Керамічні деталі з покриттям та спосіб їх виготовлення

 

Область техніки, до якої належить винахід

Даний винахід відноситься до керамічних деталей з покриттям такого типу, які використовуються при виробництві виробів з розплавленого скла, і до способу виготовлення таких деталей. Зокрема, даний винахід відноситься до покриття керамічних деталей, які повинні занурюватися або частково занурюватися в розплавлену скломасу для уповільнення зносу контактуючих з розплавленої скломасою таких поверхонь деталей при впливі розплавленої скломаси.

Рівень техніки

При виробництві скляних виробів з розплавленої скломаси, наприклад, при виробництві скляних контейнерів з розплавленого скла, що складається з соди, вапна і кварцу, з використанням машини типу індивідуальної секції (ІВ), що формує скляні контейнери, використовуються різні керамічні деталі в тих місцях, де ці деталі занурені або частково занурені в розплавлену скломасу. Такі деталі включають керамічні кільця для установки в отвори, як описано в американському патенті 4950321 (автора ДиФранк (DiFrank)), які занурені в розплавлену скломасу так, що їх зовнішня повер, �я позначені номером 32 посилання в американському патенті 5660610 (авторів ДиФранк та ін) (DiFrank et al.), і керамічна труба подачі, позначена номером 80 посилання в цьому патенті '610, яка при використанні частково занурена в розплавлену скломасу. Вищевказані патенти '321 '610 передані правонаступнику цієї заявки, і їх описи наведені тут в якості посилання.

Склади розплавленої скломаси, що включають склади скла, що містять соду, вапно і кварц, є дуже абразивними щодо тих типів керамічних складів, які використовуються при виробництві деталей, які занурені або частково занурені в розплавлену скломасу, і це призводить до необхідності частої заміни зазначених керамічних деталей, наприклад кілець, що встановлюються в отвори, наприклад через 30-60 днів, в залежності від кольору скла і температури, причому цей інтервал скорочується при підвищенні продуктивності установки.

Сутність винаходу

Однак представляється можливим істотно збільшити термін служби використовуваних керамічних деталей, які занурені в розплавлену скломасу, при виробництві деталей з розплавленого скла. Термін служби керамичклом, кожного виробу накладеної один на одного парою шарів, причому кожне таке покриття наноситься виключно тонким шаром. Внутрішнє або базове покриття або покриття, що контактує з керамічної деталлю, яку необхідно наносити з товщиною приблизно 0,002 дюйма (0,05 мм), являє собою композитне порошкове покриття, яке складається з порошку нікель хром-алюміній-кобальт-иттриевого композиту. Такий порошок покриття поставляється під торговим позначенням Metco 461 відділенням Metco компанії Perkin-Elmer Corporation, яка розташована за адресою Вестбури, Лонг Айленд, Нью-Йорк. На керамічну деталь з базовим покриттям потім наносять додаткове покриття товщиною приблизно 0,006 дюймів (0,15 мм), яке являє собою порошкове покриття, що складається з попередньо сплавленого оксиду цирконію, стабілізованого церієм-ітрієм, який також поставляється відділенням Metco компанії Perkin - Elmer Corporation, і цей порошок покриття має торгове позначення Metco 205 NS порошок. Вважається, що базове покриття, яке служить в якості сполучного для покриття верхнього покриття, і верхнє покриття для кожної керамічної деталі з таким покриттям взаємодіє з керамічної деталлю притие також утворює тепловий бар'єр між керамікою і розплавленим склом, і цей тепловий бар'єр захищає керамічну деталь, знижуючи тепловий удар, який передається на неї, і знижуючи частоту розтріскування.

У відповідності з цим метою справжнього винаходу є отримання керамічних деталей із збільшеним терміном служби для використання їх при зануренні або частковому зануренні в розплавлену скломасу при виробництві виробів з розплавленого скла. Крім того, даний винахід спрямовано на спосіб обробки керамічних деталей, що використовуються при виробництві скляних виробів, для збільшення терміну служби таких деталей, незважаючи на те, що такі деталі повинні використовуватися при зануренні або частковому зануренні в розплавлене скло, яке є надзвичайно абразивним для таких керамічних деталей.

Для кращого розуміння цього винаходу і його цілей далі будуть описані додаються креслення, короткий їх опис і докладний опис цього винаходу, а також формула винаходу.

Перелік креслень

Фіг.1 зображує вид збоку з поперечним перерізом керамічного кільця, що встановлюється в отвір, у відповідності з цим винаходом, яке було виготовлено з допомогою способу, у відповідн збоку, частково в перерізі, керамічної труби подачі у відповідності з цим винаходом, яка була виготовлена за допомогою способу, у відповідності з цим винаходом, для використання при виробництві скляних виробів.

Фіг.3 зображує вид збоку з частковим поперечним перерізом керамічної голки управління потоком у відповідності з цим винаходом, яка була виготовлена за допомогою способу, у відповідності з цим винаходом, для використання при виробництві скляних виробів.

Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу

Кільце, яке встановлюється в отворі у відповідності з цим винаходом, загалом позначено номером 10 посилання на фіг.1. Кільце 10, що встановлюється в отворі, виготовлене з керамічної елемента 12, який може мати звичайну конструкцію, і призначене для використання у вихідному отворі чаші живильника розплавленої скломаси, яка використовується для подачі розплавленої скломаси в машину ІС, формуючу скляні вироби, через отвори 14, 16, в кільці 10, що встановлюється в отворі. При цьому кільце 10, що встановлюється в отвір, занурене в розплавлену скломасу протягом його сро�ий елемент 12 кільця 10, встановлюється в отвір, містить пару накладених один на одного покриттів 18, 20 на кожній з поверхонь, що контактують зі склом. Внутрішнє або базове покриття 18 являє собою покриття, яке виготовлене з порошку нікель хром-алюміній-кобальт-иттриевого композиту, який наносять на керамічний елемент приблизно з 12 завтовшки 0,002 дюйма (0,05 мм) при плазмовому розпиленні, причому підходящим матеріалом покриття для використання в якості покриття 18 є порошкове покриття Metco 461, поставлену відділенням Metco компанії Perkin-Elmer.

Керамічний елемент 12 з покриттям 18, нанесеним на нього, знову покривають, на цей раз покриттям 20, яке наносять поверх покриття 18, нанесеного на керамічний елемент 12. Покриття 20 наносять у вигляді порошку шляхом плазмового нанесення покриття з товщиною приблизно 0,006 дюймів (0,15 мм). Заздалегідь сплавлений оксид цирконію, стабілізований церієм-ітрієм, такий як поставляється відділенням Metco компанії Parkin-Elmer під торговим позначенням Metco 205 NS, використовується в якості покриття 20. У брошурі Metco для покриття Metco 205 NS описано нанесення за допомогою плазмового покриття на керамічний елемент, і його опис також наводиться тут нт 12, встановлюють без додаткової обробки в чашу живильника скломаси. Вважається, що нагрівання під час плазмового напилення покриттів (18 і 20) є достатнім, щоб відбулося взаємодія між керамічним елементом 12 і базовим покриттям 18, а також взаємодія між базовим покриттям 18 і покриттям 20. Це взаємодія між керамічним елементом 12 і базовим покриттям 18 і покриттям 20 створює тепловий бар'єр, який захищає керамічний елемент, знижуючи тепловий удар, якому він піддається при раптовому взаємодії з розплавленої скломасою, і знижує розтріскування керамічного елемента 12. Подвійне покриття 18, 20 керамічного елемента 12 не тільки підвищує зносостійкість кільця 10, що встановлюється в отвір, незважаючи на те, що воно занурене в розплавлену скломасу, але також захищає ті області, які містять менше керамічної маси, такі як область перемички (не показана) кільця, що встановлюється в отвір, від надлишкових теплових градієнтів.

Труба живильника, у відповідності з цим винаходом, загалом позначена номером 30 посилання на фіг.2. Труба 30 живильника виконана у вигляді кільцевого керамічного елемента 32, який може мати про�ользуется для подачі розплавленої скломаси в машину ІС, формуючу скляне виріб. При цьому нижній кінець труби 30 живильника занурений в розплавлену скломасу протягом строку її служби.

Частина керамічного елемента 32, яка занурена в розплавлену скломасу, містить пару накладених один на одного покриттів 34, 36 на всіх поверхнях, що контактують з розплавленої скломасою. Внутрішнє або базове покриття 34 являє собою покриття, яке виконано з порошку нікель хром-алюміній-кобальт-иттриевого композиту, і це покриття наносять на яка занурюється частину керамічної елемента 32, приблизно з товщиною 0,002 дюйма (0,05 мм) шляхом плазмового напилення. Порошкове покриття Metco 461, поставлену відділенням Metco компанії Perkin-Elmer, являє собою відповідний матеріал покриття для використання в якості покриття 34.

На занурену частину керамічної елемента 32 з нанесеним на нього покриттям 34 наносять покриття 36 поверх покриття 34 керамічного елемента 32. Покриття 36 також наносять у вигляді порошку з допомогою плазмового покриття, і його наносять приблизно з товщиною 0,006 дюймів (0,15 мм) з попередньо сплавленого оксиду цирконію, стабілізованого церієм-ітрієм, який поставляється відділенням Metco компаниЏ 36.

Трубу 30 живильника з покриттями 34, 36, нанесеними на її керамічний елемент 32, встановлюють без додаткової обробки в чашу живильника розплавленої скломаси з скломасою, яка виходить через нижній кінець труби 30 живильника до рівня, що не перевищує рівень покриття 34, 36 її керамічного елемента 32.

Голка управління потоком, у відповідності з цим винаходом, позначена в загальному номером 40 посилання на фіг.3. Голка 40 управління потоком виготовлена з керамічної елемента 42, який може мати звичайну конструкцію, і розроблена так, що може використовуватися для управління потоком розплавленої скломаси через занурені в скломасу вихідні отвори чаші живильника розплавленої скломаси, яка використовується для подачі розплавленої скломаси в машині ІС, формує скляні вироби. При цьому нижня частина голки управління потоком занурена в розплавлену скломасу протягом усього терміну її служби.

Керамічний елемент 42 голки 40 управління потоком містить пару накладених один на одного покриттів 44, 46 в його нижній частині, а саме в тій частині, яка повинна занурюватися в розплавлену скломасу в чаші живильника. Внутрішнє або базове покриття та, і це покриття наносять на елемент 42 приблизно з товщиною 0,002 дюйма (0,05 мм) шляхом плазмового напилення. Порошкове покриття Metco 461, поставлену відділенням Metco компанії Parkin-Elmer, являє собою підходящий матеріал для використання в якості покриття 44.

Керамічний елемент 42 з нанесеним на нього покриттям 44 знову покривають покриттям 46, яке також наносять поверх покриття 44 керамічного елемента 42. Покриття 46 також наносять у вигляді порошку з допомогою плазмового покриття і з товщиною приблизно 0,006 дюйма (0,15 мм), причому попередньо сплавленная окис цирконію, стабілізована церієм-ітрієм, яка поставляється відділенням Metco компанії Perkin-Elmer під торговим найменуванням Metco 205 NS, є придатною для використання як покриття 46.

Хоча був представлений і описаний кращий спосіб виконання цього винаходу на момент його подачі, для фахівця в даній галузі буде очевидно, що відповідні модифікації, зміни та еквіваленти можуть бути виконані без відходу від обсягу цього винаходу, причому цей обсяг обмежений виключно умовами нижченаведеної формули винаходу та її законними еквівалентами.

1. Спосіб підвищення стійкості кования в контакті з розплавленим склом, містить нанесення на поверхню керамічного елемента, що контактує з розплавленої скломасою, тонкого базового покриття з порошку нікель хром-алюміній-кобальт-иттриевого композиту; нанесення на тонке базове покриття кілька більш товстого покриття з попередньо сплавленого оксиду цирконію, стабілізованого церієм-ітрієм, і потім нагрівання керамічного елемента з тонким покриттям і більш товстим покриттям для отримання на керамічному елементі довговічною стійкою до абразивного впливу поверхні, що контактує з розплавленим склом.

2. Спосіб за п.1, в якому базове покриття наносять приблизно завтовшки 0,002 дюйма (0,05 мм).

3. Спосіб за п. 2, у якому більш товсте покриття наносять товщиною приблизно 0,006 дюйма (0,15 мм).

4. Спосіб за п. 2, в якому базове покриття наносять у вигляді порошку з допомогою плазмового напилення.

5. Спосіб за п.3, у якому більш товсте покриття наносять у вигляді порошку з допомогою плазмового напилення.

6. Керамічний елемент, стійкий до абразивного впливу, призначений для використання в контакті з розплавленої скломасою, що містить тонке базове покриття з порошку нікель хром-алюміній-кЂекломассой; і кілька більш товсте покриття з заздалегідь сплавленого оксиду цирконію, стабілізованого церієм-ітрієм, поверх базового покриття.

7. Керамічний елемент по п.6, в якому базове покриття наносять приблизно завтовшки 0,002 дюйма (0,05 мм).

8. Керамічний елемент по п.6, у якому більш товсте покриття наносять товщиною приблизно 0,006 дюйма (0,15 мм).

9. Керамічний елемент по п.6, в якому керамічний елемент являє собою кільце, яке встановлюється в отвір, і в якому кожне з базового покриття і більш товстого покриття наносять на кожну зовнішню поверхню кільця, що встановлюється в отвір.

10. Керамічний елемент по п.6, в якому керамічний елемент являє собою кільцеву трубу живильника і в якому кожне з базового покриття і більш товстого покриття наносять на трубу живильника, як на її внутрішню поверхню, так і на її зовнішню поверхню на глибину труби живильника, яка призначена для занурення в розплавлену скломасу.

11. Керамічний елемент по п.7, в якому керамічний елемент являє собою голку управління потоком, яка має суцільний поперечний переріз, в якому кожне з тонкого базового покриття і * занурення в розплавлене скло.



 

Схожі патенти:
Винахід відноситься до галузі виробництва різних напівпровідникових елементів і призначене для отримання кераміки з металізованою поверхнею
Винахід відноситься до галузі виробництва різних напівпровідникових елементів і призначене для отримання кераміки з металізованою поверхнею

Спосіб нанесення металевого покриття на керамічний елемент

Винахід відноситься до галузі виробництва різних напівпровідникових елементів і призначене для отримання кераміки з металізованою поверхнею

Спосіб металізації п'єзокерамічних елементів

Винахід відноситься до технології металізації поверхні виробів з п'єзокераміки і може знайти застосування в радіотехніці та приладобудуванні

Композиційні матеріали, що містять карбід кремнію, і способи їх отримання

Винахід відноситься до композиційним матеріалам, отриманим просоченням розплавом металу, і способам їх виготовлення
Винахід відноситься до технології нанесення металевого покриття на керамічні поверхні і може бути використане для пайки керамічних виробів, що використовуються в електротехнічній, електронній та приладобудівній галузях промисловості
Винахід відноситься до виготовлення виробів, що працюють у високотемпературних високошвидкісних окислювальних газових потоках і абразивосодержащих газових та рідинних середовищах

Спосіб виготовлення спеченого структурованого керамічного вироби з нітриду алюмінію

Винахід відноситься до способу виготовлення реакційно спечених виробів зі структурованого керамічного матеріалу на основі нітриду алюмінію

Армований волокном керамічний композиційний матеріал і спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до армованому волокном композиційного керамічного матеріалу з високожаропрочними волокнами на основі Si/C/B/N, реакційно пов'язаними з матрицею на основі кремнієвої

Спосіб введення в пористі субстрати розплавленої композиції на металевій основі

Винахід відноситься до способу введення композиції на металевій основі термоструктурний композитний матеріал
Up!