一種等靜壓成型矽碳棒新方法與流程

2023-05-30 17:19:17

本發明涉及一種等靜壓成型矽碳棒新方法。屬於陶瓷發熱元件矽碳棒領域。

技術背景

目前在矽碳棒行業，普遍採用冷擠壓成型。在矽碳棒配料中加入14％的粘結劑，混料後，冷擠壓成型。經過烘乾，在碳管爐內高溫燒結，矽碳棒氣孔率增大。冷擠壓成型的矽碳棒發熱部為空心管，在高溫條件下氧化從碳碳棒外部和內部同時進行，嚴重影響矽碳棒使用壽命。現有矽碳棒生產工藝，發熱部高溫燒結，冷端部高溫滲矽，每根棒部要進行兩次真空焊接，工藝複雜，效率低。增加了能源、人力和廠房、設備費用，生產成本加大。

上海東海高熱耐火製品有限公司，引進日本東海高熱株式會社矽碳棒製造技術，產品說明書寫明採用擠壓成型、焊結工藝、其配料粘結劑佔13.88％。

專利號95100397.6發明專利，其特點是矽碳棒發熱部、冷端部分別冷擠壓成型。烘乾接棒後進行烘處。烘處後坯體浸瀝青，在1800℃-1900℃溫度下一次燒成，具有密度均勻，成品率高，生產周期短，減少能源消耗的優點。專利技術發熱部配料，粘結劑聚烯乙醇5％，糊精4％，加3-4倍水。燒結後氣孔率增大，在高溫條件下，矽碳棒易氧化。使用壽命只有2000-3000小時。

技術實現要素：

本發明目的是為了改進矽碳棒冷擠壓成型密度低，粘結劑用量大，燒結後氣孔率大，矽碳棒壽命短，工藝複雜，效率低等缺限，提供一種新的成型方法。本發明可以通過利用等靜壓機壓制坯體密度高，密度均勻，配料粘結劑用量少的特點，採用等靜壓成形矽碳棒，其優點是：減少矽碳棒配料粘結劑的用量，提高矽碳棒密度，增加矽碳棒使用壽命，提高生產效率，減少生產成本。

實施方式

本發明可以通過以下措施達到：等靜壓模具由代孔的鋼筒1、橡膠套2、橡膠塞3組成。混配好的矽碳棒料，按照冷端部料4，發熱部料5，冷端部料4先後順序裝進模具中，橡膠塞3塞緊封口。裝好料的模具，放進等靜壓機高壓缸體中壓製成型，壓力100Mpa-230Mpa，保壓6分鐘。成型的矽碳棒坯體為一冷端部和發熱部連接在一起的實芯棒。200℃-300℃溫度烘乾8小時，高溫碳管爐燒結。溫度2100℃-2200℃，保溫40分鐘。

矽碳棒發熱部配料由三種粒度碳化矽組成，其中：90#64％、180#25％、W111％。外加2％的碳化硼，2％二矽化鉬，6％的樹脂膠。冷端部料由二種粒度碳化矽組成，90#60％、180#20％、20％240#電極石墨粉，外加2％碳化硼，6％的樹脂膠，分別用混料機混均勻。

本發明與現有工藝和95100397.6發明專利比較有以下優點：等靜壓成型矽碳棒密度高、密度均勻、粘結劑用量少、矽碳棒一次燒成。加入少量二矽化鉬，提高矽碳棒抗氧化性。

本發明工藝簡單，由十七道工序，減為8道工序，從投料到出產品，由5天縮短為2天。本發明省去接棒、焊結工序，節省人力，節省能源，節省廠房、設備，降低了生產成本。

附圖說明

附圖是等靜壓機模具和矽碳棒冷端部料、發熱部料的組裝圖。圖中1為代孔的鋼筒，2橡膠套，3像膠塞，4矽碳棒冷端部料，5矽碳棒發熱部料。

工藝流程：

矽碳棒發熱部混配料，矽棒冷端部混配料；裝模；壓製成型；脫模；烘乾；燒結；檢查；噴鋁。