碳化矽製品素坯成型方法與流程
2023-09-20 21:18:40 2
本發明涉及一種碳化矽製品素坯成型方法，尤其是一種碳化矽研磨桶素坯或碳化矽爐膽素坯成型方法。
背景技術：
碳化矽製品因其具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的優異特性,在各個領域的應用越來越廣泛。目前,國內外碳化矽生產企業製作加工碳化矽素坯的方法主要有澆注成型、擠出成型和壓力成型幾種。但現有的碳化矽製品素坯成型方法、尤其是現有的碳化矽研磨桶素坯及碳化矽爐膽素坯成型方法，存在產品氣孔多、緻密度低、易有內傷、壁厚不均、產品合格率低的缺陷。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種碳化矽製品素坯成型方法，以提高碳化矽素坯的內在質量和工作效率、提高產品合格率。
為解決上述技術問題，本發明包括以下步驟：
（1）先將碳化矽微粉與碳黑按重量份7～12：1的比例放入攪拌裝置中攪拌50～60分鐘，然後加入佔碳化矽微粉與碳黑重量8～9%的粘結劑，再加入佔碳化矽微粉與碳黑重量30～40%的純淨水，攪拌5～6小時，使料漿充分混合均勻並揮發掉多餘的水分，得到含水率18～22%的泥料；
（2）將上述泥料投入煉泥機，在-0.06～-0.1個大氣壓的狀態下，將泥料中的空氣抽掉，得到真空度為90～95%的泥料；
（3）取適量的泥料置於模具中，在滾壓機上通過模具和滾頭的互相作用,使泥料變成需要的毛坯形狀；
（4）將模具連同模具中毛坯放入烤房，在攝氏65～80度溫度條件下，烘烤18～20小時，將烤乾後毛坯脫模，製得碳化矽製品素坯。
所述的粘結劑為氰基丙烯酸酯。
所述的碳化矽製品為碳化矽研磨桶或碳化矽爐膽。
所述的碳化矽微粉與碳黑的重量比為9～10：1。
本發明具有如下優點效果：
本發明的碳化矽製品素坯成型方法，由於在泥料加工過程中經過充分攪拌，並且攪拌後的泥料中的空氣被抽掉，泥料的緻密度明顯提高，氣孔率明顯降低，通過滾壓機上的模具和滾頭的互相作用,使泥料變成需要的毛坯形狀，毛坯壁厚均勻，重量一致。經檢測對比，碳化矽製品素坯密度由澆注成型的2.8-2.9g/cm3提高到3.02g/cm3左右，抗壓力由147KN提高到222KN左右。為規範化生產、標準化生產和大規模生產提供了有力的技術支撐。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步描述，但要求保護的範圍並不局限於所述實施例。
實施例1
1）將200公斤碳化矽微粉和20公斤碳黑倒入攪料桶攪拌60分鐘後，加入18公斤的氰基丙烯酸酯作為粘結劑和80公斤的純淨水攪拌6小時，使料漿充分均勻並揮發掉多餘的水分，得到含水率18%的泥料。
2）將上述泥料投入煉泥機，在-0.1個大氣壓的狀態下，使用煉泥機將泥料中的空氣抽掉，得到真空度為95%的泥料，提高泥料的緻密度。
3）取一個用於成型碳化矽爐膽素坯的模具放在滾壓機上，蓋上蓋子固定模具，然後取2.5公斤泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,得到直徑126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化矽爐膽毛坯。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作200次，得到200件同規格的產品；
同理，取一個用於成型碳化矽研磨桶素坯的模具放在滾壓機上，然後取適量泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,一件碳化矽研磨桶毛坯成型。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作。
4）將模具連同模具中毛坯放入烤房，在攝氏80度溫度條件下，烘烤18小時，將烤乾後毛坯脫模，一批碳化矽膽素坯或碳化矽研磨桶素坯加工完成。
本發明中，所用煉泥機為通用真空煉泥機，滾壓機為通用滾壓機，所用模具為鋼製模具（下同）。
檢測結果：碳化矽膽素坯密度 3.018 g/cm3，抗壓力221.7KN。
實施例2
1）將100公斤碳化矽微粉和10.5公斤碳黑倒入攪料桶攪拌50分鐘後，加入9.5公斤的氰基丙烯酸酯作為粘結劑和42公斤的純淨水攪拌5小時，使料漿充分均勻並揮發掉多餘的水分，得到含水率22%的泥料。
2）將上述泥料投入煉泥機，在-0.07個大氣壓的狀態下，使用煉泥機將泥料中的空氣抽掉，得到真空度為93%的泥料，提高泥料的緻密度。
3）取一個用於成型碳化矽爐膽素坯的模具放在滾壓機上，蓋上蓋子固定模具，然後取2.5公斤泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,得到直徑126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化矽爐膽毛坯。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作100次，得到100件同規格的產品；
同理，取一個用於成型碳化矽研磨桶素坯的模具放在滾壓機上，然後取適量泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,一件碳化矽研磨桶毛坯成型。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作。
4）將模具連同模具中毛坯放入烤房，在攝氏75度溫度條件下，烘烤20小時，將烤乾後毛坯脫模，一批碳化矽膽素坯或碳化矽研磨桶素坯加工完成。
檢測結果：碳化矽膽素坯密度3.021 g/cm3，抗壓力222.1KN。
實施例3
1）將100公斤碳化矽微粉和11公斤碳黑倒入攪料桶攪拌55分鐘後，加入9.9公斤的氰基丙烯酸酯作為粘結劑和37公斤的純淨水攪拌5.5小時，使料漿充分均勻並揮發掉多餘的水分，得到含水率20%的泥料。
2）將上述泥料投入煉泥機，在-0.06個大氣壓的狀態下，使用煉泥機將泥料中的空氣抽掉，得到真空度為90%的泥料，提高泥料的緻密度。
3）取一個用於成型碳化矽爐膽素坯的模具放在滾壓機上，蓋上蓋子固定模具，然後取2.5公斤泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,得到直徑126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化矽爐膽毛坯。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作100次，得到100件同規格的產品；
同理，取一個用於成型碳化矽研磨桶素坯的模具放在滾壓機上，然後取適量泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,一件碳化矽研磨桶毛坯成型。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作。
4）將模具連同模具中毛坯放入烤房，在攝氏70度溫度條件下，烘烤19小時，將烤乾後毛坯脫模，一批碳化矽膽素坯或碳化矽研磨桶素坯加工完成。
檢測結果：碳化矽膽素坯密度 3.022 g/cm3，抗壓力222.3KN。
實施例4
1）將100公斤碳化矽微粉和14公斤碳黑倒入攪料桶攪拌50分鐘後，加入9.6公斤的氰基丙烯酸酯作為粘結劑和35公斤的純淨水攪拌5小時，使料漿充分均勻並揮發掉多餘的水分，得到含水率22%的泥料。
2）將上述泥料投入煉泥機，在-0.08個大氣壓的狀態下，使用煉泥機將泥料中的空氣抽掉，得到真空度為93%的泥料，提高泥料的緻密度。
3）取一個用於成型碳化矽爐膽素坯的模具放在滾壓機上，蓋上蓋子固定模具，然後取2.5公斤泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,得到直徑126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化矽爐膽毛坯。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作100次，得到100件同規格的產品；
同理，取一個用於成型碳化矽研磨桶素坯的模具放在滾壓機上，然後取適量泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,一件碳化矽研磨桶毛坯成型。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作。
4）將模具連同模具中毛坯放入烤房，在攝氏65度溫度條件下，烘烤20小時，將烤乾後毛坯脫模，一批碳化矽膽素坯或碳化矽研磨桶素坯加工完成。
檢測結果：碳化矽膽素坯密度3.02 g/cm3，抗壓力 222.1 KN。
實施例5
1）將100公斤碳化矽微粉和8.5公斤碳黑倒入攪料桶攪拌55分鐘後，加入9公斤的氰基丙烯酸酯作為粘結劑和40公斤的純淨水攪拌5.5小時，使料漿充分均勻並揮發掉多餘的水分，得到含水率22%的泥料。
2）將上述泥料投入煉泥機，在-0.09個大氣壓的狀態下，使用煉泥機將泥料中的空氣抽掉，得到真空度為93%的泥料，提高泥料的緻密度。
3）取一個用於成型碳化矽爐膽素坯的模具放在滾壓機上，蓋上蓋子固定模具，然後取2.5公斤泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,得到直徑126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化矽爐膽毛坯。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作100次，得到100件同規格的產品；
同理，取一個用於成型碳化矽研磨桶素坯的模具放在滾壓機上，然後取適量泥料置於模具中，開啟滾壓機，通過模具和滾頭的互相作用，約1分鐘,一件碳化矽研磨桶毛坯成型。將模具連同模具中毛坯從滾壓機上取走，放入一個新的模具，重複上述動作。
4）將模具連同模具中毛坯放入烤房，在攝氏75度溫度條件下，烘烤19小時，將烤乾後毛坯脫模，一批碳化矽膽素坯或碳化矽研磨桶素坯加工完成。
檢測結果：碳化矽膽素坯密度 3.019 g/cm3 ，抗壓力221.8KN。