一种铝熔体超声波净化系统导入杆的制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种铝熔体超声波熔体净化系统导入杆的制备方法，第一步，将质量比为30~90%氧化铝粉末、1%~30%的碳化硅粉末和1%~20%的氮化硅粉末充分混合；第二步，将上述混合物放入在60~80℃下压铸成型；第三步，成型坯料在电阻炉或中频感应炉中加热至1200~1500℃，至一定时间后加压至10～15MPa，最终制得所需形状的晶须强化氧化铝陶瓷导入杆。本发明专利技术通过使用氮化硅和碳化硅等晶须或长纤维对氧化铝陶瓷进行复合增韧；晶须增韧陶瓷基体，使其可长期承受超声波的能量传递和冲击，提高探头在高温熔体中的使用寿命至七天以上。

Preparation method of lead rod for ultrasonic cleaning system of aluminium melt

The invention discloses a preparation method, ultrasonic molten aluminum melt purification system into the rod of the first step, the mass ratio of silicon nitride powder is 30~90% 1%~30% alumina powder, silicon carbide powder and 1%~20% mixing; the second step, the mixture into the casting under 60~80 DEG C; the third step, forming blank in resistance furnace and medium frequency induction furnace is heated to 1200~1500 DEG C, to a certain time after pressurized to 10 ~ 15MPa, finally makes the whisker required shape of alumina ceramics import rod. The present invention by the use of silicon nitride and silicon carbide whisker or long fiber composite toughening of alumina ceramics; whisker toughening ceramic matrix, so that it can withstand the ultrasonic energy transfer and long-term impact, improve the service life of the probe in the melt at high temperature to more than seven days.

【技术实现步骤摘要】
一种铝熔体超声波净化系统导入杆的制备方法
本专利技术属于金属
，具体涉及一种铝熔体超声波净化系统导入杆的制备方法。
技术介绍
功率超声波在金属熔体中传播时产生空化、声流等特殊效应，是一种比较新的熔体处理技术。超声波金属熔体处理系统由超声波振动部件和超声波发生器两部分构成：超声波振动部件用于产生超声波振动--主要包括超声波换能器、超声波变幅杆和导入杆，并将此振动能量向金属熔体中发射。换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。超声波变幅杆按设计需要放大振幅，隔离金属熔体和热能传递，同时也起到固定整个超声波振动系统的作用。导入杆与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给导入杆，再由导入杆将超声波能量发射到金属熔体中。金属熔体在冷却或压住过程中接受到超声波，其晶粒结构等将会产生显著变化，从而提高金属各种物理特性。由于导入杆在高温熔体中做高频振动，导入杆的材料和结构对其使用寿命有关键性的影响。导入杆在金属熔体中长期工作，导入杆会逐步被腐蚀。腐蚀后导入杆长度变化，导致导入杆共振频率变化，而超声波设备不能自动调整共振频率，导致设备不能工作或损坏，且导入杆使用寿命短，不能满足生产需求，增加成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种铝熔体超声波熔体净化系统导入杆的制备方法，通过使用氮化硅和碳化硅等晶须或长纤维对氧化铝陶瓷进行复合增韧；晶须增韧陶瓷基体，使其可长期承受超声波的能量传递和冲击，提高探头在高温熔体中的使用寿命至七天以上。本专利技术采用的技术方案为：一种铝熔体超声波熔体净化系统导入杆的制备方法，包括以下步骤：第一步，将质量比为30~90%氧化铝粉末、1%~30%的碳化硅粉末和1%~20%的氮化硅粉末充分混合；第二步，将上述混合物放入在60~80℃下压铸成型；第三步，成型坯料在电阻炉或中频感应炉中加热至1200~1500℃，至一定时间后加压至10～15MPa，最终制得所需形状的晶须强化氧化铝陶瓷导入杆。本专利技术产生的有益效果是：1、陶瓷材料强度高，增强了韧性，导入杆通过螺纹与变幅杆连接处在使用时不易脆裂。2、陶瓷材料抗氧化、耐高温熔体腐蚀，使用过程中不会污染金属熔体。3、陶瓷材导入杆在铝熔体中连续使用寿命可达180h以上。附图说明图1为铝熔体超声波净化系统的结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，铝熔体超声波净化系统包括支架、超声波换能装置、变幅杆和导入杆，石墨坩埚中盛放高温熔体，导入杆伸入高温熔体中工作。以下为本专利技术的一种实施例。对于导入杆的制备方法，将质量比为75%的氧化铝粉末、7%的碳化硅粉末和18%的氮化硅粉末充分混合，将混合物放入到70℃的压模中压铸成型，将成型的胚料在中频感应炉中加热至1400℃并保持7分钟，时间到后将胚料加压至11MPa，得到所需形状的晶须强化氧化铝陶瓷导入杆。本专利技术的原理是：晶须是具有一定长径比(直径0.1~1.8um，长35~l50um)且缺陷少的陶瓷单晶。其具有很高的强度，是一种非常好的陶瓷基复合材料的增韧增强体；纤维长度较陶瓷晶须长数倍，也是一种很好的陶瓷增韧体，同时两者可复合实用。用碳化硅、氮化硅等晶须或碳、碳化硅等长纤维对氧化铝陶瓷进行复合增韧，晶须或纤维的加入可以增加断裂表面，即增加了裂纹的扩展通道。晶须拔出或断裂时都会消耗一部分能量，有利于阻止裂纹的扩展，此外晶须对裂纹还有桥联、钉扎、偏转等作用也能显著提高材料的韧性。因此当裂纹扩展的剩余能量渗入到纤维(晶须)，发生纤维(晶须)的拔出、脱粘和断裂时，导致断裂能被消耗或裂纹扩展方向发生偏转等，从而使复合材料韧性得到提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝熔体超声波熔体净化系统导入杆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，将质量比为30~90%氧化铝粉末、1%~30%的碳化硅粉末和1%~20%的氮化硅粉末充分混合；第二步，将上述混合物放入在60~80℃下压铸成型；第三步，成型坯料在电阻炉或中频感应炉中加热至1200~1500℃，至一定时间后加压至10～15MPa，最终制得所需形状的晶须强化氧化铝陶瓷导入杆。

【技术特征摘要】
1.一种铝熔体超声波熔体净化系统导入杆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，将质量比为30~90%氧化铝粉末、1%~30%的碳化硅粉末和1%~20%的氮化硅粉末充分混合；第二步，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑新才，曹海军，刘伟，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司商丘供电公司，
类型：发明
国别省市：河南,41