Способ изготовления резистивного электронагревателя Советский патент 1988 года по МПК H05B3/28 

а

Изобретение относится к электротермии, а именно к технологии изготовления электронагревателей, предназначенных для работы в условиях заливки их расплавленным металлом, например алюминием.

Цель изобретения - расширение диапазона использования вплоть до обеспечения работоспособности нагре вателя при заливке его расплавленным металлом..

Слюдопластовое изоляционное основание с резистивным нагревательным элементом погружают в органосили- катную композицию вязкостью 11,0- 12,0 с на 3-5 с, еушат при комнатно температуре 30-60 мин, закрытие слю- допластовой изоляционной оболочкой осуществляют наматыванием листового слюдопласта, -пропитанного кремний- органическим или алюмохромфосфатным связующим, полученный узел термооб- рабатывают при 120-150 0 в течение 1 ч, снова погружают в органосиликат ную композицию вязкостью 11,0-12,, о с на 3-5 с, сушат сначала при комнатной температуре 30-60 мин, а затем при 100- 130°С в течение 10-30 мин.

пе (при на воздухе) в течение 30-60 мин, а затем при 100- 130° С в течение 10-30 мин необходима для удаления растворителя из орга- носиликатной композиции без образования газовых пузырей и вздутий. При указанных температурах сушки и и последовательности растворитель (толуол, бензол и др.) успевает продиф- фундировать через слой органосили- катной композиции, не нарушив ее и не образовав пузырей и вздутий.

Термообработка под давлением 5-30 Ша в интервале температур 300- 700°С проводится для интенсивной деструкции и удаления органического обрамления и образования дополнительных химических связей между органр-. силикатной композицией и слюдопласто в виде кремнийкислородного каркаса с образованием качественного высоко- нагревостойкого покрытия. Указанный интервал давлений 5-30 МПа позволяет получить электронагревательный элемент заданных размеров с плотной упаковкой многослойной изоляции без газовых пузырей и уменьшить время термообработки до 30-60 мин. Произво

Изобретение относится к электротермии, к технологии изготовления электронагревателей, предназначенных для работы в условиях заливки их расплавленными металлами, например алюминием и его сплавами. Цель изобретения - расширение диапазона исполь- зрвания вплоть до обеспечения работоспособности по заливке расплавленным металлом. Слюдопластовое изоляционное основание с резистивным элементом погружают в органосиликатную композицию вязкостью 11-12- с на 3-5 с, сушат при комнатной т-ре -на воздухе 30-60 с, наматывают слюдопластовую оболочку, пропитанную алюмохромфос- фатной или кремнеорганической связ- , кой, полученный узел термообрабаты- вают при 120-150°С не менее 1 ч, снова погружают в органосиликатную композицию вязкостью 11-12 с на 3-5 с, сушат сначала при комнатной т-ре на воздухе 30-60 мин,затем термообрабатывают сначала в свободном состоянии при 100-130 С в течение 10-30 мин, а затем при 300-700 С в пресс-форме под давлением 5-30 МПа в течение 30-60 мин. Нагреватели, изготовленные предлагаемым способом, применяют для обогрева пресс-форм, в электрокипятильниках, утюгах и других промышленных и бытовых приборах. (Л 4 СО

35

40

а термообработку осуществляют,в зажа-зо Дить термообработку с прессованием том состоянии при 300-700°С под дав- .лением 5-30 Ша в течение 30-60 мин.

Режим сушки при комнатной температуре ( на воздухе) в течение 30-60 мин на первом этапе обусловлен необходимостью отверждения органоси ликатной композиции для проведения последующих операций при условии, что не начнется процесс деструкции ор аносиликатного связующего. Термо- об,аботка узла при 120-150 0 в течение. 1 ч необходима для удаления из узла остатков влаги и связующего, По1 ружение узла на разных этапах в органосиликатную композицию обусловлено необходимостью обеспечения фиксации и защиты резистивного элемента, слюдопластового основания и слюдопластовой оболочки от воздей- ствия расплавленного металла.

Вязкость органосиликатной композиции 11,0-12,0 с в обоих случаях вь брана исходя из условий надежного проникновения композиции во все пустоты и поры узла нагревателя во втором случае служит для образования на поверх ности узла нагревателя слоя органосиликатной композиции толщиной 0,02- 0,12 мм. Сушка узла на втором эта45

50

J5

под давлением без предварительной термообработки в одну стадию недопу тимо, так как в этом случае орга- носиликатная оболочка приклеивается к обкладкам устройства прижима. Зажатоесостояние необходимо для надежного сцепления изоляционной оболочки с основанием нагревателя счет ранее нанесенной на основание органосиликатной композипии.

Пример 1 (прототип). На ни нюю плиту прессового устройства уст навливают изоляционное основание из слюдопласта марки ИТПФА размером 1,0x20,0x95,0, на внутреннюю поверх ность которого нанесена жидкая, сме танообразная органосиликатная композиция марки ОС-92-03, на основан фиксируют резистивный нагревательны элемент из нихромовой проволоки Х15Н60 диаметром 0,2 мм, устанавл вают верхнее изоляционное основание из слюдопласта марки ИТПФА, размеро 1,0x20,0x95,0 мм с нанесенной на .внутреннюю поверхность жидкой смета нообразной органосиликатной компози цией марки ОС-92-03, затем узел под вергают прессованию при давлении

5

0

о Дить термообработку с прессованием

5

0

5

под давлением без предварительной термообработки в одну стадию недопустимо, так как в этом случае орга- носиликатная оболочка приклеивается к обкладкам устройства прижима. Зажатоесостояние необходимо для надежного сцепления изоляционной оболочки с основанием нагревателя за счет ранее нанесенной на основание органосиликатной композипии.

Пример 1 (прототип). На нижнюю плиту прессового устройства устанавливают изоляционное основание из слюдопласта марки ИТПФА размером 1,0x20,0x95,0, на внутреннюю поверхность которого нанесена жидкая, сме- танообразная органосиликатная композиция марки ОС-92-03, на основании фиксируют резистивный нагревательный элемент из нихромовой проволоки Х15Н60 диаметром 0,2 мм, устанавливают верхнее изоляционное основание из слюдопласта марки ИТПФА, размером 1,0x20,0x95,0 мм с нанесенной на .внутреннюю поверхность жидкой смета- нообразной органосиликатной композицией марки ОС-92-03, затем узел подвергают прессованию при давлении

10 Mlla и температуре в течение 10 мин.

Пример 2. На основание из слю- допласта ИТПФА размером 1,0x20,Ох к95,0 мм наматывают резистивный нагревательный элемент из нихромовой проволоки марки Х15Н60 диаметром 0,2 мм. Слюдопластовое основание с резистивным элементом окунают в ор- IQ ганосиликатную композицию марки ОС- -92-03 вязкостью 11,0 с на время

5 с и подвергают сушке на воздухе при 20 С в течение 60 мин, затем на основание с намотанным резистивным элементом 15

наматывают 6 слоев слюдопласта РЗКФФА толщиной 0,1 мм, предварительно увлажненного до клеенчатого состояния.

полученный узел подвергают первичной термообработке при 150°С в течение 1 ч, затем узел окунают в орга- носиликатную композицию марки ОС-92- 03 вязкостью 11,0 с на 5 с, после чего узел сушат в течение 60 мин при 20 С, по окончании сушки производят термообработку,. первоначально при 130°С в течение 10 мин в свободном

прес- в течесостоянии, затем при 300 С с сованием под давлением 5 МПа ние 60 мин.

Изготовленные по указанному способу 10 электронагревателей для испытаний были залиты алюминиевым сплавом марки АЛ-2 методом литья под давлением, после заливки нагреватели были подвергнуты испытаниям на электрическую прочность изоляции. Для сравнения были залиты этим же сплавом Ю нагревателей, изготовленных по способу-прототипу (пример 1).

Пример 3. На основание из слюдопласта ИТПФД размером 1,0x20,Ох х95,0 размещают резистивный нагревательный элемент из нихромовой проволоки марки ХТ5Н60 диаметром 0,2 мм. Слюдопластовое основание с резистивным элементом окунают в органосили- катную композицию вязкостью 12 с на время 3 с и подвергают -сушке на воздухе при 20t5°C в течение 30 мин Затем на основание с резистивным элементом наматывают 6 слоев слюдопласта ГИФКС-3 толщиной 0,1 мм, полученный узел подвергают первичной термообработке при 120 С в течение 1 ч, затем узел окунают в органо- силикатную композицию марки ОС-92-03

вязкостью 12,0 с на 3 с, после

узел сушат в течение 30 мин при 20 С,

чего о.

Q

5

0

5

0

5

0

5

0

5

по окончании сушки производят термообработку при 100 С в течение 30 мин в свободном состоянии, затем при 700°С с прессованием под давлением 30 МПа в течение 30 мин.

Изготовленные по указанному способу 10 нагревателей были залиты алюминиевым сплавов и испытаны.

Первоначально электронагреватели были испытаны до заливки металлом напряжением 3750 В. После этого электронагреватели были . запиты алюминиевым сплавом АЛ-2 методом литья под давлением, залитые металлом электронагреватели были испытаны вначале напряжением 1250 В затем выдержавшие это испытание электронагреватели были испытаны напряжением 3750 В, после чего напряжение было повышено до пробоя изоляции с целью определения запасов прочности изоляции.

Все электронагреватели, изготовленные по предлагаемому способу, успешно выдержали испытания.

Нагреватели, изготовленные предлагаемым способом, предназначены для замены широко распространенных нагревателей марки ТЭН.при обогреве пресс-форм, в электрокипятильниках, - электрочайниках, электроутюгах и других промьшшенных и бытовых приборах. За счет применения указанных нагревателей сокращается применение металла от 0,05 до 0,4 кг на элемент, ориентировочно снижается себестоимость на 30-50%.

Формула изобрете ния

Способ изготовления резистивного электронагревателя, при котором на слюдопластовом изоляционном основании размещают резистивный нагревательный элемент, закрывают слюропластовой изоляционной оболочкой и термообраба тывают с прессованием под заданным давлением, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона использования вплоть до обеспечения работоспособности электронагревателя при заливке его расплавленным металлом, Слюдопластовое изоляционное основание с резистивным нагревательным элементом погружают в органосили- катную композицию вязкостью 11,0- 12,0 с на 3-5 с, сушат при комнатной температуре 30-60 мин, закрытие

514310766

оболочкой осуществляют наматываниемсушат при комнатной температуре

слюдопласта, пропитанного кремне-30-60 мин, затем термообрабатывают

органическим или алюмохромфосфатнымпри 100-130°С в течение 10-30 мин,

связующим, полученный узел термообра-а указанную термообработку с пресбатывают при .120-150 С в течение 1ч,сованием осуществляют при 300-700 С

погружают в органосиликатную компо-под давлением 5-30 МПа в течение

зицию вязкостью 11,0-12,0 с на 3-5 с,30-60 мин.