CN1943920B - 低压铸铝用升液管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压铸铝用升液管的制备方法，利用本方法制备的升液管可广泛应用于铸铝行业。其工艺流程依次为：配料、球磨、过滤、干燥、高温烧成、喷雾造粒、万吨等静压成型、素坯加工、修型、烧成、检验、磨加工、成品。本发明的有益效果是利用本发明制造出的升液管具有抗热震性能好(1500/20℃ 38次不裂)，抗折强度高，热膨胀系数低(0.16-0.6×10^-6/℃(RT-1000℃))，与铝熔液不润湿，使用寿命长。

Description

低压铸铝用升液管的制备方法

技术领域

本发明涉及一种低压铸铝用升液管的制备方法，利用本方法制备的升液管可广泛应用于铸铝行业。

背景技术

升液管是低压铸件机上的关键部件之一，直接影响铸铝产品的质量和生产效率。工作时，铝熔液(温度700～900℃)每隔3～5min从升液管内被压送到模具型腔。这种工况要求该部件具有耐高温、抗热震、与铝熔液不润湿、良好的气密性和长期的抗热冲击疲劳性等性能。

目前，国内铸铝用升液管主要是铸铁升液管，它有两个明显的缺陷：(1)铁在铝熔液中的渗溶会污染铝液，极大地降低铝铸件的的质量；(2)铸铁升液管一次使用寿命短、粘铝液、拆换费时费力，影响生产效率。

国外已开发Si₃N₄反应烧结SiC陶瓷升液管，其具有使用寿命长，不污染铝液，耐侵蚀性能好等优点而极大地提高了铝产品的质量和生产效率。但由于Si₃N₄反应烧结SiC陶瓷升液管生产成本高、价格昂贵，推广应用比较困难。而钛酸铝是价格比较低廉的高温低膨胀材料，具有优异的抗热震性能和耐侵蚀性，不粘铝液，目前是国内较理想的替代铸铁升液管材料，但其在某些方面如：抗热震性和耐侵蚀性等远不如本申请人发明的一种新材料-JS高熔聚合材料(见中国专利公开号：CN1807255A及CN1807256A)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够制造出抗热震性能好、抗折强度高、热膨胀系数低、与铝熔液不润湿的低压铸铝用升液管的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

本发明工艺流程依次为：配料、球磨、过滤、干燥、高温烧成、喷雾造粒、万吨等静压成型、素坯加工、修型、烧成、检验、磨加工、成品；

其具体制备方法如下：

(1)配料：

a、按重量百分比选取下述各原料：

JS高熔聚合材料：95％-99％

稀土：1％-5％；

b、将上述配比的原料混合均匀；

(2)球磨、过滤：

将上述混合均匀的原料经球磨机球磨22-26小时，然后经500目筛网过滤，得到细粉；

(3)干燥后高温烧成：

将上述细粉在110℃±5℃烘烤46-50小时，以脱去水份，使其水份小于0.003％；

将干燥后的物料进行高温烧成，烧成过程为：先经14-18小时升温至1540℃-1550℃，在此温度下保温4-6小时，然后经24小时缓慢冷却至室温；

(4)喷雾造粒、万吨等静压成型、素坯加工、修型：

将经高温烧成后的物料进行喷雾造粒，粒径为500目；之后经万吨等静压成型；再经机床素坯加工后修型；

(5)烧成：将修好的上述素坯装窑，经1540℃-1550℃高温煅烧46-50小时；

(6)经检验、磨加工得到成品：

将烧好的产品进行检验、再经磨加工、最后得到成品。

本发明的有益效果是利用本发明制造出的升液管具有抗热震性能好(1500/20℃38次不裂)，抗折强度高，热膨胀系数低(0.16～0.6×10^-6/℃(RT～1000℃))，与铝熔液不润湿，使用寿命长。

具体实施方式

实施例：

按上述发明内容部分中的技术方案所述的具体制备方法进行操作即可生产出合格的升液管。

其中，在配料步骤中，各原料的配比如下表：

注：(1)上述各组分的配比为重量百分比。

(2)JS高熔聚合材料为河北清河耐火材料集团有限责任公司按中国专利：(CN1807255A及CN1807256A)所公开的内容生产的新材料。

中国专利公开了发明名称为“一种高熔聚合材料”(公开号：CN1807255A)的专利申请，在说明书中提到了“JS高熔聚合材料”，JS高熔聚合材料的生产工艺为：

一种高熔聚合材料的生产工艺，其特征在于采用如下重量份数比组份：金红石2.5～7、石英SiO₂ 5～10、海泡石4MgO·6SiO₂·2H₂O 5～15、氧化钙CaO2～6、二氧化钛TiO₂ 26～40、三氧化二铝Al₂O₃ 38～61，其中三氧化二铝分二次加入，第一次加入其重量份的33～51，第二次加入其重量份的5～10，其中三氧化二铝的粒径为0.5～1μm，金红石的粒径为0.5～1μm，海泡石的粒径为0.5～1μm；

采用磨三煅二工艺，即球磨→煅烧→球磨→煅烧→球磨：

首先进行第一次煅烧：将Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、CaO四种原料混合，其中三氧化二铝加入量为其重量份的33～51，Al₂O₃和TiO₂的摩尔比为1∶1，将混合好的料在球磨机中研磨14～18小时，其中球、料和水的体积比为4∶2∶1，且总体积不超过球磨机有效容积的1/2，研磨后，放入烘干器进行干燥，干燥时间为10～15小时，干燥温度为80～100℃，使其含水量＜1％，将干燥的料经1350～1400℃高温煅烧并在此温度下保温4～6小时；

第二次煅烧：将粒径为0.5～1μm的金红石超细微粉、粒径为0.5～1μm的经过1440-1460℃高温煅烧4～6小时的三氧化二铝和粒径为0.5～1μm的海泡石三种原料与第一次烧结体混合，其中三氧化二铝加入量为其重量份的5～10，将混合好的料在球磨机中研磨14～18小时，其中球、料和水的体积比为4∶2∶1，将研磨好的料放入烘干器中进行干燥，干燥时间为10～15小时，干燥温度为80～100℃，使其含水量＜1％；

将研磨后的料在20～24小时内加热至1550～1580℃，在此温度下煅烧3～7小时，最后用球磨机将烧结体研磨至0.1～0.8μm，从而得到低团聚的、高纯的、超细的高熔聚合材料。

由上述实施例所制备的升液管的各项理化指标如下表：

气孔率(％)	体密(g/cm3)	抗折强度(MPa)	导热系数(w/m.k)(600℃～800℃)	热膨胀系数/℃(RT～1000℃)
					3～6	3.0～4.5	60～180	1～1.5	0.16～0.6×10-6

Claims (1)

1.一种低压铸铝用升液管的制备方法，其特征在于其工艺流程依次为：配料、球磨、过滤、干燥、高温烧成、喷雾造粒、万吨等静压成型、素坯加工、修型、烧成、检验、磨加工、成品；

其具体制备方法如下：

(1)配料：

a、按重量百分比选取下述各原料：

JS高熔聚合材料：95％-99％

稀土：1％-5％；

b、将上述配比的原料混合均匀；

(2)球磨、过滤：

将上述混合均匀的原料经球磨机球磨22-26小时，然后经500目筛网过滤，得到细粉；

(3)干燥后高温烧成：

将上述细粉在110℃±5℃烘烤46-50小时，以脱去水份，使其水份小于0.003％；

将干燥后的物料进行高温烧成，烧成过程为：先经14-18小时升温至1540℃-1550℃，在此温度下保温4-6小时，然后经24小时缓慢冷却至室温；

(4)喷雾造粒、万吨等静压成型、素坯加工、修型：

将经高温烧成后的物料进行喷雾造粒，粒径为500目；之后经万吨等静压成型；再经机床素坯加工后修型；

(5)烧成：将修好的上述素坯装窑，经1540℃-1550℃高温煅烧46-50小时；

(6)经检验、磨加工得到成品：

将烧好的产品进行检验、再经磨加工、最后得到成品。