Вяжущее

 

ВЯЖУЩЕЕ, включающее ортофосфорную .кислоту и отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения живучести, адгезии к пористой керамике и металлу и уменьшения усадки, оно содержит прокаленный отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства и дополнительно оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, вес,%: Прокаленный отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства 9-20 Оксид алюминия47-51 Ортофосфорная кислота Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СФ

РЕСЛУВЛИК (19) (ll) 3(59 С 04 В 2 /02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

9-20

47-51

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3384751/29-33 (22) 21.01.82 (46) 23.06.83, Бюл. 9 23 (72) Н.Ф. Федоров, Л.В. Кожевникова, Н.И, Бойко, Н.Ф.. Ковалева, Н.И. Казаков и И.A. Нестерова (53) 666.96(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 785266, кл. С 04 В 29/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 722874, кл. С 04 B 29/02, 1977 (прототип). (54)(57) ВЯЖУЩЕЕ, включающее ортофосфорную. кислоту и отвальный шлак восстановительной электроглавки медно-никелевого производства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения живучести, адгезии к по- ристой керамике и металлу и уменьшения усадки, оно содержит прокаленный отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства и дополнительно оксид алюминия при следующем соотношении ° компонентов, вес,Ъ:

Прокаленный отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства

Оксид алюминия

Ортофосфорная кислота

102443б

Изобретение относится к фосфатным цементам и может быть использовано для вакуумного соединения металла и керамики, в том числе пористой. Известны фосфатные вяжущие для соединения металла и керамики, содержащие оксид алюминия или отходы производства (1), Однако такие вяжущие являются или недостаточно вакуум-плотными, или имеют небольшие сроки схватывания. (0

Наиболее близким к предлагаемому является вяжущее, содержащее отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производст ва и фосфатное связующее при следую- 15 щем соотношении компонентов, вес.%:

Ортофосфорная кислота 27-36

Отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-нике- 20 левого производства 64-73(2).

Недостатком известного вяжущего является нетехнологичность (быстрое схватывание) и отсутствие адгезии к металлам и керамике. 25

При добавлении фосфатного связующего к порошковой составляющей происходит сильный разогрев массы, что приводит к ее быстрому схватыванию, а живучесть цемейта составляет 1 мин °

Быстрое схватывание цемента не позволяет нанести его тонким равномерНым слоем на склеиваемые поверхности. Значительные усадочные деформации (0,55%) цемента из-за отсутствия наполнителя приводят к растрескива- З5 нию клеевого шва.

Целью изобретения является повышение живучести, адгезии к пористой керамике и металлу и уменьшение усадки вяжущего. 40

Поставленная цель достигается тем, что вяжущее, включающее ортофосфорную кислоту и отвальный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства, содер-45

I жит прок але нный отв аль ный шлак в ос— становительной электроплавки медноникелевого производства и дополнительно оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Прокаленный отвальный

50 шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства 9-20

Оксид алюминия 47-51

Ортофосфорная кислота Остальное55

Для получения вяжущего прокаленный при 800-1000 С шлак измельчали до величины частиц менее 40 мкм, смешивали с оксидом алюминия с размером частиц менее 28 мкм и к полу- 60 ченной порошковой смеси добавляли ортофосфорную кислоту уд,вес. 1,7г(см.

Живучесть массы, т.е. время, в течение которого можно работать с массой без ухудшения ее технологических у свойств, составляет 2 ч. Для увеличения скорости отвердевания цемент нагревали при 150-300 С в течение ч, Прок алив ание шлак а при 80 0-1 00 0 С способствует повышению его живучести, адгвэии, а также обеспечивает полное и легкое удаление его со склеиваемых поверхностей пористой керамики и стали. Повышенная живучесть массы позволяет осуществить склеивание указанных образцов, подготовить большое количество цемента одновременно, что необходимо в производстве, Введение наполнителя оксида алюминия уменьшает усадку цемента при

его отвердевании, которая составляет

0,025-0,03%, что способствует проявлению адгезии фосфатного вяжущего.

Гранулометрический состав и cooTHQ шение компонентов предлагаемого вяжущего обусловлен оптимальными результатами, полученными при склеивании пористой керамики и металла.

Пример 1. 9 вес.% прокаленного при 800 С шлака восстановитель— ной электроплавки медно-никелевого произвоцства (размер частиц менее

40 мкм) смешивали с 51 вес.% оксида алюминия (размер частиц менее 28 мкм), затем добавляли 40 вес.% ортофосфорной кислоты (уд.вес 1,7 г/см ). 3

Полученным цементом склеивали обраэ— цы иэ стали с предварительно подготовленными для этого образцами из пористой керамики, открытая порис-: тость которой составляет 40%. Предварительная подготовка керамических образцов производилась в два этапа.

Первый этап — насыщение пористой керамики ортофосфорной кислотой, второй -пропитывание ее смесью прокаленного отвального шлака восстановитель— ной электроплавки медно-никелевого производства и ортофосфорной кислоты при весовом соотношении компонентов

1:1.

Такое предварительное пропитывание пористой керамики необходимо в связи с тем, что пористая керамика при нанесении на ее поверхность слоя затворенного цемента интенсивно впитывает жидкость затворения, в результате чего нарушается оптимальное соотношение жидкости и порошковой составляющей в цементе, необходимое для обеспечения адгезии.

При пропитывании пористой керамики ее поры заполняются ортофосфорной кислотой, затем поверхностный пористый слой заполняется частицами шлака. входящими в состав смеси при втором пропитывании, и таким образом создаются условия, препятствующие поглощению жидкости затворения из клеевого цементного шва. Оптимальное соотношение жидкости и порошковой составляющей в нем не нарушается, 1024436

Таблица 1

Оксид алюминия

Состав

Ортофосфорная кислота (уд.вес

1,7 г/см ) Содержание, вес ° %

Прокаленный шлак восстановительной электроплавки медно-никелевого производства, при: С

900 1000

800

51

49

20

33 что и обеспечивает адгеэию к пористой керамике.

Для увеличения скорости отверждения цементного шва склеенные образцы иэ пористой керамики и стали нагревали при 1 50 С в течение 1 ч. 5

Для быстрого удаления отвержденного цемента с поверхности деталей последние помещались в aîäó, где происходило разрушение цемента и отслаивание его от склеиваемых поверхностей.

Выдержка в воде 40 мин.

Пример 2 ° 15 вес.% .прокаленного при 900 С шлака восстановительной электроплавки медно-никелевого 15 производства (размер частиц менее

40 мкм) смешивали с 49 вес.% оксида алюминия (размер частиц менее 28 мкм), затем затворяли 36 вес.:%,.ортофосфорной кислоты (уд. вес 1,7 г/см9) .

Склеивание образцов из пористой ке рамики и стали осуществляли аналогично примеру 1 . Цемент отверждали нагреванием при 200ОC в течение 1 ч для увеличения скорости его отверждения.

Пример 3, 20 вес.% прокаленного при 1000оС шлака восстановительной электроплавки медно-никелевого производства смешивали с 47 вес.% оксида алюминия и затворяли 33 вес.% 39 ортофосфорной кислоты. Полученным цементом склеивали образцы из стали и пористой керамики. аналогично примеру

1 с последующим отверждением цемента нагреванием при 300 С в течение 1 ч.

В табл. 1 представлены составы вя,,жущегоо .

В табл. 2 приведены свойства предлагаемого вяжущего..

I,Пля испытания вакуумного соединения пористой керамики и стали были склеены пористые фильтры иэ оксида алюминия (открытая пористость 40%) со стальной обечайкой, которые предназначены для фильтрования расплавленных свинцово-оловянных припоев.

Составы цемента и способ склеивания указаны в примерах 1 - 3. Фильтрование осуществлялось при разрежении

1 ата при 300 С, Повреждения клеевого шва, а также затекания расплавленного припоя между фильтром и слоем цемента не наблюдалось.

При необходимости замены фильтра в установке фильтрующий узел помещается в воду, где происходит быстрое разрушение цемента что ускоряет и упрощает ремонт узла.

Применение предлагаемого вяжущего для вакуумного соединения пористой керамики и металла позволяет повысить степень очистки припоя, обеспечить надежность фильтрации, а также упростить и значительно ускорить работы по ремонту фильтрующего узла. Ожидаемая годовая экономия составит

150 тыс.руб °

1024436

Т а б л и ц а 2

Усадка, ф

Адгезия сталь - aopgcTas керамика, МПа, при С

Время разрушения цемента в воде живучесть

Состав мин

156 200 300

3,5

0,025

0,027

3,1

2 2

0,03

Известный

1,5

Адгеэии нет, клеевой шов имеет трещины

0,55

Заказ 4325/21

Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППН Патент „ г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О. Моторина

Редактор О. Юрковецкая ТехредМ.Гергель Корректор С, Шекмар