一種高熱穩(wěn)定性陶瓷澆口杯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高熱穩(wěn)定性陶瓷澆口杯的制作方法，屬于耐火材料制備和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫合金因?yàn)槠鋬?yōu)異的高溫強(qiáng)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(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為制造航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等高溫?zé)岫瞬考豢商娲年P(guān)鍵材料。隨著高溫合金工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)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(wěn)定性方面，對(duì)高溫合金鑄件的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率至關(guān)重要。大多數(shù)的陶瓷澆口杯的耐溫一般在1500°C左右，很難長(zhǎng)時(shí)間承受更高溫合金的熱沖擊，導(dǎo)致崩裂、掉渣，甚至碎裂，直接影響鑄件的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了滿足當(dāng)前日益發(fā)展的高溫合金鑄造技術(shù)對(duì)澆口杯熱穩(wěn)定性的要求，主要解決現(xiàn)有陶瓷澆口杯熱穩(wěn)定性差、熱沖擊能力差的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種高熱穩(wěn)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(shí)間來保證合理的粒度級(jí)配，保證了大顆粒的比例，避免了小顆粒比例過多導(dǎo)致熱穩(wěn)定性較差的缺陷，再壓濾、成型、低溫?zé)Y(jié)制備成澆口杯。該方法是通過下述工藝步驟實(shí)現(xiàn)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(shí)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(xù)研磨得到料漿，流動(dòng)性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土按質(zhì)量比50-70:30-50的比例，水與原料總質(zhì)量比為1: 1.3-1.5，分散劑的添加量占原料質(zhì)量的0.5-2.0%。萬孔篩余法測(cè)定粒度為13-15%，流動(dòng)性能用涂-4杯測(cè)定在20_30s左右。
[0006](2)除鐵、壓濾工藝:利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī)，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(jié):將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1150-1200。。。
[0009](5)耐火度檢測(cè):將第(2)步中的濾餅做成溫錐形狀，在電阻爐中1650_1790°C燒結(jié)，溫錐樣品不變形，不起泡。
[0010](6)熱震性能檢測(cè):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(fā)明的有益效果及特點(diǎn):本發(fā)明采用分段添加原料研磨工藝，該工藝有如下優(yōu)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(shí)間來保證合理的粒度級(jí)配，再壓濾、成型、低溫?zé)Y(jié)制備成澆口杯。由于采用高品質(zhì)、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(qiáng)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(jí)配，保證了大顆粒的比例，避免了小顆粒比例過多導(dǎo)致熱穩(wěn)定性較差的缺陷，同時(shí)采用低溫?zé)Y(jié)，通過以上措施提高了產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性、抗熱沖擊性能。本發(fā)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(dá)到1650-1790°C，強(qiáng)度大于20Mpa，完全滿足高溫合金鑄造高溫、高熱沖擊的技術(shù)要求。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)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(shí)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(xù)研磨一定時(shí)間，得到料漿，流動(dòng)性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土兩種原料按質(zhì)量比70:30的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質(zhì)量的1.5%，水與原料總質(zhì)量比為1:1.5。
[0016]利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī)，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?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1200°C制得澆口杯。
[0017]實(shí)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(shí)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(xù)研磨一定時(shí)間，得到料漿，流動(dòng)性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土兩種原料按質(zhì)量比60:40的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質(zhì)量的1.8%，水與原料總質(zhì)量比為1:1.4。
[0019]利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī)，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?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1180°C制得澆口杯。
[0020]實(shí)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(shí)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(xù)研磨一定時(shí)間，得到料漿，流動(dòng)性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土兩種原料按質(zhì)量比55:45的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質(zhì)量的1.8%，水與原料總質(zhì)量比為1:1.4。
[0022]利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī)，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?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1160°C制得澆口杯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高熱穩(wěn)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(shí)間來保證合理的粒度級(jí)配，再壓濾、成型、低溫?zé)Y(jié)制備成澆口杯，該方法是通過下述工藝步驟實(shí)現(xiàn)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(shí)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(xù)研磨一定時(shí)間,得到料漿，流動(dòng)性能良好。上述焦寶石和高耐火度原料球土按質(zhì)量比50-70:30-50的比例，水與原料總質(zhì)量比為1:1.3-1.5，分散劑的添加量占原料質(zhì)量的0.5-2.0%，萬孔篩余法測(cè)定粒度為13-15%，流動(dòng)性能用涂-4杯測(cè)定在20-30s左右； (2)除鐵、壓濾工藝:利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī)，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(jié):將坯體緩慢陰干或低溫干燥。放入燃?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1150-1200。。； (5)耐火度檢測(cè):將第(2)步中的濾餅做成溫錐形狀，在電阻爐中1650-1790°C燒結(jié)，溫錐樣品不變形，不起泡； (6)熱震性能檢測(cè):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(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)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(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)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(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)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(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)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(shí)現(xiàn)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(shí)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(xù)研磨得到料漿，流動(dòng)性能良好，上述焦寶石和高耐火度原料球土按質(zhì)量比70:30的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質(zhì)量的1.5%，水與原料總質(zhì)量比為1:1.5，利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī),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?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1200°C制得澆口杯。
6.如權(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)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(shí)現(xiàn)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(shí)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(xù)研磨得到料漿，流動(dòng)性能良好，上述焦寶石和高耐火度原料球土按質(zhì)量比60:40的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質(zhì)量的1.8%，水與原料總質(zhì)量比為1:1.4，利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī),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?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1180°C制得澆口杯。
7.如權(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)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(shí)現(xiàn)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(shí)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(xù)研磨時(shí)間得到料漿，流動(dòng)性能良好，上述焦寶石和高耐火度原料球土按質(zhì)量比55:45的比例，分散劑偏硅酸鈉的添加量占原料質(zhì)量的1.8%，水與原料總質(zhì)量比為1:1.4，利用電磁除鐵器對(duì)漿料進(jìn)行除鐵，再通過板式壓濾機(jī)，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?xì)飧G中燒成，燒結(jié)溫度為1160°C制得澆口杯。
【專利摘要】一種高熱穩(wěn)定性陶瓷澆口杯的制作方法，主要解決現(xiàn)有陶瓷澆口杯熱穩(wěn)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(shí)間來保證合理的粒度級(jí)配，再壓濾、成型、低溫?zé)Y(jié)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(fā)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(dá)到1650-1790℃，強(qiáng)度大于20Mpa，完全滿足高溫合金鑄造高溫、高熱沖擊的技術(shù)要求。由于采用高品質(zhì)、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(qiáng)度。
【IPC分類】C04B35-66
【公開號(hào)】CN104671800
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310642858
【發(fā)明人】高琳琳, 韓紹娟, 許壯志, 薛健, 張全河
【申請(qǐng)人】遼寧法庫陶瓷工程技術(shù)研究中心
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年12月3日