Способ силицирования спеченных изделий

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу силицирования спеченных изделий. Цель - повышение производительности процесса и экономия ферросилиция. Спеченные изделия укладывают в тигель, засыпают ферросилицием , помещают тигель между торцами плоских коаксиальных катушек, нагревают их осесимметричным магнитным полем, аксиальная составляющая которого нормальна поверхности крышки и дну тигля, до температуры плавления ферросилиция, отключают верхнюю катушку и включают нижнюю на мощность, превышающую заданную в 2-2,2 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 F 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762313/02 (22) 28.11.89 (46) 07.08.92. Бюл. ¹ 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и роектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) А.А.Волчанский, А.Ф.Тимофеенко, П.Ф.Доленко, Л.Г.Скудин и Т,Н.Волчанская (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1447877, кл. С 21 D 1/06, 1988. (54) СПОСОБ СЙЛИЦИРОВАНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к йорошковой .металлургии, в частности к силицированйю изделий, и может быть .,использовано для высокотемпературной термической и химико-термической обработки.

Известен способ производства изделий иэ самосвяэанного кремния, заключающийся в укладке предварительно спеченных заготовок в тигель, пересыпке их ферросилицием и силицировании в индукционной печи с соленоидным индуктором.

Наиболее близким к пре,цлагаемому является способ силицирования изделий, включающий укладку изделий в тигель и засыпку в него ферросилиция, помещение тигля между торцами плоских коаксиальных

=тушек, установление на них заданной мощности и нагрев осесимметричным магнитным полем, аксиальная составляющая которого нормальна поверхности крышки и дну тигля.

Недостатками известного способа являются низкая производительность силицирования и большой расход ферросилиция;,,5U „1752513 А1

2 (57) Изобретение относится K. порошковой металлургии, а частности к способу силицирования спеченных изделий. Цель — повышение производительности процесса и экономия ферросилиция. Спеченные изделия укладывают в тигель, засыпают ферро-силицием, помещают тигель между торцами плоских коаксиальных катушек, нагревают их осесимметричным магйитным полем, аксиальная составляющая которого йормальна поверхности крошки и дну тигля, до температуры плавления ферросилиция, отключают верхнюю катушку и включают нижнюю на мощность превышающую заданную в 2-2,2 раза. 1 табл, Из-за интенсивного нагрева верхней части тигля, зоны нахождения ферросилиция, наблюдается его значительное выгорание и при этом меньшее количество пэров феросилицйя обтекает спеченные заготовки. а

Цель изобретения — повышение производительности силицирования и зкономия у ферросилиция., Поставленная цель достигается тем, что согласно способу силицирования изделий, включающему укладку изделий в тигель и засыпку в него ферросилиция, помещение CA) тигля между торцами плоских коаксиальных катушек, установление на них задайной мощности и йагрев осесимметричным магнитным полем„аксиальная составляющая которого нормальна поверхности крышки и дну тигля, после достижения изделиями температуры плавления ферросилиция отключают верхнюю катушку, а на нижней катушке устанавливают мощность. превышающую заданную в 2-2,2 раза.

Предлагаемый способ был проаерей экспериментально. Предварительно спе1752513 ченные заготовки диаметром 710 мм и высотой 300 мм из карбида кремния уложили в графитовый тигель диаметром 1050 мм, высотой 450 мм и толщиной 50 мм, пересыпали ферросилицием и вместе с тиглем поместили между торцами плоских коаксиальных катушек, Катушки включали на заданную (220 кВт) мощность, причем из-за симметрии на обоих катушках мощность одинаковая — по

110 кВт. Контроль температуры осуществляли с помощью BP-термопар, Когда температура изделий достигла температуры плавления ферросилиция и он стал подплавляться и стекать в нижнюю часть тигля, верхнюю катушку отключили, а йижнюю включили на мощность 220 кВт, доведя процесс до конца. При этом производительность процесса силицирования выросла на 10,5% из-за интенсивного парообразования ферросилиция в нижней части тигля и улучшения пропитки заготовок его парами при движении их снизу вверх.

Это в свою очередь уменьшило количество ферросилиция, уходящего из тигля с летучими газами, и дало его экономию 20 . В таблице, приведена зависимсть производительности силицирования и экономии ферросилиция от мощности, подаваемой на нижнюю катушку, после достижения заготовками температуры плавления ферросилиция.

Из таблицы видно, что при повышении мощности на нижнюю катушку меньше чем в 2 раза от общей первоначальной мощности весь процесс термической обработки замедляется из-за медленного нагрева заготовок. И хотя парообразование интенсифицировалось, . это не ускоряет силицирование и не дает экономии ферросилиция. При увеличении мощности больше верхнего предела, неравномерность нагрева заготовок такова, что это приводит к неравномерной пропитке заготовок и браку изделий. При этом из-за интенсивного испарения ферросилиция нет его экономий.

Годовой объем производства изделий

200т, Прибыль, получаемая предприятием в год при.производстве 1 т иэделий, составляет 17,0 тыс, руб. Стоимость 1 т ферросили5 ция 466 руб 20 коп. Объем продукции за счет увеличения производительности процесса силицирования íà 105 и с учетом остывания, перефутеровки, разгрузки и загрузки вырос на 3;6, что дает дополнительную при10 быль ii ãoä

200;О 0,03 17,0 - 102,0 тыс. руб;

По существующему технологическому процессу в тигель загружается 73 кг предварительно спеченных заготовок, которые пе15 ресыпаются ферросилицием в количестве

36 кг. Масса силицированных изделий составила 95 кг. Таким. образом, потери ферросилиция на 1 т готовой продукции составила

20 .:. 36 85 1000 — 0,147 т, что составляет 13,7 руб.

Потери ферросилиция в год — 29,4 т.

Экономия ферросилиция дает дополнитель25 ную прибыль 2,74 тыс. руб. Таким образом, общая прибыль от внедррния предлагаемого способа только на одном предприятии составит 2,74+ 102,0- 104,74 тыс. руб в год.

Формула изобретения

30 Способ силицирования спеченных изделий, включающий укладку изделий в тигель и засыпку в него ферросилиция, помещение тигля между торцами плоских кдаксиальных катушек, установление на них

35 заданной мощности и нагрев осесимметричным магнитным полем, аксиальная составляющая которого нормал ьна поверхности крышки и дну тигля, о т л и ч аю щ и й.с я тем, что, с целью повышения

40 пройзводительности процесса и зкономии ферросилиция, по достижении йзделиями температуры плавления ферросилиция отключают верхнюю катушку, а на нижней катушке устанавливают мощность, 45 превышающую заданную в 2-2,2 раза, 1752513

Составитель И.Белостоцкая

Техред М.Моргентал Корректор З.Салко

Редактор Н,Лазаренко

/ .

Заказ 2721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета на изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101