Способ получения защитных покрытий на графитовых изделиях Советский патент 1982 года по МПК C23C11/02 

I

Изобретение относится к производству графитовых изделий, преимущественно кристаллизаторов, используемых в металлургической промышлен- ности для непрерывной отливки металлов и сплавов, и может применяться в конструкциях, подвергающихся воздействию высоких температур, например пресс-формах,чехлов для термопар,облицовочных плит и т.д. Использовать для этих целей гомогенный графит не представляется возможным из-за низкой эрозионной стойкости.

Известен способ защиты графитовых изделий покрытием из пироуглерода, , при котором защитный слой образуется из смеси бензола с инертным газом при атмосферном давлении и 800-900 С в течение 4-х ч tl}.

Работоспособность кристаллизато- . ров, защищенных этим способом,, не продолжительна, так как сравнительно высокие свойства смачиваемости защитного слоя пироуглерода приводят.

как правило, к налипанию металла к готовому продукту.

Известен способ защиты графитовых изделий - кристаллизаторов, предусматривакнчий нанесение плазменным напылением тонкого слоя меди или серебра толщиной 0,002-0,5 мкм 2,

Однако низкие свойства сколь)хения разливаемого через кристаллизатор жидкого металла резко снижают его

10 производительность и качество готовой продукции. Эти факторы приводят к преждевременному износу стенок кристаллизатора, нарушению стабильности процесса и в конечном итоге

15 к выходу из строя кристаллизатора.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости графитовых кристаллизаторов.

Для Достижения поставленной цели

20 в способе получения защитных покрытий графитовых изделий, преимущественно кристаллизаторов, включающем нанесение покрытия в безокислитель39ной атмосфере, покрытие наносят ocaw дением паров щелочных металлов при температуре в раз превышащей температуру их плавления о течение 15-20 мин с последую1-1нм отмигом при 1200-1 00°С. Благодаря указанным отличиям обес печиваются благоприятные условия прохождения металла через кристаллизатор с одновременным гювыиением его работоспособности и ка« ества готового продукта. Термическая обработка графитовых кристаллизаторов D вакууме или инерт ной атмосфере при температуре ниже, чем в 3 раза температуры плавления щелочных металлов и продолжительности, менее 15 мин, не приводит к значительному их привесу. Соответственно снижаются и их зatt(итfшe свойства. Увеличение температуры обработки выше, чем в 8 раз превышакхцей температуру плавления (елочных металлов и продолжительности более 30 мин, практически не влияет на pa6otocnoсобность кристаллизаторов, качество готового продукта и экономически не выгодно. Пределы последующей термической обработки графитовых кристаллизаторов без паров щелочных металлов 1200-1 ОО С выбраны по результатам предварительных исследований. Термообработка кристаллизатора ниме не стабилизирует эрозионной стойкости в контакте с расплавами кдаталгюв. Увеличение температуры обработки свыше 1iOO C практически не влияет на работоспособность и экономически не выгодно. Следует также отметить, что дополнительная термообработка графитовых изделий при Т 200-IlOO C обеспечивает стабилизацию их свойств за счет удаления свободных - не связанных с графитом щелочных металлов. Отсутствие дополнительной термообработки может привести к взаимодействию несвязанного щелочного металла с атмосферной влагой и к ухудшению качества конечного продукта. Таким образом, технологические параметры в предлагаемом способе позволяют получать графитовые кристаллизаторы, обладающие высокой работоспособностью при непрерывной отливке металлов С;высоким качеством конечного продукта. Пример 1, Графитовое изделие - кристаллизатор, изготовленный из графита марки МГ-М (Ty-ifS-ZO86-76) загружают в электропечь совi-tecTHo с калием, создают вакуум 10 мм рт.ст., нагревают до 200С, выдерживают в течение 15 мин и охла хдают совместно с печью до комнатной температуры и выгружают изделие. После этого проводят дополнительную термообработку при 1200°С в течение 15 мин. охлаждают совместно с печью до 50°С и выгружают. П р и м е р 2. Графитовое изделие кристаллизатор, изготовленный из графита Mnr-7(Ty-t8-20-51-7) загружают в электропечь совместно с литием, наполняют печь инертным газом аргоном, нагревают до , выдерживлют в течение 20 мин и охлаждают совместно с печью до , выгружают изделие. После этого проводят дополнительную термообработку при в течение ЗР мин, охлаждают совиестно с печью до 50с и выгружают. П р и м е р Зо Графитовое изделие кристаллизатор изготовляют из графита МГ-1(ТУ- 8-20-86-7б , загру)хают в электропечь совместно с натрием, создают вакуум 10 мм рт.ст., нагревают до , выдерживают в течение 20 мин и охланщают совместно с печью до комнатной температуры, выгружают изделие. После этого проводят дополнительную термообработку при в течение 30 мин, охлаждают совместно с печью до 50°С и выгружают. Графитовые кристаллизаторы, обработанные щелочными металлами по режимам, указанным в примерах 1-3 обладают высокой эксплуатационной стойкостью, превышающей в 1,5-2 раза прототип. Кроме того, кристаллизаторы, изготовленные по предлагаемому способу, позволяют проводить стабильный процесс разливки металла с увеличением скорости вытягивания заготовки на 15-20 при высоком качестве отливочного металла, т.е. исключены раковины, пустоты, налипания. Формула изобретения Способ получения защитных покрытйй на графитовых изделиях, преимуественно кристаллизаторах, включаюий нанесение покрытия в безокислиельной атмосфере, отличаю5 9318036

щ и и с я тем, что, с целью повыше-Источники информации,

ния эксплуатационной стойкости из-принятые во внимание при экспертизе делий, покрытие наносят осаждением

щелочных металлов при температуре1. Патент США If 3 5Э2S5

в раз превышающей температуруs t6t-283 опублик. 1968. их плавления в течение 13-30 мин

с последующим отжигом при 1200-2. Патент CWA № З«9835,

iiiOO C,кл, 152-Х09, опублик. 1968.