготовления деталей в виде втулок, шестерен, абразивных кругов.

В патенте RU 2270814 С1 приведен состав строительного материала, состоящего из серного отхода Нижнекамского НПЗ Р.Т. и отходов производства хлорида бария химического завода им. Л.Я.Карпова на основе серного вяжущего (мас.%):

Серосодержащие отходы 30-40

Отходы, содержащие ВаСl₂, 60-70

Серный бетон, полученный из приведенного состава, имеет низкую прочность при сжатии.

Изобретение направлено на повышение прочности материала при сжатии, снижение себестоимости материала.

Поставленная цель достигается тем, что композиционный материал включает серу, металлические частицы, наполнитель (оксиды, отходы шарикоподшипникового - ШПЗ и шлак металлургического заводов). Химический состав шлака металлургического завода по основным компонентам, %:

Fе_общ - 30-50; СаО - 5.0-8.5; SiO₂ - 6.0-12; Аl₂О₃ - 1.2-3.0; MgO - 1.5-2.0; P - 0.015-0.05; S_общ - 0.2-0.9; С_общ - 2.5-30.0; Zn - 0.05-5.3.

Химический состав отхода шарикоподшипникового завода - ШПЗ по основным компонентам, %:

Fе_общ - 29; Р - 0.0075; S - 0.009; Сu - 0.045; Si - 0.009; Mn - 0.135; Ni - 0.03; Cr - 0.03; Аl₂O₃ - 49; С - 0.03; Fе₂O₃ - 21.

Способ изготовления материала заключается в следующем.

Серу измельчают в шаровой мельнице, просеивают через сито 0.4 мм. Частицы серы размером 0-0.4 мм смешивают с частицами металлов, оксидов и отходов шарикоподшипникового и металлургического заводов с тониной 0-0.4 мм, засыпают в пресс-формы размером 20×60 мм и подвергают холодной прессовке под давлением 80 МПа. Прессованный образец с пресс-формой помещают в сушильный шкаф с температурой 180°С и выдерживают в течение 30 мин, извлекают из сушильного шкафа и подвергают прессованию в горячем виде под давлением Р=80 МПа. Образцы охлаждают при комнатной температуре на воздухе, выпрессовывают из пресс-формы и испытывают на прочность при сжатии. Готовые образцы подвергают также к испытаниям на водопоглощение.

Результаты испытания представлены в таблице. Из таблицы следует, что прочность образцов, изготовленных из предлагаемых составов, на сжатие до 3 раз выше прочности материалов, а значения на водопоглощение близки к значениям, приведенным в аналоге (патент RU 2270814 С).

Изобретение относится к производству машиностроительных материалов и может быть применено для изготовления деталей в виде втулок, шестерен, абразивных кругов. В первом варианте вяжущее включает серу, наполнители - оксиды алюминия и железа и отличается тем, что оно содержит дополнительно в качестве наполнителей металлические порошки алюминия, железа, отход шарикоподшипникового и шлак металлургического заводов. Смесь подвергают холодному и горячему прессованию при давлении 80 МПа. В другом варианте вяжущее включает серу, наполнители - оксид алюминия, частицы алюминия и отход шарикоподшипникового завода при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера - 28; оксид алюминия - 18-32; частицы алюминия - 7-35; отход ШПЗ - 18-32. По третьему варианту вяжущее включает серу, наполнители - оксид алюминия, частицы железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера - 28; частицы железа - 23-50; оксид алюминия - 17-46. По четвертому варианту вяжущее включает серу, наполнитель - оксид железа, частицы железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера - 28; частицы железа - 28-43; оксид железа - 28-43. По пятому варианту вяжущее включает серу, наполнитель - оксид алюминия, шлак металлургического завода при следующем соотношении компонентов, мас.%: сера - 28-33; оксид алюминия - 28-33; шлак металлургического завода - 33-43. Технический результат - повышение прочности материала на сжатие. 5 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Вяжущее для получения композиционных материалов, включающее серу, наполнители - оксиды алюминия и железа, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно в качестве наполнителей - металлические порошки алюминия, железа, отход шарикоподшипникового и шлак металлургического заводов.

2. Вяжущее по п.1, отличающееся тем, что смесь подвергается холодному и горячему прессованию при давлении 80 МПа.

3. Вяжущее для получения композиционных материалов, включающее серу, наполнитель - оксид алюминия, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно в качестве наполнителей частицы алюминия и отход шарикоподшипникового завода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера 28 Оксид алюминия 18-32 Частицы алюминия 7-35 Отход ШПЗ 18-32

4. Вяжущее для получения композиционных материалов, включающее серу, наполнитель - оксид алюминия, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно в качестве наполнителя частицы железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера 28 Частицы железа 23-50 Оксид алюминия 17-46

5. Вяжущее для получения композиционных материалов, включающее серу, наполнитель - оксид железа, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно в качестве наполнителя частицы железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера 28 Частицы железа 28-43 Оксид железа 28-43

6. Вяжущее для получения композиционных материалов, включающее серу, наполнитель - оксид алюминия, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно в качестве наполнителя шлак металлургического завода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сера 28-33 Оксид алюминия 28-33 Шлак металлургического завода 33-43