CN103553621A - 碳化硅质氢收集器的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

碳化硅质氢收集器的工艺方法，包括下列步骤：将碳化硅粗粉及碳化硅细粉以1：1比例以球磨或机械搅拌进行混料，保证充分混合均匀；将按碳化硅混合料重量百分比，取石蜡4~10%、蜂蜡2~5%、油酸0.5~2%加温熔化；将球磨好的混合碳化硅干粉缓慢均匀加入到配好的混合熔液中，再用强力搅拌桨进行加热搅拌12小时；将原料倒入热压铸成型机进行压铸，半成品成型；将半成品放入脱蜡釜进行脱蜡及修坯处理；最后在真空感应烧结炉中进行高温烧结；烧成后的产品在强酸的环境下浸泡除杂质处理，用离子水里浸泡进行水洗处理，经无尘干燥包装。本发明采用除杂质工序，分析精度高、速度快、有效地降低了铝制品废品率。

Description

碳化硅质氢收集器的工艺方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及碳化硅质氢收集器的工艺方法。   
背景技术
碳化硅制作的铝液测氢收集器件是测氢仪中的一个关键部件。由于铝合金在液态时吸收氢气，如不除掉就会在铸件中产生气孔。因此在浇注前精确测量熔融铝液中的含氢量是非常重要的，这样可以保证铝液在除气精炼后将氢含量控制在允许范围内，由于碳化硅材料与铝溶液不相互润湿，因此碳化硅成为铝液测氢收集器的适合材料。
以往碳化硅的成型方法通常采用的是注浆成型，但由于该产品尺寸小，形状复杂，产品精度要求高，采用传统的注浆成型根本无法满足成型及精度的要求，故本发明打破原有成型方式，采用热压铸成型方法制作超异型测氢收集器件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种可满足铝合金熔液含氢量快速测定，使用成本低，制作效率高的碳化硅制质铝液测氢收集器件的工艺方法。    
采用的技术方案是：
碳化硅质氢收集器的工艺方法，包括下列步骤：
步骤一，将200目碳化硅粗粉及D50 =1.5um碳化硅细粉以1：1比例以球磨或机械搅拌进行混料，保证充分混合均匀；
步骤二，将按碳化硅混合料重量百分比，取石蜡4 ~ 10%、蜂蜡2 ~ 5%、油酸0.5 ~ 2%在60 ~ 90℃温度下进行熔化，制成石蜡、蜂蜡、油酸混合熔液；
步骤三，将球磨好的混合碳化硅干粉缓慢均匀加入到步骤二配好的混合熔液中，再用强力搅拌桨进行加热搅拌12小时，制成氢收集器件原料，备用；
步骤四，将备好的氢收集器件原料倒入热压铸成型机进行压铸，料桶温度为60~90℃，压铸压力为0.3~0.7MPa，保压时间为10~60S，再将坯体从金属模具中取出，冷却10~30S之后脱模，半成品成型；
步骤五，将半成品放入脱蜡釜进行脱蜡处理，脱蜡结束后进行清扫附着在半成品上的脱蜡粉以及修坯处理；
步骤六，最后在真空感应烧结炉中进行高温烧结；
步骤七，烧成后的产品在强酸的环境下浸泡2~5天除杂质处理，再在离子水里浸泡3-5天进行水洗处理，经无尘干燥包装，即碳化硅质氢收集器件。
上述的步骤五脱蜡温度60 ~ 150℃，保温24 ~ 48小时。
上述的步骤六烧结温度为2380~2500℃。
本发明优点：
1、采用热压铸成型工艺优点诸多，与传统注浆成型相比：可成型形状复杂的陶瓷制品，金属模具尺寸精度高，几乎不需要后续加工；成型时间短，生产效率高，生产成本相对较低，对生产设备和操作环境要求不高。
2、碳化硅氢收集器件采用2380-2500℃的高温烧结，烧结原理是细颗粒的蒸发，凝聚在粗颗粒的周围，粗颗粒长大。这种蒸发凝聚的机理使得碳化硅质氢收集器件的内部孔洞结构均匀，气孔可通过烧结控制在60-80um之间。
3、本发明采用除杂质工序，通过强酸的浸泡，使材料内金属含量杂质控制在0.1%以内。
4、采用碳化硅质制作的铝液测氢收集器件具有分析精度高、分析速度快 、降低了产品废品率，从而减少了能源、材料、设备和人力资源的消耗，由此产生的经济效益十分显著。
附图说明
图1是本发明的产品结构示意图。
图2是图1的俯视图。
实施例一
碳化硅质氢收集器的工艺方法，包括下列步骤：
1、将200目碳化硅粗粉及D50 =1.5um碳化硅细粉以1：1比例以球磨进行混料，保证充分混合均匀；
2、将按碳化硅混合料重量百分比，取石蜡5%、蜂蜡3%、油酸0.5 %在70℃温度下进行熔化，制成石蜡、蜂蜡、油酸混合熔液；
3、将球磨好的混合碳化硅干粉缓慢均匀加入到步骤二配好的混合熔液中，再用强力搅拌桨进行加热搅拌12小时，制成氢收集器件原料，备用；
4、将备好的氢收集器件原料倒入热压铸成型机进行压铸，料桶温度为60~90℃，压铸压力为0.3~0.7MPa，保压时间为20S，再将坯体从金属模具中取出，冷却15S之后脱模，半成品成型；
5、将半成品放入脱蜡釜进行脱蜡处理，脱蜡温度100℃，保温25小时脱蜡结束后进行清扫附着在半成品上的脱蜡粉以及修坯处理；
6、最后在真空感应烧结炉中2380℃进行高温烧结；
7、烧成后的产品在强酸的环境下浸泡2~5天除杂质处理，再在去离子水里浸泡3-5天进行水洗处理，经无尘干燥包装，即碳化硅质氢收集器件。
实施例二
1、将200目碳化硅粗粉及D50 =1. 5 um碳化硅细粉以1：1比例以机械搅拌进行混料，保证充分混合均匀；
2、将按碳化硅混合料重量百分比，取石蜡8%、蜂蜡4%、油酸1 %在80℃温度下进行熔化，制成石蜡、蜂蜡、油酸混合熔液；
3、将球磨好的混合碳化硅干粉缓慢均匀加入到步骤二配好的混合熔液中，再用强力搅拌桨进行加热搅拌12小时，制成氢收集器件原料，备用；
4、将备好的氢收集器件原料倒入热压铸成型机进行压铸，料桶温度为60~90℃，压铸压力为0.3~0.7MPa，保压时间为30S，再将坯体从金属模具中取出，冷却20S之后脱模，半成品成型；
5、将半成品放入脱蜡釜进行脱蜡处理，脱蜡温度120℃，保温35小时脱蜡结束后进行清扫附着在半成品上的脱蜡粉以及修坯处理；
6、最后在真空感应烧结炉中2450℃进行高温烧结；
7、烧成后的产品在强酸的环境下浸泡2~5天除杂质处理，再在离子水里浸泡3-5天进行水洗处理，经无尘干燥包装，即碳化硅质氢收集器件。
实施例三
1、将200目碳化硅粗粉及D50 =1.5um碳化硅细粉以1：1比例以球磨进行混料，保证充分混合均匀；
2、将按碳化硅混合料重量百分比，取石蜡10%、蜂蜡5%、油酸2 %在90℃温度下进行熔化，制成石蜡、蜂蜡、油酸混合熔液；
3、将球磨好的混合碳化硅干粉缓慢均匀加入到步骤二配好的混合熔液中，再用强力搅拌桨进行加热搅拌12小时，制成氢收集器件原料，备用；
4、将备好的氢收集器件原料倒入热压铸成型机进行压铸，料桶温度为60~90℃，压铸压力为0.3~0.7MPa，保压时间为50S，再将坯体从金属模具中取出，冷却30S之后脱模，半成品成型；
5、将半成品放入脱蜡釜进行脱蜡处理，脱蜡温度140℃，保温45小时脱蜡结束后进行清扫附着在半成品上的脱蜡粉以及修坯处理；
6、最后在真空感应烧结炉中2500℃进行高温烧结；
7、烧成后的产品在强酸的环境下浸泡2~5天除杂质处理，再在离子水里浸泡3-5天进行水洗处理，经无尘干燥包装，即碳化硅质氢收集器件。

Claims (3)

1.碳化硅质氢收集器的工艺方法，其特征包括下列步骤：
步骤一，将200目碳化硅粗粉及D50 =1.5um碳化硅细粉以1：1比例以球磨或机械搅拌进行混料，保证充分混合均匀；
步骤二，将按碳化硅混合料重量百分比，取石蜡4 ~ 10%、蜂蜡2 ~ 5%、油酸0.5 ~ 2%在60 ~ 90℃温度下进行熔化，制成石蜡、蜂蜡、油酸混合熔液；
步骤三，将球磨好的混合碳化硅干粉缓慢均匀加入到步骤二配好的混合熔液中，再用强力搅拌桨进行加热搅拌12小时，制成氢收集器件原料，备用；
步骤四，将备好的氢收集器件原料倒入热压铸成型机进行压铸，料桶温度为60~90℃，压铸压力为0.3~0.7MPa，保压时间为10~60S，再将坯体从金属模具中取出，冷却10~30S之后脱模，半成品成型；
步骤五，将半成品放入脱蜡釜进行脱蜡处理，脱蜡结束后进行清扫附着在半成品上的脱蜡粉以及修坯处理；
步骤六，最后在真空感应烧结炉中进行高温烧结；
步骤七，烧成后的产品在强酸的环境下浸泡2~5天除杂质处理，再在离子水里浸泡3-5天进行水洗处理，经无尘干燥包装，即碳化硅氢收集器件。
2.根据权利要求1所述的碳化硅质氢收集器的工艺方法，其特征在于所述的步骤五脱蜡温度60 ~ 150℃，保温24 ~ 48小时。
3.根据权利要求1所述的碳化硅质氢收集器的工艺方法，其特征在于所述的步骤六烧结温度为2380~2500℃。
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