Керамическая масса для изготовления огнеприпаса и способ изготовления огнеприпаса

 

Союз Советскик

Социалистическнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЩ ДТЕЛЬСТВУ

pij981 292 (61)Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 22 ° 05. 80(21) 2928666/29-33 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 15.12И - Бюллетень Hо 46

Дата опубликования описания 15 ° 12.82 (И) М. ga.з

С 04 В 33/22

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (Я3)УДК666.68 (088. 8) «

Г. Д. Семченко, Л. Д. Зобина, В. Д. Иващенко, "- И. П. Рублевский, Н. N. Аксенова, Б., A:.. Морозов,.;

И. С. Львова и Т. П. Смирнаил / (72) Авторы изобретения

1 .

Харьковский. ордена Ленина политехническйй институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОГНЕПРИПАСА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОГHEIIPHIIACA

Хальк

Глина огнеупорная 36-45

18-26

5 Глинозем

Магнезит спеченый 3-5

20-25

20-30

18-25

Тальк

Глина

Электрокорунд

20

30

Изобретение относится к керамике, а именно к составам для изготовления огнеприпаса, используемого для обжи-, га керамической и другой продукции.

Известна масса $13 для изготовления плотных электрокерамических кор диеритовых иэделий, содержащая следующие компоненты, вес.Ъ:

Мда 3-6

Бой кордиеритовых .иэделий 20-30

Недостатком такой масси является, несмотря на довольно высокую термостойкость, неприемлемость ее для изготовления огнестойкого припаса с повишенной оборачиваемостью и загрязнение атмосферы газообразным хлором s процессе производства, использование в качестве огнеупорного наполнителя дорогостоящего электрокорунда.

Известна масса (2 ) для изготовления огнестойкого припаса, содержащая компоненты, вес.%:

Дистен-силлиманитовый шамот 17-26

На основе этой массы образцы изготавливают методом полусухого прессования при влажности 5-6Ъ и уд.,дав ления 300 кГ/см нли же методом формования при влажности 15-17%. Обжиг ,образцов проводят при 1380-1410оС.

Недостатком массы и способа явля.ется дороговизна вследствие использования дистен-силлиманитового шамота., который обжигают при температурах до.1ф50о С, и специально обожженного магнезита (температура обжига

1650-1700оC), довольно высокий коэффициент термического расширения в интервале температур 20-900оC (2,5-3,4х10"о1/град) и недостаточный срок службы изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой является керамическая масса дпя изготовления огнеприпаса, содержащая, вес.%: калиновый.шамот 4-60; глинозем 6,5-9,5; сырой магнезит сов981292 местно с тальком 9,5-14,5 и глина остальное (3 ).

Полученный огнеприпас из указанной керамической маесы путем спекания при 1400 С имеет незначительную механическую прочность и температуру

:службы 1300 С.

Кроме того, известно, что качест венно осуществленный обжиг для таких материалов играет первостепенную роль в получении высоких свойств изделий.

Поскольку температура плавления кор-; диерита и самая низкая температура появления расплава в системе МдОА1 0 - SiO различаются незначительно, то в процессе обжига изделия часто оплавляются и деформируются, поэтому обычно их термообрабатывают при 1300-1350 С, что позволяет получить недеформированные изделия, но степень синтеза кордиерита при этом невысокая. В известном способе, изделия обжигают при 1400 С, а затем пред слагается.специальный режим охлаждения для перевода кордиеритового стекла в кристаллическую форму. При этом образуется большое количество жидкой

Фазы и самые незначительные отклонения от заданного режима могут привести.либо к деформации изделия, либо к увеличению к.т.р. готового продукта, если в нем будет присутствовать в большом количестве стеклофаза кордиеритового состава„ так как к.т.р. кристаллического кордиерита принимается 2,0 х 10 6 град ", а стекла кордиеритового состава 7,0 10"6 град.

Целью изобретения является повышение механической прочности и температуры службы огнеприпаса.

Поставленная цель достигается за. счет того, что керамическая масса для изготовления огнеприпаса, включающая каолиновый шамот, глинозем, тальк, глину или каолин и добавку, содержит в качестве добавки рапную окись магния фракции 40-6.0 мк при следующем соотношении компонентов, вес. Ъ:

Глинозем

1.

7 5-30

Тальк 8-20!

Глина или . каолин

13,5-22,5

Дальнейшее постепенное повышение температуры до 1380 С и выдержка при этой температуре обеспечивают

55 нормальный рост кристаллов кордиерита из образовавшихся зародышей и повыаает процентный выход минерала.

Небольшие нарушения предлагаемого режима обжига не могут привести к

60 ухудшению свойств конечного продухта, так как здесь совершенно отсутствует опасность оплавления и деформирования изделий. Кроме того, происходит качественное спекание матери65 ала.

Рапная окись магния фракции

40-60 мк

1 5-2

Каолиновый шамот

Остальное

Кроме. того,- в способе изготовления огнеприпаса, путем смешивания компонентов шихты, увлажнения, Формования, сушки и обжига, вначале смешивают совместным измельчением тальк, глинозем, рапную окись магния и 2/3 части глины или каолина

8 ч, после чего вводят остальную часть глины или каолина и измельчают

4 ч,: а обжиг проводят по следующему режиму:

20-160 С - скорость подъема темпера туры 2 Ое C/÷

160-300 С вЂ” скорость подъема температуры 35 С/ч

300 С - выдержка 1 ч

300-650 С - скорость подъема температуры 50 C/ч

650-1400 С вЂ” .скорость подъема температуры 254C/ч

1400-1300ОС - скорость охлаждения

200 РС/ч

1300-1380 C —. скорость подъема температуры 10 С/ч

1380 C - выдержка 10-12 ч, 1380-1000 С - скорость охлаждения

80 С/ч

Введение более активной чем магнезит рапной окиси магния фракции

40-60 мк и каолина способствует образованию центров кристаллизации кордиерита при более низких температурах

25 и увеличивает значительно выход кордиерита,что способствует уменьшению коэффициента термического, расширения материала и увеличению термостойкости изделий. Использование указанных компонентов

30 совместно с каолиновым шамотом (Al<0 >>(Ъ 43%) фракции 0,5-2 мм также способствует уменьшению коэффициента термического расширения изделий. Все это приводит к увеличению оборачиваемос35 ти изделий в службе.

Предлагаемый режим обжига отличается от известного простотой осуществления как в лабораторных, так и в

40 производственных условиях. Подъем температуры обжига до 1400 С позволяет получить максимально возможное количество центров кристаллизации кордиерита, резкое снижение темпера45 туры до 1300 С (в течение 0,5 ч) ведет к Фиксации значительного количества зародышей этого минерала и позволяет избежать оплавления изделий или их вспучивания, так как при этом р не,Успевает образоваться большое количество жидкой фазы.

981292

Т а б л и ц а 1

Компоненты

Соотношение

1 2

14 8

Тальк

Каолин

Глинозем

18 13,5

22,5

7,5

18,7 30 (Окись магния рапная фракции 40-60

2,0

1 0,5 ламот каолиновый

48,3 48

5.

Иэделия иэ предложенной керамической массы изготавливают методом полусухого прессования. В качестве временной связки используют раствор

ССБ плотностью 1,21-1,23 г/см. .

Удельное давление прессования составляет 300 кГ/см . Термообработку проводят по приведенному выше режиму при максимальной температуре обжига

1400© С.

Пример 1. 7,5% глинозема, 20% талька, 2% MgO рапной и 15% ка- . олина измельчают до полного прохода через сито10000 отв. на см, затем добавляют еще 7,5% каолина и смесь компонентов измельчают еще 4 ч, 48% шамота увлажняют ССБ, смешивают с

52% тонкомолотой смеси остальных компонентов. Отпрессованные образцы обжигают по следующему режиму:20160 С со скоростью подъема температуры 20 /ч, 160-ЗОКС со скоростью подъема температуры 35О/ч, при 300 С образцы выдерживают 1 ч, после чего вновь повышают температуру от 300 до 650"С со скоростью подъема температуры 50 /ч, а затем от 650 до конечной температуры 1400 С со скоростью подъема 25 /ч.

После достижения максимальной температуры 1400 С образцы охлаждают по режиму: 1400 -1300 C со скоростью

200 C/ч, затем от 1300 вновь нагревают до 1380 C со скоростью подъема . температуры 10 C/÷ и выдерживают при этой температуре 10-12 ч, после чего охлаждают до 1000 С со скоростью

80 С/ч.

Состав и свойства остальных образ-. цов на основе предложенной массы и способа приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Как видно из таблицы, изделия по прототипу менее плотные и значительно уступают в прочности таковым по

5 предлагаемому изобретению (250300 кГ/см против 800-900 кГ/см .), термостойкость образцов одинакова, однако, после 100 термоциклов образцы иэ предлагаемого состава остаются

10 без изменения и термоциклирование.мо жет быть продолжено. Поскольку эйачения к.т.р. при 20-900 С различаются незначительно (1,9-2,3 ° 10 и 2,0-2,2а, : 10 град; "соответственно), очевид- ;

15 но, что количество синтеэируемого кордиерита зависит от исходных компонентов шихты. В случае использования талька синтезируется 80-90% кордиерита (составы заявляемого объек20 та) и 85% (состав 2 прототипа), в отличие от случаев использования сырого магнезита (70% синтезируемого кордиерита), в примерах 1,3 прототипа.

По сравнению с используемым в на25 стоящее время в промышпенности муллито-корундовым и корундовым огнеприпаом (базовый объект) по ТУ11-.75, ЩИО.

742.012. ТУ предлагаемое изобретение отличается дешевизной сырья, повышен.ными прочностными свойствами и лучшей оборачиваемостью.

Таким образом, состав керамичес1кой массы и способ изготовления иэ нее иэделий позволяет .получить энаЗ чительный технико-экономический эффект за счет повышения термостойкости изделий и снижения их себестоимости.

981292

СЧ1 Я

l 0l

Ф! О

Ю

С Ъ

И1 ф

I I4

Х 1

I I

1

1

1

1

I

1

I й!

I

I

1

1 С Ъ

I

ССЪ о0 н

%-4

I

I I

I

1

1

Ю ь

%-4

Ю Ф л о

1 — -1

I I

1 I

I I

I t

1 I

1 I

I,,1 о

Ю м-3 л n.

1

1

I

I о

С0

М .1

%-4

С н л

C)

Ю

/ ;

Ю

СЧ

РЪ, о

Ю

/ Ъ

I I о

Ре

00

С

М СР

СЧ

1, 1

1 1

1 1

1 . 1

I Ce

Е и

1 4

1 о о. о

Ю

0Ъ с

М н

v о х

lg н и

Р и о

4 н о о !

4 Ц

Ф Х ох н Ы о

O u

3 Ф

Р 1 эо

N; !ll и о о н о х,1

1 1

Р nl

ОР, О Э ои

Р о

D

1 I 1

Ю

ССЪ о о о о в о0 СЧ о о

О О0

Ch СЧ

Ю tA СЧ

О Оо .СО СЧ

С Ъ о ю

IA W CV

СЧ

I 1 I

О ссЪ Оъ

О о0

РЪ С4

% ф г.

4 Р

Ф

g х I6

ОО«Р.

oz o хо х. з

У 1 о о о

ax I0

И

v x

Ц Х Э °

ФХФРв цн х °

Ф l6

25 м

l

Ф 1

Х 1.

3 1

lO 1 мо

1 0 I

5 о II

С Ъ

Ф т- 1

a I и Ф ф Ф I

eII

1 я

& И

1

I

1

I l

3 1

ФО

Нв I о

Хсч 1

Р,

Исл I

4 3 1

I„e о5

И1 1

ФО

Ф I

СС! Ф 1

981292

1О

Формула .изобретения

7,5-30

8-20

Глинозем

Тальк

Глина или каолин

13,5-22,5

Гапная окись магния фракции

40-60 мк

1,5-2

Каолиновый шамот

Остальное

Составитель Н. Соболева

Редактор Н. Горват Техред Т.Фанта Корректор Л. Бокшан

Заказ 9614/33 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Керамическая масса для изготовления огнеприпаса, включающая каолиновый шамот, глинозем, тальк, глину или каолин и добавку, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения механической прочности и температуры службы огнеприпаса, она содержит в качестве добавки рапную окись магния фракции 40-60 мк, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

2. Способ изготовления огнеприпаса путем смешивания компонентов шихты, увлажнения, формования, сушки и обжига, отличающийся тем, что вначале смешивают совместным иэмельчением тальк, глинозем, рапную окись магния и 2/3 части глины или каолина в течение 8 ч, после чего .вводят остальную часть глины или каолина и измельчают в течение

4 ч, а обжиг проводят по следующему режиму:

20-160 С - скорость подъема темЬ пературы 20 С/ч

160-300 С вЂ” скорость подъема температуры 35 C/÷

300 С вЂ” выдержка 1 ч

10 300-650 С вЂ” скорость подъема темо пературы 50 С/ч

650-1400 С скорость подъема температуры 25 С/ч

1400-1300 С вЂ” скорость охлаждения

15 200оС/ч

1300-1380 С вЂ” скорость. подъема темо пературы 10©С/ч

1380 С вЂ” выдержка 10-12 ч.

1380-1000 C - скорость охлаждения

80 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

2> Р 652148, кл. С 04 В 35/18, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 667529, кл.. С 04 В 33/32, 1979.

3. Патент ГДР М 93502, кл. С 04 В 35/04, опублик. 1972 (прототип).