2.2.1 Вогнетривкі матеріали

Вогнетривкими називають матеріали, які використовують

для спорудження різних установок і печей, що працюють в умовах

15

високотемпературного нагрівання (понад 1200К⁰).

Із-за специфічних умов роботи до вогнетривких

матеріалів висувають певні вимоги:

1) Вогнетривкість - здатність без деформації і обплавлення

протистояти дії високих температур.

2). Механічна міцність. Для високих температур міцність має

особливо важливе значення, оскільки вогнетривкі матеріали у процесі роботи піддаються дії значних механічних напружень, що викликані високими температурами.

3). Термічна стійкість. Це здатність матеріалу без руйнування

витримувати різкі коливання температури, які виникають у процесі вивантажування із печі нагрітих виробів та наступного завантажування холодних. Різкі коливання температури у печі можуть призвести до руйнування вогнетривкого матеріалу.

4). Хімічна нейтральність. Матеріали не повинні хімічно

забруднювати деталі, які нагрівають та мур печі, щоб не спричиняти в них виникнення хімічної ерозії.

5). Мала електропровідність. Вогнетривкий матеріал у

електричній печі інколи одночасно виконує функцію елект роі зол яці йн ого мате ріал у, оскіл ьки в ньо м у вмонтовують електронагрівальні елементи.

6). Мала електропровідність - забезпечує зменшення товщини

стіни печі за умови однакових теплових втрат тепла через стіну.

7). Дешеві та доступі.

Найповніше ці вимоги задовольняють вогнетривкі

матеріали, які виготовляють на основі кремнезему SiO₂ (2000К⁰),

глинозему Al₂O₃ (2300К⁰), оксиду магнію MgO (2600К⁰).

Вогнетривкі матеріали виготовляють у вигляді цеглин і

фасонного каміння, дрібних готових деталей ‒ трубок, гачків,

втулок, тощо, а також у вигляді порошку, вогнетривких бетонів, набивних мас і обмазок.

Масовими вогнетривкими для електроплавильних печей є динас (2000К⁰), магнезит (2570К⁰), хромомагнезит, доломіт та шамот (2000К⁰).

Для печей опору основним вогнетривким матеріалом є шамот, що представляє собою глибоко обпечену вогнетривку глину. Високотемпературні печі футерують з середини в

16

Ультразвукові коливання від перетворювача передають до

головки паяльника. Ці коливання спричиняють розтяг і стискання частинок рідкого припою, що викликає кавітаційні процеси з великими ударними імпульсами. Вони діють на рідкий припай і поверхню деталей, спричинюючи руйнування окисної плівки.

В процесі ультразвукового луження знакозмінні пружні коливання частотою 16-22 кГц викликають різні періодичні розтягування і стискання частинок рідкого припою, що спричиняють кавітаційні процеси з великими ударним імпульсами. Останні діють на рідкий припай ї поверхню оброблюваних деталей, викликаючи руйнування окисної плівки.

1 ‒ магнітострикційний перетворювач; 2-‒ обмотка

нагрівання; 3 ‒ ультразвуковий генератор; 4 ‒ окисна плівка; 5 ‒ розплавлений припай; 6 ‒ залишки, окислів; 7 ‒ змішаний

шар припою з металом

Рисунок 4.21 - Схема ультразвукової пайки

Установка для лудження - генератор потужністю до 1 кВт і ванна, в якій здійснюють процес лудження.

Ультразвукове паяння і лудження алюмінію і його сплав і г дозволяє замінити дорогі сплави на основі міді легкими і техно­ логічними сплавами на основі алюмінію.

Наша промисловість виробляє ультразвукові паяльники УП -21 і установка для лудження УЗУЛ-1М (P = 200 Вт; ƒ= 22 кГц) і УВЛ-4 (Р = 300 Вт; ƒ = 18 кГц).

127

Переваги ультразвукового зварювання:

1 ) м о ж л и ві с т ь з 'є д н а н н я н е м е т а л і ч н и х м а т е р і а л і в,

наприклад, пластичні і спечені матеріали (пластмаси, кераміка),

як між собою, так і з металами;

2) можливість зварювання найрізноманітніших металів і

сплавів, у тому числі різнорідних;

3) відсутність нагрівання зварювальних деталей до температури плавлення, і можливість одержання з'єднання з

високою механічною міцністю;

4) статичні зусилля значно менші, ніж для холодного зварюваня; деформації взірців дуже малі і складають всього 5-

10% замість 60-80% для зварювання тиском;

5) відсутність електричних напруг між зварювальними

деталями;

6) процес ультразв укового зварюван ня легко

основному високоглиноземнистими матеріалами - мулітом,

алундом, а також вугіллям і графітом.

Для виплавки тугоплавких металів і сплавів застосовують

високоякісні та відносно дорогі вогнетривкі матеріали ‒ діоксид

цирконію ZrO₂ (температура плавлення 2800К⁰), оксид берилію

BeO (2870К⁰), діоксид торію ThO₂ (ЗЗООК⁰), тощо.

Нещодавно у світовій практиці розпочали застосовувати

штучні високотемпературні волокна у вигляді вати та різних гнучких виробів, що значно скорочує час і затрати праці на монтаж та футерування печей.