本發明屬于電加熱元件領域,具體涉及一種1800型高溫硅鉬棒生產工藝。
背景技術:
六十年代瑞典的康泰爾(Kanthal)公司研制出可在空氣環境中1773K 以上溫度使用的以二硅化鉬為主要成分的硅鉬棒發熱元件,開拓了二硅化鉬作為結構材料使用的先例,從此之后,硅鉬棒發熱體在工業中得到廣泛的應用。由于硅鉬棒有升溫速度快和使用溫度高的特點,經過不斷技術改良后硅鉬棒的使用壽命明顯提高,成為高溫發熱元件的主流。
我國從七十年代開始研制二硅化鉬發熱元件,并逐漸商品化。近十年來,我國材料界對二硅化鉬作為高溫結構材料的研究也開始重視,在材料的基礎理論、制備工藝優選以及改進材料特性等方面的研究已逐步展開,并取得一些進展。但從文獻報道的數據來看,在復合強化以及應用方面的研究水平仍處于發達國家八十年代的水平。改善高溫強度和提高使用溫度是MoSi2 發熱體改性研究的方向。而現有的高溫硅鉬棒的使用溫度最多能達到1700℃,很少能夠達到1800℃。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供1800型高溫硅鉬棒生產工藝。
基于上述目的,本發明采用以下技術方案:1800型高溫硅鉬棒生產工藝,步驟為:
(1)將100重量份二硅化鉬、1~3重量份鉬粉、5~10重量份氧化釩、2~4重量份的碳粉在氫氣氣氛中混合均勻,然后加入10重量份膨潤土混勻制得預混料;所述二硅化鉬和膨潤土的粒度為1.0~2.8μm;
(2)將10~15重量份聚丙烯酰胺、1.5~2重量份二氧化硅、1~2重量氫氧化鋯和100重量份水混合,制得成型劑;
(3)將預混料加入成型劑中,并在混煉機中混煉1h后,擠出成型、烘干,然后置于氫氣氣氛、1800℃下燒結0.5~1h,然后置于1600~1800℃的空氣氣氛中加熱2h,然后冷卻至室溫即可。
進一步地,所述二硅化鉬的粒度為1.0μm。
進一步地,步驟(3)中燒結時以硅鋯鹽為助燒劑。
與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
(1)本發明在二硅化鉬中加入一定的鉬粉、氧化釩和碳粉,使用膨潤土做粘合劑,聚丙烯酰胺、二氧化硅、氫氧化鋯和水為成型劑,制備出能適用于1800℃的高溫硅鉬棒,抗彎強度能達到32.8kg/mm2以上。
(2)本發明選擇二硅化鉬和膨潤土的粒度為1.0~2.8μm,通過選擇細粒度的二硅化鉬,降低了基體的氣孔率,提高了產品的致密度,相應減少了棒體的表面缺陷,從而使得基體的抗彎強度明顯提高,能達到32.8kg/mm2以上,尤其是選擇粒度為1.0μm時,硅鉬棒的抗彎強度能夠高達43.9 kg/mm2。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
1800型高溫硅鉬棒生產工藝,步驟為:
(1)將100重量份二硅化鉬、1重量份鉬粉、5重量份氧化釩、2重量份的碳粉在氫氣氣氛中混合均勻,然后加入10重量份膨潤土混勻制得預混料;所述二硅化鉬和膨潤土的粒度為1.0μm;
(2)將10重量份聚丙烯酰胺、1.5重量份二氧化硅、2重量氫氧化鋯和100重量份的水混合,制得成型劑;
(3)將預混料加入成型劑中, 在混煉機中混煉1h后,擠出成型、烘干,然后置于氫氣氣氛、1800℃下燒結1h,采用硅鋯鹽為助燒劑,然后置于1800℃的空氣氣氛中加熱2h,然后冷卻至室溫即可。
經測定硅鉬棒的抗彎強度能夠高達43.9 kg/mm2。
實施例2
1800型高溫硅鉬棒生產工藝,步驟為:
(1)將100重量份二硅化鉬、3重量份鉬粉10重量份氧化釩、4重量份的碳粉在氫氣氣氛中混合均勻,然后加入10重量份膨潤土混勻制得預混料;所述二硅化鉬和膨潤土的粒度為2.8μm;
(2)將15重量份聚丙烯酰胺、2重量份二氧化硅、2重量氫氧化鋯和100重量份的水混合,制得成型劑;
(3)將預混料加入成型劑中, 在混煉機中混煉1h后,擠出成型、烘干,然后置于氫氣氣氛、1800℃下燒結0.5h,采用硅鋯鹽為助燒劑,然后置于1600℃的空氣氣氛中加熱2h,然后冷卻至室溫即可。
經測定硅鉬棒的抗彎強度能夠能夠達到32.8kg/mm2。
實施例3
1800型高溫硅鉬棒生產工藝,步驟為:
(1)將100重量份二硅化鉬、2重量份鉬粉、7重量份氧化釩、3重量份的碳粉在氫氣氣氛中混合均勻,然后加入10重量份膨潤土混勻制得預混料;所述二硅化鉬和膨潤土的粒度為1.5μm;
(2)將12重量份聚丙烯酰胺、2重量份二氧化硅、2重量氫氧化鋯和100重量份的水混合,制得成型劑;
(3)將預混料加入成型劑中, 在混煉機中混煉1h后,擠出成型、烘干,然后置于氫氣氣氛、1800℃下燒結1h,采用硅鋯鹽為助燒劑,然后置于1700℃的空氣氣氛中加熱2h,然后冷卻至室溫即可。
經測定硅鉬棒的抗彎強度能夠能夠達到36.8kg/mm2。
實施例4
1800型高溫硅鉬棒生產工藝,步驟為:
(1)將100重量份二硅化鉬、1重量份鉬粉、5重量份氧化釩、2重量份的碳粉在氫氣氣氛中混合均勻,然后加入10重量份膨潤土混勻制得預混料;所述二硅化鉬和膨潤土的粒度為2.3μm;
(2)將10重量份聚丙烯酰胺、1.5重量份二氧化硅、2重量氫氧化鋯和100重量份的水混合,制得成型劑;
(3)將預混料加入成型劑中, 在混煉機中混煉1h后,擠出成型、烘干,然后置于氫氣氣氛、1800℃下燒結1h,采用硅鋯鹽為助燒劑,然后置于1800℃的空氣氣氛中加熱2h,然后冷卻至室溫即可。
經測定硅鉬棒的抗彎強度能夠高達42.1kg/mm2。