氮化硅加熱管的制造方法
【專利摘要】本發明提出的是氮化硅加熱管的制造方法。經過原料制備、原料配料、制漿、等壓成型制胎和燒結步驟完成。本發明與現有技術相比，優點如下：（1）陶瓷加熱管厚度在100um到150um之間，氮化硅的孔隙率＜15%，氮化硅陶瓷加熱管強度＞3OMpa；（2）絕緣電氣強度：室溫下2500V、50Hz，1分鐘無擊穿現象，耐高溫，干燒點可達1200℃，體積小，重量輕。（3）耐酸、堿腐蝕、熱慣性小，升溫速度快，具有優異的熱性能，升溫速度快，15秒內表面溫度升至800℃，具有優異的電絕緣性能。采用高性陶瓷材料作為基體材料，抗氧化性能優異，使用壽命長。
【專利說明】
氮化硅加熱管的制造方法
技術領域
[0001]本發明提出的是陶瓷領域用于鋁合金加熱的氮化硅加熱管的制造方法。
【背景技術】
[0002]目前在鋁合金鑄造生產中需要使用加熱管對鋁合金進行加熱，所使用的加熱管為普通陶瓷質或碳化硅質，其缺點是熱效低、耗電大、安全性能差、使用壽命短、容易燒壞。
【發明內容】
[0003]為了克服現有加熱管制造存在的缺點，本發明提出了氮化硅加熱管的制造方法。該方法經過原料制備、原料配料和加熱管制造步驟制成氮化鋁加熱管。解決燃氣加熱管制造的技術問題。
[0004]本發明解決技術問題說采用的方案是:
原料制備:取100-150目氮化硅粉末100公斤作為氮化硅原料；
原料配料:在100公斤氮化娃原料中加入10-15公斤助恪劑，組成陶瓷混合料。
[0005]制漿:在100公斤水中，加入陶瓷混合料100公斤，經過攪拌，成為陶瓷漿；
等壓成型制胎:通過澆注機將陶瓷漿注入管狀吸水模腔內，成為濕胎，將濕胎和模具一并放入到烘干裝置中，在30-60°C條件下烘干24小時，然后冷卻至室溫，從烘干裝置中取出模具，從模具中取出干胎；
燒結:將干胎裝入到燒結窯內，使用燃氣在還原氣氛中加熱，加熱溫度控制在1200-1800 0C，燒結時間30-36小時，自然冷卻后，從燒結窯中取出，成為加熱管毛坯，對毛坯進行外圓和內孔車削加工，并裝入電熱絲，充填絕緣料，封堵管口，成為成品電熱陶瓷加熱管。
[0006]積極效果，本發明與現有技術相比，優點如下:(I)陶瓷加熱管厚度在10um到150um之間，氮化硅的孔隙率<15%，氮化硅陶瓷加熱管強度>30Mpa;(2)絕緣電氣強度:室溫下2500V、50Hz，I分鐘無擊穿現象，耐高溫，干燒點可達1200°C，體積小，重量輕。(3)耐酸、堿腐蝕、熱慣性小，升溫速度快，具有優異的熱性能，升溫速度快，15秒內表面溫度升至800°C，具有優異的電絕緣性能。采用高性陶瓷材料作為基體材料，抗氧化性能優異，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0007]制造步驟:
1、原料制備:取100-150目氮化硅粉末100公斤作為氮化硅原料；
2、原料配料:在100公斤氮化娃原料中加入10-15公斤助恪劑，組成陶瓷混合料；
3、制漿:在100公斤水中，加入陶瓷混合料100公斤，經過攪拌，成為陶瓷漿；
4、等壓成型制胎:通過澆注機將陶瓷漿注入管狀吸水模腔內，成為濕胎，將濕胎和模具一并放入到烘干裝置中，在30-60°C條件下烘干24小時，然后冷卻至室溫，從烘干裝置中取出模具，從模具中取出干胎； 5、燒結:將干胎裝入到燒結窯內，使用燃氣在還原氣氛中加熱，加熱溫度控制在1200-1800 0C，燒結時間30-36小時，自然冷卻后，從燒結窯中取出，成為加熱管毛坯，對毛坯進行外圓和內孔車削加工，并裝入電熱絲，充填絕緣料，封堵管口，成為成品電熱陶瓷加熱管。
[0008]技術原理:
氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質，本身具有潤滑性，并且耐磨損，為原子晶體;高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到100tC以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優異的特性。在氮氣中及1200°C的高溫下進行初步氮化，使其中一部分硅粉與氮反應生成氮化硅，這時整個坯體已經具有一定的強度。然后在1350°C?1450°C的高溫爐中進行第二次氮化，反應成氮化硅。用熱壓燒結法可制得達到理論密度99%的氮化硅。
[0009]氮化硅高溫陶瓷加熱片，氮化硅陶瓷的強度很高，尤其是熱壓氮化硅陶瓷，是世界上最堅硬的物質之一。氮化硅陶瓷與水幾乎不發生作用；在濃強酸溶液濃強堿溶液能緩慢腐蝕，熔融的強堿能很快使氮化硅轉變為硅酸鹽和氨。氮化硅陶瓷具有高強度、耐高溫的特點，在陶瓷材料中其綜合力學性能最好，耐熱震性能、抗氧化性能、耐磨損性能、耐蝕性能好，是熱機部件用陶瓷的第一候選材料。隨著制備工藝的改進，氮化硅的導熱性能和介電性能得到了顯著的提高。
[0010]應用領域及特點:
目前，現代有色金屬鑄造廠傾向于使用工作條件清潔和安靜的加熱設備。近幾年才發展起來的浸入式陶瓷加熱管能滿足這一要求，它已成功地用于鋅和鋁合金的熔煉及保溫。用這種管子熔煉，金屬損耗少，溫度控制精確，工人操作舒適；同時，因被加熱金屬與燃燒產物是隔離的，金屬受污染和吸氣量最少，燃料熱效率高，比反射爐熔煉節約20-70%。如熔煉鋁，陶瓷管使用壽命可達6個月。所以，具有廣闊的市場應用前景。
【主權項】
1.氮化硅加熱管的制造方法，其特征是: .1)、原料制備:取100-150目氮化硅粉末100公斤作為氮化硅原料； .2)、原料配料:在100公斤氮化娃原料中加入10-15公斤助恪劑，組成陶瓷混合料； .3)、制漿:在100公斤水中，加入陶瓷混合料100公斤，經過攪拌，成為陶瓷漿； .4)、等壓成型制胎:通過澆注機將陶瓷漿注入管狀吸水模腔內，成為濕胎，將濕胎和模具一并放入到烘干裝置中，在30-60°C條件下烘干24小時，然后冷卻至室溫，從烘干裝置中取出模具，從模具中取出干胎； .5)、燒結:將干胎裝入到燒結窯內，使用燃氣在還原氣氛中加熱，加熱溫度控制在1200-1800 0C，燒結時間30-36小時，自然冷卻后，從燒結窯中取出，成為加熱管毛坯，對毛坯進行外圓和內孔車削加工，并裝入電熱絲，充填絕緣料，封堵管口，成為成品電熱陶瓷加熱管。
【文檔編號】C04B35/622GK106083066SQ201610406414
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】徐濤
【申請人】遼寧伊菲科技股份有限公司, 無錫龍山科技有限公司