×
27.04.2019
219.017.3de3

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение предназначено для металлургической, авиационной промышленности, энергетики, полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении электродов, уплотнений авиационных двигателей и получении особо чистых изделий. Кокс сланцевый смоляной измельчают до фракционного состава, при котором доля фракции менее 0,09 мм составляет не менее 97 мас.%, а фракции менее 0,045 мм - не менее 91 мас.%. Измельченный кокс смешивают с 35-40 мас.% каменноугольного пека и 0,015-1,5 мас.% органической добавки при 120-130°С. В качестве органической добавки используют пространственно затрудненные фенолы и/или фенилфосфиты. Полученную массу формуют, охлаждают и измельчают с последующим прессованием заготовок с плотностью 1,01-1,06 г/см. Заготовки обжигают при 800-1300°С и графитируют при температуре до 3000°С. Полученный графитированный материал имеет кажущуюся плотность 1760-1850 кг/см, предел прочности при сжатии - 90-105 МПа, при изгибе - 60-75 МПа, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения углеродных материалов, которые могут быть использованы при электроэрозионной обработке металлов, для изготовления электродов, применяемых в литейном производстве при выплавке металлов, например алюминия, кальция, для производства торцовых уплотнений авиационных газотурбинных двигателей, а также при изготовлении особо чистых изделий для полупроводниковой техники и др.

Известен способ получения графитированных материалов измельчением прокаленного нефтяного кокса до размеров частиц 1-2 мм, смешением кокса и пека в соотношении (мас.%) 65:35, совместным вибропомолом коксопековой смеси с получением не менее 95% порошка, проходящего через сито с отверстиями 0,09 мм, формованием заготовок с последующим их обжигом и графитацией (Тырина Л.Я., Николаев А.И., Сигарев А.М, Сб. тр. "Конструкционные материалы на основе графита" М.: Металлургия, №3, 1967, стр.11-18).

Материал с повышенными плотностью, прочностью и однородностью получают по технологии, включающей те же самые операции, но измельчая прокаленный нефтяной кокс до размера частиц менее 40 мкм и смешивая его с 28-35 мас.% высокотемпературного пека и далее размалывая коксопековую композицию до размера зерна менее 150 мкм (патент RU №2035395, С 01 В 31/04, опубл. 1995).

Оба рассмотренных технических решения используют в качестве основы прокаленный нефтяной кокс, который при обжиге и графитации имеет небольшую усадку, что обеспечивает высокий выход изделий при обжиге и графитации. Однако плотность кокса в процессе получения графитированного материала изменяется от 2,08 до 2,18 г/см3, а связующего - каменноугольного пека - от 1,35 до 2,18 г/см3. Вследствие этого в материале возникают напряжения, снижающие прочностные характеристики металла и его стойкость к окислению.

Известен способ получения графитированного материала, включающий измельчение непрокаленного нефтяного кокса марок КНПС-СМ и КНПС-КМ до фракционного состава, содержащего не менее 85 мас.% фракции, проходящей через сито 0,3-0,8 мм, смешение измельченного кокса с каменноугольным пеком и добавкой поверхностно-активного вещества в соотношении (мас.%) соответственно 61:39:0,7 при температуре 120-130°С, формирование массы с последующим ее измельчением в пресспорошок, прессование заготовок, их обжиг и графитацию (ТУ 48-20-51-84). При таком способе получения происходит одновременная усадка кокса и пека, что позволяет получать материалы с повышенной плотностью и прочностью. Однако осуществление описанного процесса в настоящее время невозможно в связи с прекращением производства нефтяного кокса указанных марок.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению способ получения высокопрочного графитированного материала по патенту RU №2160704, С 01 В 31/04, опубл. 2000, принятый за прототип.

Формально в патенте-прототипе объектом защиты является графитированный материал, содержащий непрокаленный сланцевый смоляной кокс мелкой фракции, каменноугольный пек и органическую добавку, причем фракционный состав примененного кокса следующий: фракция с размерами частиц 0,02-0 мм - не менее 80%, фракция 0,09-0,02 - остальное. Конкретный компонентный состав материалов в формуле не приводится, однако судя по примеру 1 состав и способ получения идентичен способу получения материала по ТУ 48-20-51-84, а именно: способ состоит в измельчении сланцевого смоляного кокса до указанного выше фракционного состава, смешении измельченного кокса с каменноугольным пеком и органической добавкой в соотношении (мас.%) соответственно 62,3:37:0,7 при температуре 120-130°С, формировании массы с последующим измельчением в пресспорошок, прессовании с плотностью 1,08-1,15 г/см3, обжиге заготовок при температуре 800-1300° и графитации при температуре 2500-3000°С. При этом только за счет использования кокса сланцевого смоляного определенного фракционного состава авторам патента-прототипа удалось получить высокопрочный графитированный материал, превосходящий материал по ТУ 48-20-51-84 по прочности при сжатии на 5-6% и прочности при изгибе на 20-30% при плотности 1,65-1,75 г/см3 против 1,65 по прототипу.

Технический результат состоит в повышении прочностных характеристик графитированного материала.

Технический результат достигается тем, что в способе получения графитированного материала, включающем смешение измельченного кокса сланцевого смоляного до фракционного состава, при котором доля фракции размером менее 0,09 мм составляет не менее 97 мас.% и доля фракции размером менее 0,045 мм составляет не менее 91 мас.%, с каменноугольным пеком и органической добавкой при температуре 120-130°С, формирование массы с последующим ее измельчением в пресспорошок, прессование заготовок с плотностью выше 1,0 г/см3, обжиг заготовок при температуре 800-1300° и графитацию при температуре до 3000°С, в качестве органической добавки применяют пространственно затрудненные фенолы и/или фенилфосфиты, заготовки прессуют с плотностью 1,01-1,06 г/см3, а исходные компоненты берут в соотношении (мас.%):

Каменноугольный пек 35-40

Органическая добавка 0,015-1,5

Кокс сланцевый смоляной остальное

В качестве пространственно затрудненного фенола или фенилфосфита могут быть применены тетра-(метилен-4-окси-3,5-дитрет.-бутил-фенил-пропионат) метан (МОБФПМ), 4,41 диметил-6,61-ди-трет.-бутил-2,21-метилен-бис-фенилфосфит (МБМФФ), 2,4-бис-(1,1-диметилэтил) фенил фосфит (БДФФ), диарилпентаэритритолдифосфит и другие подобные им соединения, производимые в промышленном масштабе в широком марочном ассортименте, известные как марки Ирганокс 1010, Стафор 11, Иргафос 168 и Ультранокс 624 (626) соответственно, используемые в зарубежной и отечественной практике в промышленности пластмасс (Журнал “Высокомолекулярные соединения” Серия А, 1981 г., 23 (б), стр.1275-1281; тот же журнал, 1983, 25 (б), с.1302-1306, Заявка Японии №61225191, 1986 г. (Chemical Abstracts, т. 106, реф. 120065d).

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами

Пример 1

Кокс смоляной сланцевый непрокаленный по техническим условиям ЕЕ 1300642 ТУ 8:94 сушат и дробят до кусков размером менее 6 мм, а затем измельчают на вибромельнице до достижения дисперсности по содержанию фракции размером менее 0,09 мм - 97 мас.%, размером менее 0,045 мм - 91 мас.%. Смешивают среднетемпературный пек каменноугольный (ГОСТ 10200-83) 38 мас.%, добавку МОБФПМ - 0,02 мас.% и измельченный кокс - остальное в течение 45 мин при температуре 120-130°, массу выгружают и формуют без применения давления охлаждают и измельчают сначала в дробилке и затем на вибромельнице. В прессформе прессуют заготовки при удельном давлении 60 МПа, обеспечивающем получение заготовок с плотностью 1,04 г/см3. Заготовки обжигают при 800-1300°С, а затем графитируют при температуре до 3000°С.

Сведения по примерам 2-10 представлены в таблице.

Примеры 1-4 иллюстрируют способ в соответствии с изобретением, примеры 5-10 - контрольные, показывающие необходимость каждого из заявленных признаков для достижения необходимого результата:

- пример 5: выполнен в отсутствии добавок органических соединений;

- пример 6: добавка введена в количестве, превосходящем заявленное;

- пример 7: добавка введена в количестве, меньшем заявленного;

- пример 8: содержание в коксе фракции 0,09 мм ниже заявленного (75%):

- пример 9: каменноугольный пек содержится в количестве, меньшем заявленного;

- пример 10: каменноугольный пек содержится в количестве, большем заявленного;

Как видно из представленных примеров 1-4, соблюдение всех заявленных параметров обеспечило получение графитированного материала, превосходящего по прочностным показателям материал по прототипу: по прочности при сжатии на 18-28%, по прочности при изгибе на 25-30%. (Во всех случаях сравнивались минимальные показатели по изобретению с минимальными показателями по прототипу; аналогично выполнено сравнение по максимальным показателям). Ни один из контрольных примеров не дал комплексного улучшения показателей, что подтверждает изобретательский уровень заявленного технического решения.

Способполученияграфитированногоматериала,включающийсмешениеизмельченногококсасланцевогосмоляногодофракционногосостава,прикоторомдоляфракцииразмеромменее0,09ммсоставляетнеменее97мас.%идоляфракцииразмеромменее0,045ммсоставляетнеменее91мас.%,скаменноугольнымпекомиорганическойдобавкойпритемпературе120-130°С,формированиемассыспоследующимееизмельчениемвпресс-порошок,прессованиезаготовоксплотностьювыше1,0г/см,обжигзаготовокпритемпературе800-1300°Сиграфитациюпритемпературедо3000°С,отличающийсятем,чтовкачествеорганическойдобавкиприменяютпространственнозатрудненныефенолыи/илифенилфосфиты,заготовкипрессуютсплотностью1,01-1,06г/см,аисходныекомпонентыберутвсоотношении,мас.%:Каменноугольныйпек35-40Органическаядобавка0,015-1,5Кокссланцевыйсмолянойостальное
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 86 items.
20.02.2019
№219.016.bcc0

Способ изготовления щеточного уплотнения

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к способам изготовления щеточных уплотнений, и может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении и других областях техники. Способ изготовления щеточного уплотнения, включающий намотку материала щетины на оправку из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289742
Дата охранного документа: 20.12.2006
20.02.2019
№219.016.bcd7

Способ изготовления многослойного изделия из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к технологии изготовления многослойных изделий, в частности к способам изготовления многослойного изделия из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано в машиностроении, энергетике, авиационной промышленности и других областях техники. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002285613
Дата охранного документа: 20.10.2006
20.02.2019
№219.016.bee6

Способ регулирования сопла с управляемым вектором тяги авиационного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к технологиям регулирования авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к способам регулирования сопла с управляемым вектором тяги. Такие сопла, как правило, оснащены приводным кольцом, управляющим сверхзвуковыми створками сопла, и гидроприводами управления со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002312244
Дата охранного документа: 10.12.2007
20.02.2019
№219.016.c081

Воздушно-реактивный двигатель

Воздушно-реактивный двигатель содержит турбокомпрессорную часть с компрессором, камерой сгорания и турбиной, размещенную перед выходным соплом камеру, имеющую, по меньшей мере, одно окно и заслонки, установленные с возможностью перемещения относительно окна с образованием канала, сообщенного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002305200
Дата охранного документа: 27.08.2007
11.03.2019
№219.016.d675

Способ суфлирования масляной полости опоры ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к смазке опор ротора газотурбинного двигателя, в частности к способам суфлирования масляных полостей опор ротора газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении, машиностроении и других областях техники. В способе суфлирования масляной полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002267625
Дата охранного документа: 10.01.2006
11.03.2019
№219.016.d681

Способ монтажа двигателя летательного аппарата

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для монтажа авиационных двигателей на летательных аппаратах. Способ монтажа двигателя 5 летательного аппарата включает расстыковку фюзеляжа на носовую 4 и хвостовую 3 части. При этом до регулировки положения оси двигателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286922
Дата охранного документа: 10.11.2006
11.03.2019
№219.016.d70e

Абсорбционный способ осушки и охлаждения продуктов сгорания углеводородных топлив

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах утилизации теплоты продуктов сгорания углеводородных топлив. Абсорбционный способ осушки и охлаждения дымовых газов включает абсорбцию водяного пара из дымовых газов охлажденным раствором соли металла в воде,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002290254
Дата охранного документа: 27.12.2006
11.03.2019
№219.016.d802

Осевой компрессор газотурбинного двигателя

Изобретение относится к осевым компрессорам газотурбинных двигателей, в частности к защите компрессора газотурбинного двигателя от резонансных напряжений, и может быть использовано в авиадвигателестроении, энергетике и других областях техники, в которых используются газотурбинные двигатели....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002342566
Дата охранного документа: 27.12.2008
11.03.2019
№219.016.d804

Межроторная опора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, в частности к опорам двухроторных газотурбинных двигателей, и может быть использовано в авиадвигателестроении и других областях техники, где используют газотурбинные двигатели. Межроторная опора газотурбинного двигателя содержит вал, ротор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002342548
Дата охранного документа: 27.12.2008
11.03.2019
№219.016.d8be

Способ управления подачей топлива в форсажную камеру газотурбинного двигателя

Изобретение относится к системам автоматического регулирования авиационных газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к способам управления подачей топлива в форсажную камеру ГТД, и может найти применение в авиадвигателестроении. Способ управления подачей топлива в форсажную камеру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315883
Дата охранного документа: 27.01.2008
Showing 1-10 of 19 items.
01.03.2019
№219.016.ca70

Способ нанесения полимерного покрытия на заготовку

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам нанесения полимерных покрытий на заготовки. Способ нанесения полимерного покрытия на заготовку, включающий выполнение, по меньшей мере, одного углубления на поверхности заготовки, укладку в него припоя и пайку упругодемпфирующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235605
Дата охранного документа: 10.09.2004
01.03.2019
№219.016.caa2

Способ производства заготовок из порошков жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к производству заготовок из порошков жаропрочных никелевых сплавов, стойких к окислению при повышенных температурах и работающих в условиях тяжелого нагружения. Предложен способ производства спеченных заготовок из порошков жаропрочных никелевых сплавов. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224622
Дата охранного документа: 27.02.2004
27.04.2019
№219.017.3dda

Способ ремонта деталей машин

Изобретение относится к ремонту деталей машин, в частности к способам ремонта, может быть использовано в авиадвигателестроении, машиностроении и других областях техники для восстановления трущихся поверхностей цилиндрических деталей. На подготовленную к восстановлению поверхность ремонтируемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002247014
Дата охранного документа: 27.02.2005
27.04.2019
№219.017.3dde

Способ ремонта топливного коллектора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к способам ремонта деталей газотурбинных двигателей, в частности к способам ремонта топливных коллекторов газотурбинных двигателей, и может найти применение в авиадвигателестроении, судостроении, энергетическом машиностроении и других отраслях промышленности. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002255285
Дата охранного документа: 27.06.2005
27.04.2019
№219.017.3de1

Способ изготовления осесимметричных деталей

Изобретение относится к области обработки металлов и сплавов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных осесимметричных деталей ответственного назначения, например дисков для газотурбинных двигателей из многофазных жаропрочных сплавов, в том числе на основе никеля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002254195
Дата охранного документа: 20.06.2005
27.04.2019
№219.017.3de2

Способ защиты поверхности лопатки

Изобретение относится к химико-термической обработке преимущественно жаропрочных никелевых сплавов. Может использоваться при изготовлении и ремонте лопаток стационарных энергетических установок и авиационных газотурбинных двигателей. Способ защиты поверхности лопатки в процессе горячего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002252110
Дата охранного документа: 20.05.2005
27.04.2019
№219.017.3de7

Способ литья металла в вакууме и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано для производства сплавов на основе Ni, Fe, Al, изготовления из них отливок точным литьем в вакууме и при выплавке шихтовых заготовок. В плавильной печи создают электромагнитное поле, посредством которого расплавляют и перемешивают металл в тигле в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002250153
Дата охранного документа: 20.04.2005
27.04.2019
№219.017.3de8

Способ активного теплового неразрушающего контроля качества объекта

Изобретение относится к активному тепловому неразрушающему контролю качества изделий и может быть использовано для обнаружения внутренних дефектов в изделиях типа пластин, например, в лопатках авиационных газотурбинных двигателей. Способ включает проведение тепловизионной съемки поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02235993
Дата охранного документа: 10.09.2004
29.04.2019
№219.017.3fa9

Система суфлирования масляной опоры ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к смазке опор газотурбинных двигателей, в частности к системам суфлирования масляных опор ротора газотурбинного двигателя, и может быть использовано в авиадвигателестроении, машиностроении и других областях техники. В систему суфлирования масляной опоры ротора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002256810
Дата охранного документа: 20.07.2005
18.05.2019
№219.017.5570

Способ защиты участков поверхности детали

Изобретение относится к химико-термической обработке деталей и может быть использовано в авиакосмической технике, энергомашиностроении, электротехнике и других отраслях промышленности. Предложен способ защиты участков поверхности детали перед нанесением на деталь покрытия, включающий нанесение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02232205
Дата охранного документа: 10.07.2004
+ добавить свой РИД