Способ изготовления самосмазывающегося углеграфитового материала Советский патент 1993 года по МПК C01B31/02 

Изобретение относится к технологии изготовления самосмазывающихся углегра- фитовых материалов и изделий, предназначенных для работы в агрессивных средах при повышенных температурах и нагрузках без смазки.

Целью изобретения является повышение выхода материала при сохранении его качества. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем смешение нефтяного прокаленного кокса и искусственного графита, каменноугольного пека и сухой смазки. СПО, пропитку полученной заготовки фурфуриловым спиртом с отвер- дителем и низкотемпературную обработку, заготовки после совмещенного прессования и обжига измельчают до. содержания массовой доли частиц с размером 90-315

мкм - 35-50%, 1-90 мкм - 30-45%. 315-500 мкм- 15-25%, полученный порошок смешивают с каменноугольным пеком и подвергают повторному совмещенному прессованию и обжигу; при этом пропитку ведут 2-15 мас.% фурфурилового спирта с 0,01-0,08 мас.% отвердителя в пересчете на суммарный вес материала.

Пример 1. Шихту, массой 100 кг с размером частиц менее 0,1 мм, состоящую из 60 кг (60% масс.) прокаленного нефтяного кокса марки КНПС (ТУ 48-4802-5-87), 20 кг (20% масс.) искусственного графита (ТУ 48-20-86-81), 10 кг (10% масс.) каменноугольного пека с температурой размягчения 135-145°С(ТУ 14-6-84-72). 10кг(10% масс.) сухой смазки (нитрид бора ТУ 48-4073-29- 85), смешивают в течение 60 мин при комСО СО Јь СО СО 00

со

натной температуре. Полученную массу подвергают СПО в пресс-форме при 1100°С, давлении 39,2 МПа (400 кгс/см2} в течение 60 мин. Одновременно изготавливают 20 заготовок с диаметром 0,18-0,30 м, высотой 0,2-0,25 м. Полученные заготовки измельчают таким образом, чтобы массовая доля частиц с размером 90-315 мкм составляла 45 мас.%, с размером 1-90 мкм - 40 мас.%, с размером 315-500 мкм - 15 мас.%. К из- мельченному порошку массой 90 кг (90 мас.%) добавляют 10 кг(10 мас.%) каменноугольного пека, смешивают в течение 30 мин и подвергают СПО по тому же режиму. Полученные заготовки вакуум ируют при давлении 5 мм рт.ст. в течение 30 мин и пропитывают смесью фурфурилового спирта (ОСТ 64-061-88) и отвердителем (58%- ный водный раствор лимонной кислоты по ГОСТ 3652-69) при давлении 0,98 МПа (10 кгс/см ) и комнатной температуре втечение 2 ч, Низкотемпературную обработку .пропитанных заготовок проводят при 280°С в течение 72 ч. Получают заготовки с диаметром 0,18-0,30 м, высотой 0,2-0,25 м. Данные примера 1 с данными примеров 2-5, где изменяются степень измельчения заготовок после СПО, количество вторично введенного каменноугольного пека, выход годного (в основном, по трещинообразованию), пред- ставлены в таблице.

Из таблицы видно, что по сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает получение материала с увеличенным выходом годного в 1,3-1,7 раза. При этом технические характеристики материала резко не увеличиваются и практически остаются на уровне технических характеристик материала, полученного известным способом. Формул а изо бретени я Способ.изготовления сэмосмазываю- щегося углеграфитового материала, включающий смешение нефтяного прокаленного кокса и/или искусственного графита, каменноугольного пека и сухой смазки, совмещенное прессование и обжиг полученной массы, пропитку заготовки фурфуриловым спиртом с отвердителем и последующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода материала при сохранении его качества, заготовку после совмещенного прессования и обжига дополнительно измельчают до содержания массовой доли частиц с размером 1-90 мкм - 30-45 мас.%, 90-315 мкм - 35-50 мас.%, 315-500 мкм - 15-25 мае. %,полученный порошок смешивают с каменноугольным пеком и подвергают повторному совмещенному прессованию и обжигу, при этом пропитку ведут 2-15 мас.% фурфурилового спирта с 0,01-0.08 мас.% отвердителя в пересчете на суммарную массу материала.

39,2 1100 60 40 45

1000 30 35 . О

Пример 3 56,0 30,0 1,0 98,0 1300 10 50 30 20

Пример 4 73,0 20,0 7.0 21,5 900 i4Q. 30 25 45

Пример 5 75,0 10,0 15,0 27,0 950 60 52 46 2

Прото- .

тип 60,0 20,0 20,0 39,2 1100 60

15 25

20

45

2

90,0 10,0 50 80,0 2Q.O 40

70,0 21,0 60

96,2 3,8 35

72,2 27,8 65

Лимонная

39,2 1100 60 12,0 кислота 1950 183 1,10 85 0,06

29,4 1000 30 2,0 Ортофос- 1910 182 1,30 75 форная кислота 0,01

98,0 1300 10 15,0 Лимонная 1930 181 1,20 80 .кчслотэ 0,08

21,5 900 40 17,0 Лимонная 1880 165 1,50 65

кислота 0,05

27,0 950 60 1,5 Ортофос- 1840 159 1,45 65

Форная

;кислота

0,008

10,0 Ортофос- 1920 188 1,20 50 форная кислота 0,05

СО W

-С

со со оз

Сущность изобретения: каменноугольный пек 10-30 масс.%, сухая смазка 10-30 мас.% и нефтяной прокаленный кокс остальное, смешивают, подвергают совмещенному прессованию и обжигу (СПО), измельчают до размера частиц 1-90 мкм - 30-45 мас.%, 90-315 мкм - 35-50 мас.%, 315-500 мкм - 15-25 мас.%. Полученный порошок смешивают с 40-60 мае.ч. каменноугольного пека от общего его количества, равного мае.ч., и подвергают повторному СПО. Затем заготовку пропитывают 2-15 мас.% фурфуриловс о спирта и 0,01- 0,08 мас.% отвердителя в пересчете на суммарный вес материала. Плотность материала 1910-1950 кг/м3, предел прочио- сти-на сжатие 181-183 МПа, выход 75-85%. 1 табл.

В качестве сухой смазки применяют тальк по ГОСТ 21234-75 или ГОСТ 19729-74 (примеры 2,4), элементный графит по ГОСТ 7473-75 (примеры 3-5), нитрид Сора по ТУ 48-4073-29-88 (пример 1). смесь талька и нитрида бора в соотношении 1:1 по массе (прототип).

В качестве отаердителя применяют лимонную кислоту по ГОСТ 3652-6Э (примеры 1,3,4) и ортофосфорнуо кислоту по ГОСТ 6552-80 (примеры 2,5 прототип).