CN108727047A - 电磁坩埚用耐高温材料的制备方法 - Google Patents

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邱嵘熙
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Foshan Gaojie Industrial Furnace Co Ltd
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Abstract

本发明公开了电磁坩埚用耐高温材料的制备方法，方法包括：将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨；将球磨后的粉料加入至高混机中，混合，得到混料a；将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯；将型坯进行中高温进行预烧结；将预烧结的型坯再次进行烧结，得到耐高温材料。本方法制备的耐高温材料，成型为电磁坩埚，其具有强度高，使用寿命长，最主要的是其耐高温，能够将其应用在高熔点金属冶炼，可以冶炼多种金属，适用性广。

Description

电磁坩埚用耐高温材料的制备方法
技术领域
本发明涉及坩埚材料技术领域，尤其涉及电磁坩埚用耐高温材料的制备方法。
背景技术
电磁感应工业炉是在感应炉中的感应线圈交变电磁场作用下，发热体内部产生涡流，发热体发热，发热体将热量传输至金属物，从而达到加热或着熔化的效果。
而电磁熔炉最重要的就是坩埚，因为坩埚关系到金属熔融的质量以及熔融效率。现有的制备方法制备的坩埚大多是单一成份的石墨制成，其强度较差，使用寿命短，最主要的是其耐高温性能差，不能够满足高熔点金属熔融的温度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了电磁坩埚用耐高温材料的制备方法。
电磁坩埚用耐高温材料的制备方法，方法包括：
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨机中球料比为20:1-40:1，球磨时间为2-3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为600-900r/min，混合25-35min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯，挤压强度为260-320MPa；
将型坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为500-700℃，预烧结时间为2.5-4h；
将预烧结的型坯再次进行烧结，烧结温度为1350-1500℃，烧结时间为5-8h，得到耐高温材料。
优选地，所述方法为：
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨机中球料比为25:1-35:1，球磨时间为2-3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为650-820r/min，混合27-32min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯，挤压强度为280-310MPa；
将型坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为500-700℃，预烧结时间为3-3.8h；
将预烧结的型坯再次进行烧结，烧结温度为1380-1460℃，烧结时间为6-7h，得到耐高温材料。
优选地，所述方法为：
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨机中球料比为30:1，球磨时间为3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为750r/min，混合29min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯，挤压强度为300MPa；
将型坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为640℃，预烧结时间为3.4h；
将预烧结的型坯再次进行烧结，烧结温度为1420℃，烧结时间为6h，得到耐高温材料。
优选地，所述白炭黑为沉淀白炭黑、气相白炭黑以及超细白炭黑中的至少一种。
优选地，所述白炭黑为气相白炭黑以及超细白炭黑的混合，其混合质量比为2:1。
优选地，所述碳酸钙为轻质碳酸钙或者重质碳酸钙。
优选地，所述氮化硼为菱方氮化硼、立方氮化硼以及纤锌矿氮化硼中的一种。
优选地，所述结合剂为硼玻璃或者铅玻璃。
本发明的有益效果在于：电磁坩埚用耐高温材料的制备方法，本方法制备的耐高温材料，成型为电磁坩埚，其具有强度高，使用寿命长，最主要的是其耐高温，能够将其应用在高熔点金属冶炼，可以冶炼多种金属，适用性广。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
实施例1
电磁坩埚用耐高温材料，由如下按质量组分组成：
电磁坩埚用耐高温材料的制备方法：
称取组份量的氧化铝、碳化硅、氧化钇、沉淀白炭黑、轻质碳酸钙、菱方氮化硼、硅酸铝、硅化镍、硼玻璃；
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、沉淀白炭黑、轻质碳酸钙、菱方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及硼玻璃加入球磨机中，球磨机中球料比为40:1，球磨时间为3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、沉淀白炭黑、轻质碳酸钙、菱方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及硼玻璃加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为600r/min，混合35min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型(坩埚坯)坯，挤压强度为260MPa；
将型(坩埚坯)坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为700℃，预烧结时间为2.5h；
将预烧结的型(坩埚坯)坯再次进行烧结，烧结温度为1350℃，烧结时间为8h，得到耐高温材料。
实施例2
电磁坩埚用耐高温材料，由如下按质量组分组成：
电磁坩埚用耐高温材料的制备方法：
称取组份量的氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑、重质碳酸钙、立方氮化硼、硅酸铝、硅化镍、铅玻璃；
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑、重质碳酸钙、立方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及铅玻璃加入球磨机中，球磨机中球料比为35:1，球磨时间为2h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑、重质碳酸钙、立方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及铅玻璃加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为820r/min，混合27min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型(坩埚坯)坯，挤压强度为310MPa；
将型(坩埚坯)坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为500℃，预烧结时间为3.8h；
将预烧结的型(坩埚坯)坯再次进行烧结，烧结温度为1380℃，烧结时间为7h，得到耐高温材料。
实施例3
电磁坩埚用耐高温材料，由如下按质量组分组成：
电磁坩埚用耐高温材料的制备方法：
称取组份量的氧化铝、碳化硅、氧化钇、超细白炭黑、轻质碳酸钙、纤锌矿氮化硼、硅酸铝、硅化镍、硼玻璃；
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、超细白炭黑、轻质碳酸钙、纤锌矿氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及硼玻璃加入球磨机中，球磨机中球料比为20:1，球磨时间为2h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、超细白炭黑、轻质碳酸钙、纤锌矿氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及硼玻璃加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为900r/min，混合25min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型(坩埚坯)坯，挤压强度为320MPa；
将型(坩埚坯)坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为500℃，预烧结时间为4h；
将预烧结的型(坩埚坯)坯再次进行烧结，烧结温度为1500℃，烧结时间为5h，得到耐高温材料。
实施例4
电磁坩埚用耐高温材料，由如下按质量组分组成：
电磁坩埚用耐高温材料的制备方法：
称取组份量的氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑以及超细白炭黑、重质碳酸钙、立方氮化硼、硅酸铝、硅化镍、铅玻璃；
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑以及超细白炭黑、重质碳酸钙、立方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及铅玻璃加入球磨机中，球磨机中球料比为25:1，球磨时间为3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑以及超细白炭黑、重质碳酸钙、立方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及铅玻璃加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为650r/min，混合32min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型(坩埚坯)坯，挤压强度为280MPa；
将型(坩埚坯)坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为700℃，预烧结时间为3h；
将预烧结的型(坩埚坯)坯再次进行烧结，烧结温度为1460℃，烧结时间为6h，得到耐高温材料。
实施例5
电磁坩埚用耐高温材料，由如下按质量组分组成：
电磁坩埚用耐高温材料的制备方法：
称取组份量的氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑、轻质碳酸钙、菱方氮化硼、硅酸铝、硅化镍、铅玻璃；
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑、轻质碳酸钙、菱方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及铅玻璃加入球磨机中，球磨机中球料比为30:1，球磨时间为3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、气相白炭黑、轻质碳酸钙、菱方氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及铅玻璃加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为750r/min，混合29min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型(坩埚坯)坯，挤压强度为300MPa；
将型(坩埚坯)坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为640℃，预烧结时间为3.4h；
将预烧结的型(坩埚坯)坯再次进行烧结，烧结温度为1420℃，烧结时间为6h，得到耐高温材料。
实施例1-5的耐高温材料，将其可以成型为电磁坩埚。分别测试其耐高温材料强度、使用次数以及耐高温性能进行测试，测试结果如下：
根据性能测试表中的数据可以看出，实施例1-5的耐高温材料，其抗折强度平均达到102Mpa，使用寿命平均可以达到362次，耐火度可以达到1580℃。
以上是对本发明所提供的具体实施例。
说明书对本发明进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.电磁坩埚用耐高温材料的制备方法，其特征在于，方法包括：
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨机中球料比为20:1-40:1，球磨时间为2-3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为600-900r/min，混合25-35min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯，挤压强度为260-320MPa；
将型坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为500-700℃，预烧结时间为2.5-4h；
将预烧结的型坯再次进行烧结，烧结温度为1350-1500℃，烧结时间为5-8h，得到耐高温材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法为：
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨机中球料比为25:1-35:1，球磨时间为2-3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为650-820r/min，混合27-32min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯，挤压强度为280-310MPa；
将型坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为500-700℃，预烧结时间为3-3.8h；
将预烧结的型坯再次进行烧结，烧结温度为1380-1460℃，烧结时间为6-7h，得到耐高温材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述方法为：
将氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入球磨机中，球磨机中球料比为30:1，球磨时间为3h；
将球磨后的氧化铝、碳化硅、氧化钇、白炭黑、碳酸钙、氮化硼、硅酸铝、硅化镍以及结合剂加入至高混机中，进行机械混合，混合机转速为750r/min，混合29min，得到混料a；
将混料a加入至成型机中，进行压制成型坯，挤压强度为300MPa；
将型坯进行中高温进行预烧结，预烧结温度为640℃，预烧结时间为3.4h；
将预烧结的型坯再次进行烧结，烧结温度为1420℃，烧结时间为6h，得到耐高温材料。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述白炭黑为沉淀白炭黑、气相白炭黑以及超细白炭黑中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述白炭黑为气相白炭黑以及超细白炭黑的混合，其混合质量比为2:1。
6.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述碳酸钙为轻质碳酸钙或者重质碳酸钙。
7.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述氮化硼为菱方氮化硼、立方氮化硼以及纤锌矿氮化硼中的一种。
8.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述结合剂为硼玻璃或者铅玻璃。
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