CN106113226A - 碳化硅制品素坯成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳化硅制品素坯成型方法，先将碳化硅微粉与碳黑按重量份7～12：1的比例放入搅拌装置中搅拌50～60分钟，然后加入占碳化硅微粉与碳黑重量8～9%的粘结剂，再加入占碳化硅微粉与碳黑重量30～40%的纯净水，搅拌5～6小时，得到含水率18～22%的泥料；将上述泥料投入炼泥机，在‑0.06～‑0.1个大气压下，将泥料中的空气抽掉，得到真空度为90～95%的泥料；取适量的泥料置于模具中，在滚压机上通过模具和滚头的互相作用,使泥料变成需要的毛坯形状；将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏65～80度温度条件下，烘烤18～20小时，将烤干后毛坯脱模，制得碳化硅制品素坯。本发明的方法，泥料的致密度明显提高，气孔率明显降低，产品质量好。

Description

碳化硅制品素坯成型方法
技术领域
本发明涉及一种碳化硅制品素坯成型方法，尤其是一种碳化硅研磨桶素坯或碳化硅炉胆素坯成型方法。
背景技术
碳化硅制品因其具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀的优异特性,在各个领域的应用越来越广泛。目前,国内外碳化硅生产企业制作加工碳化硅素坯的方法主要有浇注成型、挤出成型和压力成型几种。但现有的碳化硅制品素坯成型方法、尤其是现有的碳化硅研磨桶素坯及碳化硅炉胆素坯成型方法，存在产品气孔多、致密度低、易有内伤、壁厚不均、产品合格率低的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种碳化硅制品素坯成型方法，以提高碳化硅素坯的内在质量和工作效率、提高产品合格率。
为解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：
（1）先将碳化硅微粉与碳黑按重量份7～12：1的比例放入搅拌装置中搅拌50～60分钟，然后加入占碳化硅微粉与碳黑重量8～9%的粘结剂，再加入占碳化硅微粉与碳黑重量30～40%的纯净水，搅拌5～6小时，使料浆充分混合均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率18～22%的泥料；
（2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.06～-0.1个大气压的状态下，将泥料中的空气抽掉，得到真空度为90～95%的泥料；
（3）取适量的泥料置于模具中，在滚压机上通过模具和滚头的互相作用,使泥料变成需要的毛坯形状；
（4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏65～80度温度条件下，烘烤18～20小时，将烤干后毛坯脱模，制得碳化硅制品素坯。
所述的粘结剂为氰基丙烯酸酯。
所述的碳化硅制品为碳化硅研磨桶或碳化硅炉胆。
所述的碳化硅微粉与碳黑的重量比为9～10：1。
本发明具有如下优点效果：
本发明的碳化硅制品素坯成型方法，由于在泥料加工过程中经过充分搅拌，并且搅拌后的泥料中的空气被抽掉，泥料的致密度明显提高，气孔率明显降低，通过滚压机上的模具和滚头的互相作用,使泥料变成需要的毛坯形状，毛坯壁厚均匀，重量一致。经检测对比，碳化硅制品素坯密度由浇注成型的2.8-2.9g/cm3提高到3.02g/cm3左右，抗压力由147KN提高到222KN左右。为规范化生产、标准化生产和大规模生产提供了有力的技术支撑。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于所述实施例。
实施例1
1）将200公斤碳化硅微粉和20公斤碳黑倒入搅料桶搅拌60分钟后，加入18公斤的氰基丙烯酸酯作为粘结剂和80公斤的纯净水搅拌6小时，使料浆充分均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率18%的泥料。
2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.1个大气压的状态下，使用炼泥机将泥料中的空气抽掉，得到真空度为95%的泥料，提高泥料的致密度。
3）取一个用于成型碳化硅炉胆素坯的模具放在滚压机上，盖上盖子固定模具，然后取2.5公斤泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,得到直径126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化硅炉胆毛坯。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作200次，得到200件同规格的产品；
同理，取一个用于成型碳化硅研磨桶素坯的模具放在滚压机上，然后取适量泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,一件碳化硅研磨桶毛坯成型。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作。
4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏80度温度条件下，烘烤18小时，将烤干后毛坯脱模，一批碳化硅胆素坯或碳化硅研磨桶素坯加工完成。
本发明中，所用炼泥机为通用真空炼泥机，滚压机为通用滚压机，所用模具为钢制模具（下同）。
检测结果：碳化硅胆素坯密度 3.018 g/cm3，抗压力221.7KN。
实施例2
1）将100公斤碳化硅微粉和10.5公斤碳黑倒入搅料桶搅拌50分钟后，加入9.5公斤的氰基丙烯酸酯作为粘结剂和42公斤的纯净水搅拌5小时，使料浆充分均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率22%的泥料。
2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.07个大气压的状态下，使用炼泥机将泥料中的空气抽掉，得到真空度为93%的泥料，提高泥料的致密度。
3）取一个用于成型碳化硅炉胆素坯的模具放在滚压机上，盖上盖子固定模具，然后取2.5公斤泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,得到直径126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化硅炉胆毛坯。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作100次，得到100件同规格的产品；
同理，取一个用于成型碳化硅研磨桶素坯的模具放在滚压机上，然后取适量泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,一件碳化硅研磨桶毛坯成型。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作。
4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏75度温度条件下，烘烤20小时，将烤干后毛坯脱模，一批碳化硅胆素坯或碳化硅研磨桶素坯加工完成。
检测结果：碳化硅胆素坯密度3.021 g/cm3，抗压力222.1KN。
实施例3
1）将100公斤碳化硅微粉和11公斤碳黑倒入搅料桶搅拌55分钟后，加入9.9公斤的氰基丙烯酸酯作为粘结剂和37公斤的纯净水搅拌5.5小时，使料浆充分均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率20%的泥料。
2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.06个大气压的状态下，使用炼泥机将泥料中的空气抽掉，得到真空度为90%的泥料，提高泥料的致密度。
3）取一个用于成型碳化硅炉胆素坯的模具放在滚压机上，盖上盖子固定模具，然后取2.5公斤泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,得到直径126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化硅炉胆毛坯。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作100次，得到100件同规格的产品；
同理，取一个用于成型碳化硅研磨桶素坯的模具放在滚压机上，然后取适量泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,一件碳化硅研磨桶毛坯成型。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作。
4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏70度温度条件下，烘烤19小时，将烤干后毛坯脱模，一批碳化硅胆素坯或碳化硅研磨桶素坯加工完成。
检测结果：碳化硅胆素坯密度 3.022 g/cm3，抗压力222.3KN。
实施例4
1）将100公斤碳化硅微粉和14公斤碳黑倒入搅料桶搅拌50分钟后，加入9.6公斤的氰基丙烯酸酯作为粘结剂和35公斤的纯净水搅拌5小时，使料浆充分均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率22%的泥料。
2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.08个大气压的状态下，使用炼泥机将泥料中的空气抽掉，得到真空度为93%的泥料，提高泥料的致密度。
3）取一个用于成型碳化硅炉胆素坯的模具放在滚压机上，盖上盖子固定模具，然后取2.5公斤泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,得到直径126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化硅炉胆毛坯。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作100次，得到100件同规格的产品；
同理，取一个用于成型碳化硅研磨桶素坯的模具放在滚压机上，然后取适量泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,一件碳化硅研磨桶毛坯成型。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作。
4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏65度温度条件下，烘烤20小时，将烤干后毛坯脱模，一批碳化硅胆素坯或碳化硅研磨桶素坯加工完成。
检测结果：碳化硅胆素坯密度3.02 g/cm3，抗压力 222.1 KN。
实施例5
1）将100公斤碳化硅微粉和8.5公斤碳黑倒入搅料桶搅拌55分钟后，加入9公斤的氰基丙烯酸酯作为粘结剂和40公斤的纯净水搅拌5.5小时，使料浆充分均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率22%的泥料。
2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.09个大气压的状态下，使用炼泥机将泥料中的空气抽掉，得到真空度为93%的泥料，提高泥料的致密度。
3）取一个用于成型碳化硅炉胆素坯的模具放在滚压机上，盖上盖子固定模具，然后取2.5公斤泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,得到直径126mm、高度210mm、壁厚10mm的一件碳化硅炉胆毛坯。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作100次，得到100件同规格的产品；
同理，取一个用于成型碳化硅研磨桶素坯的模具放在滚压机上，然后取适量泥料置于模具中，开启滚压机，通过模具和滚头的互相作用，约1分钟,一件碳化硅研磨桶毛坯成型。将模具连同模具中毛坯从滚压机上取走，放入一个新的模具，重复上述动作。
4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏75度温度条件下，烘烤19小时，将烤干后毛坯脱模，一批碳化硅胆素坯或碳化硅研磨桶素坯加工完成。
检测结果：碳化硅胆素坯密度 3.019 g/cm3 ，抗压力221.8KN。

Claims (4)

1.一种碳化硅制品素坯成型方法，其特征是包括以下步骤：
（1）先将碳化硅微粉与碳黑按重量份7～12：1的比例放入搅拌装置中搅拌50～60分钟，然后加入占碳化硅微粉与碳黑重量8～9%的粘结剂，再加入占碳化硅微粉与碳黑重量30～40%的纯净水，搅拌5～6小时，使料浆充分混合均匀并挥发掉多余的水分，得到含水率18～22%的泥料；
（2）将上述泥料投入炼泥机，在-0.06～-0.1个大气压的状态下，将泥料中的空气抽掉，得到真空度为90～95%的泥料；
（3）取适量的泥料置于模具中，在滚压机上通过模具和滚头的互相作用,使泥料变成需要的形状；
（4）将模具连同模具中毛坯放入烤房，在摄氏65～80度温度下，烘烤18～20小时，将烤干后毛坯脱模，制得碳化硅制品素坯。
2.根据权利要求1所述的碳化硅制品素坯成型方法，其特征是所述的粘结剂为氰基丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的碳化硅制品素坯成型方法，其特征是所述的碳化硅制品为碳化硅研磨桶或碳化硅炉胆。
4.根据权利要求1—3任一项所述的碳化硅制品素坯成型方法，其特征是所述的碳化硅微粉与碳黑的重量比为9～10：1。
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