低压铸铝用升液管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低压铸铝用升液管及其制备方法，属于特种陶瓷技术领域，升液管本体配料重量百分组成为：３５０目筛金属硅粉１５－２０％、３２５目筛氮化硅粉１－５％、３２５目筛烧结莫来石粉５－１０％和碳化硅颗粒料６８－７８％。本发明专利技术低压铸铝用升液管配料组成中，尤其选用烧结莫来石作添加剂，使升液管具有了良好的使用性能，并且采用振动注凝成型技术，使坯体内部结构均匀一致，质量好，而且设备投资低，生产工艺简，单易操作控制，方便实施。

Liquid lifting tube for low pressure aluminium casting and preparation method thereof

The present invention relates to a lift tube and a preparation method of a low pressure cast aluminum, which belongs to the technical field of special ceramics, lift tube body ingredients by weight percent: 4.17-18.5 350 mesh metal powder 15 - 20%, 325 - 5% 1 mesh sieve silicon nitride powder, 325 mesh sintered mullite powder of 5 - 10% and silicon carbide pellets 6878%. The low pressure cast aluminum lift tube composition, especially using sintered mullite as additive, the lift tube has good performance, and the vibration of gelcasting technology, the internal structure of green body uniformity, good quality, and low equipment investment, simple production process, easy operation and single control convenient implementation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于特种陶瓷

技术介绍
升液管是低压铸铝机上的关键部件之一，它的性能直接影响铸铝产品的质量和生产效 率。升液管的工作条件要求其应当具有耐热震性好、抵抗高温铝液的腐蚀、与铝液不浸润、 并具有良好的气密性和抗热冲击疲劳性。市场上现有的升液管因存在各种问题限制了其应 用，金属材质的有粘铝液问题，金属与陶瓷复合结构的，因其制造工艺繁琐、成本高，不被 市场看好，应用较多的是钛酸铝和氮化硅结合碳化硅材质的，具有良好的使用性能，成为前 述两种升液管的替代材料。钛酸铝价格低廉，但其耐腐蚀性不及氮化硅结合碳化硅，而目前 氮化硅结合碳化硅材料升液管的制造工艺大多采用注浆或等静压成型，注浆成型的坯体内部 结构不均匀，容易在氮化烧成时出现层裂等缺陷，影响产品质量，而且等静压成型成本高、价格昂贵，推广应用比较困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低压铸铝用升液管，质量好，性能好；同时提供了科学合理、 简单易行的制备方法。本专利技术所述的低压铸铝用升液管，有升液管本体，其配料重量百分组成为350目筛金属硅粉 15-20%325目筛氮化硅粉 1-5%325目筛烧结莫来石粉 5-10%碳化硅颗粒料 68-78% 其中碳化硅颗粒料的重量级配为l-3mm粒径的颗粒料48-52%， 0. 05-lmra粒径的颗粒 料18-22%,过350目筛的粉料28-32%。升液管本体的外表面可施有复合层，复合层的配料重量百分组成为325目筛烧结莫来石粉 5—10%350目筛金属硅粉 82—89%325目筛碳化硅细粉 5_10%。本专利技术科学合理、简单易行的制备方法如下依次经过配料、球磨制浆、振动注凝成型、干燥和氮化烧成后制得，球磨制浆时，为防 止碳化硅大颗粒被磨碎以及使氮化硅结合料均匀包覆在碳化硅表面，首先将配料中除碳化硅 颗粒料之外的原料入磨球磨混合0. 5-3小时，出浆后再加入碳化硅颗粒料搅拌均匀。振动注凝成型时，与通常的注凝方法一样，采用丙烯酰胺作为单体，加入量为配料重量的3 8%，采用N， N'—亚甲基双丙烯酰胺作为交链剂，加入量为配料重量的0. 3-5%。 料浆经真空抽气处理， 一般地，边搅拌边抽气，直到真空度达到-O. lMPa，保压25-35分钟后， 加入重量浓度为15-20%的过硫酸铵水溶液作引发剂，再次在真空度-O. lMPa下搅拌5 15 分钟至引发剂均匀分散于料浆，在振动(频率》2000次/分，振幅《2ram)的同时把料浆注 入模腔中，固化后20-90分钟脱模。复合层在振动注凝成型后的坯体表面施加，将复合层配料用水介质混合均匀制成浆料备 用，或涂敷，或浸沾，干燥后进行氮化烧成，控制干燥后复合层厚度为0.2—lmm，以便提 高气密性，保证能承受5kg/cm2以上的气压。烧成温度为1500士50'C。氮化烧成的烧成制度控制为(1) 室温-60(TC，升温时间15-20小时，保温4-6小时后，炉内抽真空至真空度为 -0. lMPa，然后向炉内充氮气至炉内压力0. 05MPa;(2) 600°C-1500°C，升温及保温时间共80-100小时，烧成温度下保温4-6小时，炉内 压力始终控制为0. 05-0. 5MPa,其中在IOOO'C和1200。C温度下各保温20-40小时。利用本专利技术制备方法获得的升液管具有热震稳定性好，20-100(TC50次不裂，热膨胀系 数低，密度高，抗折强度高，并且与铝熔液不浸润，耐腐蚀性好，气孔率低于10%，使用寿 命长，可使用50-70天时间，各项理化指标如下气孔率 4-6%体积密度 2. 7-2. 9g/cm3高温抗折(1400°C) 60-63MPa常温抗折 50-55 MPa热膨胀系数 4.0-4. 5X1(T/°C (20-1400°C)气密性 4. 5-6. 0kg/cm2。本专利技术低压铸铝用升液管配料组成，尤其选用烧结莫来石作添加剂，使升液管具有了良 好的使用性能，并且采用振动注凝成型技术，使坯体内部结构均匀一致，质量好，而且设备投资低，生产工艺简，单易操作控制，方便实施。 具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。试验所用原料要求金属硅粉过350目筛，氮化硅粉过325目筛，烧结莫来石粉过325目筛，碳化硅细粉 325目筛，碳化硅颗粒料重量级配为l-3mm粒径的颗粒料50%， 0. 05-l固粒径的颗粒料20%， 过350目筛的粉料30%。 实施例1按重量百分比称取以下各原料金属硅粉16%、氮化硅粉1%、烧结莫来石5%，加入配 料重量的6%丙烯酰胺单体和2W的N， N ' —亚甲基双丙烯酰胺作为交链剂湿磨混合1小时， 出磨后加入78%碳化硅颗粒级配料，搅拌均匀并真空除气，加入重量浓度为15%的过硫酸铵 水溶液作引发剂，把处理好的料浆注入保持振动状态的模腔中，振动频率2000次/分，振幅 1.5mm，固化后30分钟脱模成型，干燥至水分<0.5%装炉烧成。氮化烧成的烧成制度控制为(1) 室温-600'C，升温时间18小时，保温5小时后，炉内抽真空至真空度为-0. lMPa， 然后向炉内充氮气至炉内压力0. 05MPa;(2) 600°C-150CTC,升温及保温时间共90小时，烧成温度下保温5小时，炉内压力始 终控制为0. 3MPa，其中在1000。C和1200。C温度下各保温30小时。获得的产品技术指标如下气孔率 4%体密 2.9g/cm3高温抗折(1400。C): 60MPa 常温抗折 52 MPa热膨胀系数 4.3X10—7。C (20-1400°C)气密性 5.0kg/cm2 。实施例2按重量百分比称取以下各原料金属硅粉18%、氮化硅粉4%、烧结莫来石10%，加入配 料重量的4%丙烯酰胺单体和1W的N， N'—亚甲基双丙烯酰胺作为交链剂湿磨混合1.5小 时，出磨后加入68%碳化硅颗粒级配料，搅拌均匀并真空除气，加入重量浓度为18%的过硫 酸铵水溶液作引发剂，把处理好的料浆注入保持振动状态的模腔中，振动频率2050次/分，振幅1.8mm，固化后40分钟脱模成型，干燥至水分<0. 5%装炉烧成。 氮化烧成的烧成制度控制为(1) 室温-60(TC，升温时间16小时，保温6小时后，炉内抽真空至真空度为-O. lMPa， 然后向炉内充氮气至炉内压力0. 05MPa;(2) 600'C-1450°C，升温及保温时间共95小时，烧成温度下保温3. 5小时，炉内压力 始终控制为0. 4MPa，其中在IOOO'C和1200'C温度下各保温35小时。获得的产品技术指标如下 气孔率 5% 体密 2.8g/cm3高温抗折(1400'C): 61MPa 常温抗折 52MPa 热膨胀系数 4.4X10"7。C (20-1400°C)气密性 4. 8kg/cm2 。实施例3按重量百分比称取以下各原料金属硅粉18%、氮化硅粉2%、烧结莫来石8%，加入配 料重量的3%丙烯酰胺单体和0. 8W的N， N ' —亚甲基双丙烯酰胺作为交链剂湿磨混合2小 时，出磨后加入72%碳化硅颗粒级配料，搅拌均匀并真空除气，加入重量浓度为16%的过硫 酸铵水溶液作引发剂，把处理好的料浆注入保持振动状态的模腔中，振动频率2100次/分， 振幅1.6mm，固化后35分钟脱模成型，干燥至水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压铸铝用升液管，有升液管本体，其特征在于配料重量百分组成为：　３５０目筛金属硅粉　１５－２０％　３２５目筛氮化硅粉　１－５％　３２５目筛烧结莫来石粉　５－１０％　碳化硅颗粒料：　６８－７８％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高礼文，樊震坤，许业静，刘天程，范勇，刘宝英，刘德军，
申请(专利权)人：山东硅苑新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]