一種高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，屬于耐火材料制備和應用技術領域。
【背景技術】
[0002]高溫合金因為其優異的高溫強度，良好的抗氧化、抗熱腐蝕、抗疲勞和斷裂韌性等綜合性能，在各個行業得到廣泛的應用，已經成為制造航空、航天發動機和燃氣輪機等高溫熱端部件不可替代的關鍵材料。隨著高溫合金工業的快速發展，對高溫合金鑄造過程中的配套用品澆口杯的要求也越來越高，特別是在材料的熱穩定性方面，對高溫合金鑄件的質量以及生產效率至關重要。大多數的陶瓷澆口杯的耐溫一般在1500°C左右，很難長時間承受更高溫合金的熱沖擊，導致崩裂、掉渣，甚至碎裂，直接影響鑄件的質量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了滿足當前日益發展的高溫合金鑄造技術對澆口杯熱穩定性的要求，主要解決現有陶瓷澆口杯熱穩定性差、熱沖擊能力差的技術問題。
[0004]本發明的目的是通過下述技術方案實現的:一種高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，是將高鋁類、粘土類礦物原料，分散劑和水按照一定比例配方，通過不同原料分段添加球磨的工藝及控制研磨時間來保證合理的粒度級配，保證了大顆粒的比例，避免了小顆粒比例過多導致熱穩定性較差的缺陷，再壓濾、成型、低溫燒結制備成澆口杯。該方法是通過下述工藝步驟實現的:
[0005](I)配料、球磨工藝:稱取定量焦寶石原料(直徑在5cm以下)投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土(Al2O3含量30%)繼續研磨得到料漿，流動性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土按質量比50-70:30-50的比例，水與原料總質量比為1: 1.3-1.5，分散劑的添加量占原料質量的0.5-2.0%。萬孔篩余法測定粒度為13-15%，流動性能用涂-4杯測定在20_30s左右。
[0006](2)除鐵、壓濾工藝:利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機，制成含水率在20-25%的濾餅。
[0007](3)成型工藝:常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體。
[0008](4)干燥、燒結:將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1150-1200。。。
[0009](5)耐火度檢測:將第(2)步中的濾餅做成溫錐形狀，在電阻爐中1650_1790°C燒結，溫錐樣品不變形，不起泡。
[0010](6)熱震性能檢測:將樣品放入1150-1250°c的電阻爐中，保溫十分鐘，拿出，迅速放入冷水中，取出后樣品不開裂。
[0011]上述分散劑為朽1檬酸銨、純堿、偏娃酸鈉中的一種或兩種，效果較佳的為偏娃酸鈉。
[0012]本發明的有益效果及特點:本發明采用分段添加原料研磨工藝，該工藝有如下優占-
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[0013]該方法是將高鋁類、粘土類原料分散劑和水按照一定比例配方，通過不同原料分段添加球磨的工藝及控制研磨時間來保證合理的粒度級配，再壓濾、成型、低溫燒結制備成澆口杯。由于采用高品質、低成本的焦寶石和高塑性、高耐火度球土，既保持了耐火材料的高耐火度，又具有較高的強度。所采用的分段添加原料球磨工藝，合理的控制了顆粒粒度級配，保證了大顆粒的比例，避免了小顆粒比例過多導致熱穩定性較差的缺陷，同時采用低溫燒結，通過以上措施提高了產品的熱穩定性、抗熱沖擊性能。本發明所制備的澆口杯表面光滑、不掉渣，抗熱震性能好，耐火度可達到1650-1790°C，強度大于20Mpa，完全滿足高溫合金鑄造高溫、高熱沖擊的技術要求。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]稱取定量焦寶石原料(直徑在5cm以下)投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土(Al2O3含量30%)繼續研磨一定時間，得到料漿，流動性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土兩種原料按質量比70:30的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質量的1.5%，水與原料總質量比為1:1.5。
[0016]利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機，制成含水率在20-25%的濾餅。常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體。將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1200°C制得澆口杯。
[0017]實施例2
[0018]稱取定量焦寶石原料(直徑在5cm以下)投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土(Al2O3含量30%)繼續研磨一定時間，得到料漿，流動性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土兩種原料按質量比60:40的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質量的1.8%，水與原料總質量比為1:1.4。
[0019]利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機，制成含水率在20-25%的濾餅。常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體。將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1180°C制得澆口杯。
[0020]實施例3
[0021]稱取定量焦寶石原料(直徑在5cm以下)投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土(Al2O3含量30%)繼續研磨一定時間，得到料漿，流動性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土兩種原料按質量比55:45的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質量的1.8%，水與原料總質量比為1:1.4。
[0022]利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機，制成含水率在20-25%的濾餅。常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體。將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1160°C制得澆口杯。
【主權項】
1.一種高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法是將高鋁類、粘土類礦物原料，分散劑和水按照一定比例配方，通過不同原料分段添加球磨的工藝及控制研磨時間來保證合理的粒度級配，再壓濾、成型、低溫燒結制備成澆口杯，該方法是通過下述工藝步驟實現的: (1)配料、球磨工藝:稱取定量焦寶石原料投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下,再加入高塑性、高耐火度原料球土繼續研磨一定時間,得到料漿，流動性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土按質量比50-70:30-50的比例，水與原料總質量比為1:1.3-1.5，分散劑的添加量占原料質量的0.5-2.0%，萬孔篩余法測定粒度為13-15%，流動性能用涂-4杯測定在20-30s左右； (2)除鐵、壓濾工藝:利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機，制成含水率在20-25%的濾餅； (3)成型工藝:常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體； (4)干燥、燒結:將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1150-1200。。； (5)耐火度檢測:將第(2)步中的濾餅做成溫錐形狀，在電阻爐中1650-1790°C燒結，溫錐樣品不變形，不起泡； (6)熱震性能檢測:將樣品放入1150-1250°C的電阻爐中，保溫十分鐘，拿出，迅速放入冷水中，取出后樣品不開裂。
2.如權利要求1所述的高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法中所涉及的分散劑為檸檬酸銨、純堿、偏硅酸鈉中的一種或兩種。
3.如權利要求1所述的高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法中所涉及的焦寶石原料其直徑在5cm以下。
4.如權利要求1所述的高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法中所涉及的高耐火度原料球土為Al2O3含量30%。
5.如權利要求1所述的高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法是通過下述具體步驟實現的: 稱取定量焦寶石原料投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土 Al2O3含量30%繼續研磨得到料漿，流動性能良好，上述焦寶石和高耐火度原料球土按質量比70:30的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質量的1.5%，水與原料總質量比為1:1.5，利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機,制成含水率在20-25%的濾餅，常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體，將坯體緩慢陰干或低溫干燥，放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1200°C制得澆口杯。
6.如權利要求1所述的高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法是通過下述具體步驟實現的: 稱取定量焦寶石原料投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土 Al2O3含量30%繼續研磨得到料漿，流動性能良好，上述焦寶石和高耐火度原料球土按質量比60:40的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質量的1.8%，水與原料總質量比為1:1.4，利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機,制成含水率在20-25%的濾餅，常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體，將坯體緩慢陰干或低溫干燥，放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1180°C制得澆口杯。
7.如權利要求1所述的高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，該方法是通過下述具體步驟實現的: 稱取定量焦寶石原料投入到球磨罐中，添加定量水和分散劑，研磨一定時間，保證粒度在5mm以下，再加入高塑性、高耐火度原料球土 Al2O3含量30%繼續研磨時間得到料漿，流動性能良好，上述焦寶石和高耐火度原料球土按質量比55:45的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質量的1.8%，水與原料總質量比為1:1.4，利用電磁除鐵器對漿料進行除鐵，再通過板式壓濾機，制成含水率在20-25%的濾餅，常溫下成型，加工成圓形澆口杯坯體，將坯體緩慢陰干或低溫干燥，放入燃氣窯中燒成，燒結溫度為1160°C制得澆口杯。
【專利摘要】一種高熱穩定性陶瓷澆口杯的制作方法，主要解決現有陶瓷澆口杯熱穩定性差、熱沖擊能力差的問題。該方法是將高鋁類、粘土類原料分散劑和水按照一定比例，通過不同原料分段添加球磨的工藝及控制研磨時間來保證合理的粒度級配，再壓濾、成型、低溫燒結制成澆口杯。上述原料采用焦寶石和球土。上述分散劑采用檸檬酸銨、純堿、偏硅酸鈉中的一種或兩種。本發明所制備的澆口杯表面光滑、不掉渣，抗熱震性能好，耐火度可達到1650-1790℃，強度大于20Mpa，完全滿足高溫合金鑄造高溫、高熱沖擊的技術要求。由于采用高品質、低成本的焦寶石和高塑性、高耐火度球土，既保持了耐火材料的高耐火度，又具有較高的強度。
【IPC分類】C04B35-66
【公開號】CN104671800
【申請號】CN201310642858
【發明人】高琳琳, 韓紹娟, 許壯志, 薛健, 張全河
【申請人】遼寧法庫陶瓷工程技術研究中心
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年12月3日