Силицированные графиты

Силицированный графит — это высокотехнологичный композитный материал на основе углерода, чистого кремния и карбида кремния. Трехкомпонентный композит обладает необычайно высокой износостойкостью и другими уникальными свойствами, которые определили его широкую востребованность в различных отраслях народного хозяйства. 

ПРОИЗВОДСТВО СИЛИЦИРОВАННОГО ГРАФИТА И ЕГО ПРЕИМУЩЕСТВА

Получают материал обработкой разных марок пористого графита расплавом кремния или его парами. При этом происходит инфильтрация атомов кремния внутрь пор заготовки. При температуре выше 1600 °C происходит химическая реакция, в результате которой образуется карбид SiC, но определенное количество углерода и непрореагировавшего кремния сохраняется в чистом виде. По завершении процесса получается высокотвердая коррозионно- и эрозионностойкая керамика плотностью от 2,1 до 3 г/см3. Карбид кремния «дарит» ей отличную жаропрочность и жаростойкость, а графит – превосходную устойчивость к многократным перепадам температуры и самосмазываемость.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛА

• Способность выдерживать механические нагрузки, а также отличное сопротивление коррозии при воздействии высоких температур.
• Устойчивость к тепловым ударам и многочисленным теплосменам.
• Отличная теплопроводность.
• Химическая инертность к многим агрессивным веществам, в том числе расплавам металлов, концентрированным кипящим кислотам.
• Герметичность по отношению к газам и жидкостям.
• Антифрикционность.

Исследования с помощью методов рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии под контролем ультразвуковой тест-системы показали, что карбидокремниевый композит показывает отличную устойчивость к кавитационной эрозии.

Физико-механические и теплофизические свойства композита в значительной степени определяются соотношением компонентов в его составе, прежде всего, содержанием карбида кремния (SiC). Фазовый состав керамики зависит от плотности, пористости и компонентного состава исходной графитовой заготовки. Эти показатели оказывают огромное влияние на процесс силицирования, на полноту пропитки материала

ПРИМЕНЕНИЕ

Наиболее востребованная продукция из силицированного графита в настоящее время в металлургии и нефтехимическом машиностроении:

• рабочие части и узлы трения насосов для перекачки газообразных и жидких сред, в том числе агрессивных (подшипники скольжения, уплотнительные кольца).
• оснастка и комплектующие для печей (чехлы для термопар, нагреватели, тигли, подложки и др.).

Производимые марки графита:

СГ-М – силицированный графит (мягкий), применяется в областях, где требования к износостойкости не критичны, но предъявляются требования к жаропрочности деталей. Обычно из данного графита изготавливают чехлы для термопар, нагреватели, тигли.

Чехлы для термопар, защитный чехол – используются на предприятиях литейной промышленности в качестве насадки на термопару при измерении нагретых до высоких температур (до 1800 градусов Цельсия) поверхностей металлов.

СГ-П – силицировнный графит (пористый), обладает низкой пористостью, используется в производстве, требующем повышенное сопряжение поверхностей в качестве пар трения торцевых уплотнений. 

Из данной марки графита изготавливают антифрикционные изделия:

• кольца трения для торцовых уплотнений, подшипники скольжения.

• втулки и вкладыши герметичных насосов марок ЦГ, БЭН и др., например:

Втулка - 8 КЕ 213.325
Вкладыш - 8 КЕ 263.271
Втулка - 8 КЕ 213.329
Втулка - 8 КЕ 210.817-03
Вкладыш - 8 КЕ 263.150
Втулка - 8 КЕ 219.113
Втулка - 8 ВШ.210.143
Вкладыш - 8 ВШ.263.013
Втулка - 8 КЕ.210.817-04
Вкладыш - 8 КЕ.263.150-01
Втулка - 8 КЕ.213.866
Вкладыш - 8 КЕ.263.801
Втулка - 8 ВШ.210.144
Вкладыш - 8 ВШ.263.006
Втулка - 8 КЕ.213.388
Вкладыш - 8 КЕ.263.440
Вкладыш - 8 КЕ 213.511
Вкладыш - 8 ВШ.263.009
Втулка - 8 КЕ 214.837 и др.

БСГ-30 – боросилицированный графит, для придания особых свойств в расплавленный кремний добавляют бор, алюминий. Структура изделий дополнительно усиливается карбидами соответствующих металлов. Изделия из данного графита используются в агрессивных абразивных средах, практически не смачивается металлом. Обычно из данного графита изготавливают чехлы для термопар и втулки.

Физико-механические показатели производимых марок графита: