Шихта для изготовления огнеприпаса Советский патент 1993 года по МПК C04B35/56 

фаз в последовательности корунд - муллит, а в результате - увеличение коэффициента термического расширения связующего материала, а следовательно, и степени различия между КТР связующего и карбида кремния. Все изложенное также способствует увеличению скорости изменения (в сторону уменьшения) механической прочности материала в процессе эксплуатации, а следовательно, преждевременному выходу огнеприпаса из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является состав шихты для огнеупоров, используемых в качестве огнеприпаса в керамической, огнеупорной и фарфорофа- янсовой промышленности, который включает карбид кремния, глину огнеупорную и глинозем технический 2. Известная шихта содержит также глинозем с размером зерен менее 0,056 мм и дополнительно электрокорунд с размером зерен 0,2-0,03 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид кремния20-75 Глина огнеупорная 7-28 Глинозем технический 0,1-25 Электрокорунд 10-30 Основным недостатком известного материала является достаточно высокая в сторону уменьшения скорость изменения его механической прочности в процессе эксплуатации, обусловленная фазовыми и структурными превращениями, происходящими в материале и процессе термического цик- лирования. Это ограничивает срок службы огнеприпаса и приводит к преждевременному выходу его из строя.

Цель изобретения - повышение срока службы огнеприпаса за счет стабилизации механической прочности его материала в процессе эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что шихта, включающая карбид кремния, глину огнеупорную, глинозем и электрокорунд с размером зерен 0,03-0,2 мм, дополнительно содержит электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами хрома и титана, с размерами зерен 0,01-0,2 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбид кремния10-50 Глина огнеупорная 29-40 Глинозем 9,1-29,5 Указанный электрокорунд 0,5-9,9

Электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами титана и хрома с

размерами зерен 0,01-0,2 мм2,0-20,0 Причем сумма оксидов титана и хрома в легированном электрокорунде или его шламе находится в пределах 0,3-2,5%, а соотношение зерен глинозема размером более 0,056 мм к зернам глинозема менее или равным 0,056 мм составляет 0,4-4,0.

Повышение срока службы огнеприпаса,

изготовленного с применением данной шихты, обусловливается возможностью обеспечения за счет данного материального состава шихты рационального фазового состава огнеприпаса, характеризующегося

оптимизацией положительных свойств основных кристаллических фаз - карбида кремния, муллита и корунда в отношении стабилизации механической прочности материала огнеприпаса при эксплуатации.

Технология изготовления огнеупорного материала следующая.

В шаровой мельнице мокрым помолом при соотношении материал: вода: мелющие тела, равном 1:1:1,5, размалывают глинозем

до прохода через сито 0056 с остатком не более 5%, для подвеса добавляют глину в соотношении глинозем: глина, равном 9:1. Полученной суспензией увлажняли предварительно смешанные в смесителе по сухому

компоненты шихты - карбид кремния, электрокорунд, глину, глинозем до рабочей влажности 16-18%. Полученную массу проминали, после чего методом пластического формования или экструзией готовили образцы размером 100x20x10 мм для исследо- ваний. Обжиг образцов проводили в туннельной печи при 1400- 1410°С по фарфоровому режиму. В качестве исходных материалов используются:

глина огнеупорная по ТУ 14-8-152-75

глинозем по ГОСТ 6912-87, ТУ 2-036- 849-85

карбид кремния, электрокорунд по ГОСТ 3647-80, ТУ 2-036-249-85 ОСТ 2МТ 7152-84

побочный продукт обогащения электрокорунда (шлам электрокорунда).

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами конкретного выполнения.

П р и м е р 1. Карбид кремния (35 мас.%), в том числе фракции № 100 15%, № 50 12% и № 32 8%, электрокорунд № 8 нормальный (0,5 мас.%), электрокорунд, легированный оксидами титана и хрома с размерами зерен 0,01-0,2 мм (10 мас.%), в том числе сумма оксидов хрома и титана (2,3 мас.%), глинозем технический (8,5 мас.%), глину (20,5 мас.%) смешивали, увлажняя суспензией

глиноземистой с подвеской глины (глинозем 11,5 мас.% и глина 9,5 мзс.%).

Влажность суспензии 50%. Соотношение зерен глинозема 0,056 мм к 0,056 мм составляет 0,73. После получения однородной массы с 17% влажностью формовали образцы 100x20x10 мм и обжигали в туннельной печи при 1400-1410°С по фарфоровому режиму. Физико-технические свойства материала представлены в таблице.

П р и м е р 2. Карбид кремния различного фракционного состава (50 мас.%), в том числе фракции № 100.20 мас.%, № 50 18 мас.% и N°. 32 12 мас.%, электрокорунд № 8 (9,9 мас.%), шлам электрокорунда, легированный оксидами титана и хрома (2,0 мас,%), в том числе сумма оксидов титана и хрома равна 0,3, глинозем технический (7,3 мас.%) глину (12,0%) смешивали в смесителе в течение 15 мин, затем увлажняли суспензией глинисто-глиноземистой, приготовленной в шаровой мельнице мокрым помолом в соотношении глинозем: глина, равном 8,0:17,0 (мас.%). Влажность суспензии 50%. Соотношение зерен глинозема 0,056 мм к зернам 0,056 мм равно 4,0. После получения однородной массы, промина через вакуум-мялку влажность массы при формовании составила 16%, Для исследований готовили пластическим формованием образцы размером 100x20x10 мм и обжигали в туннельной печи фарфорового завода при 1400-1410°С. Физико-технические свойства приведены в таблице.

В предлагаемом материале вокруг зерен электрокорунда и карбида на их границе со связующим образуются слои материала, обогащенные крупными кристаллами корунда, которые образовались в результате взаимодействия сферолитов глинозема с примесями ТЮа и СгаОз, содержащимися в электрокорунде. Данный слой материала, имея КТР ниже, чем зерна ко0

5

0

5

0

5

0

5

рунда, и выше, чем материал связующего, и еще выше, чем карбида кремния, образует буферную зону, смягчающую различие между КТР карбида кремния и связующего компонента материала, а также корунда и связующего.

Изложенное выше позволяет уменьшить напряжения в материале, что способствует стабилизации механической прочности огнеприпаса в процессе его эксплуатации.

Формула изобретения Шихта для изготовления огнеприпаса, включающая карбид кремния, огнеупорную глину, глинозем и электрокорунд с размером зерен 0,03-0,2 мм, о т л и ч а ю щ а я е. 4 тем, что, с целью повышения срока службы огнеприпаса за счет стабилизации механической прочности материала огнеприпаса в процессе эксплуатации, она дополнительно содержит электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами хрома и титана, с размерами зерен 0,01-0,2 мм при следующем соотношении компонентов в вес.%:

карбид кремния10-50; огнеупорная глина 29-40; глинозем 9,1-29,5 указанный электрокорунд 0,5-9,9; электрокорунд или шлам электрокорунда, легированные оксидами титана и хрома, с размером зерен 0,01-0,2 2-20, причем, сумма оксидов титана и хрома в легированном электрокорунде или его шламе находится в пределах 0,3-2,5%, а отношение зерен глинозема размером более 0,056 мм к зернам глинозема меньшим или равным 0,056 мм составляет 0,4-4,0,