CN202377516U - 一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于特种陶瓷材料制备领域，提出的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管为由外管（4）与内管（1）构成的复合式结构；在由氮化硅结合碳化硅材料制成的外管内壁上具有环形凸台（5）；由氮化硅结合碳化硅陶瓷材料制成的内管的外壁上具有陶瓷纤维层（3），内管（1）和内管的外壁上所具有的陶瓷纤维层（3）位于外管（4）内，并位于外管内壁上所具有的环形凸台（5）上；并在陶瓷纤维层与外管的内壁之间具有填充层（2），将内管（1）、陶瓷纤维层（3）、外管（4）构成整体结构。本实用新型可以有效降低升液管的散热量和减缓铝合金溶液的温度波动，确保铸造产品的质量稳定，并能提高生产效率和升液管的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于特种陶瓷材料制备领域，主要涉及一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，适用于在铝合金铸造行业。
背景技术
升液管是铝合金低压铸造机上的关键部件之一。工作时，下端置于低压铸造机密闭的保温炉中（温度700～900℃），上端连接低压铸造模具腔，熔融的铝合金溶液通过压力作用沿升液管由下而上进入模具腔里完成铸造。主要用于汽车和摩托车的轮毂及发动机缸盖等部件的连续铸造。根据升液管的工作要求，其材质须具有耐高温、抗热震、耐侵蚀，良好的气密性，更重要的是具有长期抗热冲击疲劳性。
在铝合金低压铸造中，铸造产品内部质量的好坏与铝合金溶液温度的稳定有直接的关系。随着铸造的进行，铝合金溶液液面的下降，升液管暴露在液面上部的部分越来越多，致使铝合金溶液热量散失增多，温度出现较大变化，造成铸造工艺控制困难，产品质量下降。
目前国内升液管主要有以下三种材质：
（1）铸铁升液管。其问题主要在于：在高温下铁与熔融铝合金溶液发生反应，易污染铝合金溶液，影响铸造产品质量，且使用寿命短，影响生产效率。
（2）钛酸铝升液管。主要问题是钛酸铝陶瓷的合成和烧结温度不易控制，且强度不高，抗热冲击性不及氮化硅结合碳化硅升液管。
（3）氮化硅结合碳化硅升液管。具有使用寿命长、强度高、耐侵蚀、抗热震性好等优良的使用性能，但在升液管的使用过程中，由于氮化硅结合碳化硅材料高的导热性，容易造成铝合金溶液温度的波动，从而影响铸造产品质量和工作效率。
专利（200810231094.8）发明了一种低压铸造用特种复合结构升液管的制备方法，以氮化硅结合碳化硅材料作为升液管的内外管，夹层材料采用铸铁管或无缝钢管，通过高温粘结剂粘成一个整体。升液管的内外管均采用等静压成型。
专利（200420001097.X）发明了一种保护套的低压铸造用升液管，是在升液管的外壁上装有用无机矿物纤维做成的耐高温保护套。
专利（200520073212.9）发明了一种低压铸造机升液管，其制备方法是在升液管外壁包裹石棉布层及玻璃纤维布层。
目前，国内复合结构的升液管主要是采用铸铁管为夹层材料，虽然铸铁管能增强管壁的强度和保证升液管的气密性，却不能有效降低升液管的散热量。而在升液管外层有包裹石棉布、玻璃纤维布或无机矿物纤维，可以对升液管和铝合金溶液起到保护和保温隔热的作用，但是铝合金溶液的温度一般为800℃，而石棉从500℃开始老化同时纤维变脆，玻璃纤维最高使用温度小于400℃；无机矿物纤维主要是包括各类石棉；且在升液管外层包裹纤维，纤维与铝合金溶液接触容易对铝合金溶液造成污染，特别是纤维老化后掉渣严重，影响铸造产品的质量。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管。
本实用新型为完成上述发明任务采用如下技术方案：
一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，所述的陶瓷升液管为由外管与内管构成的复合式结构；在由氮化硅结合碳化硅材料制成的外管内壁上具有环形凸台；由氮化硅结合碳化硅陶瓷材料制成的内管的外壁上具有陶瓷纤维层，所述的内管和内管的外壁上所具有的陶瓷纤维层位于外管内，并位于外管内壁上所具有的环形凸台上；并在陶瓷纤维层与外管的内壁之间具有浇注耐火材料的填充层，将内管、陶瓷纤维层、外管构成整体结构。
所述陶瓷纤维层的陶瓷纤维为普通硅酸铝纤维、高铝硅酸铝纤维、硅酸铝纤维（Cr2O3、ZrO2）、多晶莫来石纤维、多晶氧化铝纤维中的一种。
所述环形凸台的高度为5～10 mm。
所述内管的厚度为5～10mm。
所述陶瓷纤维层的厚度为2～5mm。
所述填充层的浇注耐火材料为硅酸铝质、氧化铝质、碳化硅质中一种，填充层厚度为3～5mm。
所述氮化硅结合碳化硅陶瓷材料的密度较氮化硅结合碳化硅材料高，气孔率较低。
本实用新型提出的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，在内管的外壁上粘贴陶瓷纤维层作为隔热保温层，在升液管使用时起到隔热保温作用，可以有效降低升液管的散热量和减缓铝合金溶液的温度波动，确保铸造产品的质量稳定，同时提高生产效率；外管内具有的环形凸台可以防止内管、陶瓷纤维层及填充层在使用时脱落，而由气孔率<3%的氮化硅结合碳化硅陶瓷材料制成的内管保证升液管在使用时具有良好的气密性，使用时不漏气，提高了升液管的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中，1、外管，2、填充层，3、陶瓷纤维层，4、内管，5、环形凸台。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：
实施例1
如图1所示，一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，所述的陶瓷升液管为由外管1与内管4构成的复合式结构；所述的外管1采用等静压成型的氮化硅结合碳化硅材料，在外管1内壁的下部具有环形凸台5；在所述的环形凸台5上设置由气孔率<3%的氮化硅结合碳化硅陶瓷材料制成的内管4；所述的采用等静压成型的高致密（气孔率为1.5％）氮化硅结合碳化硅陶瓷材料；在内管4的外壁上粘贴陶瓷纤维层3，并在陶瓷纤维层3与外管1的内壁之间具有浇注耐火材料的填充层2，将内管1、陶瓷纤维层3、外管4构成整体结构。
本实用新型在使用时，首先将内管外壁清理干净并在内管外壁涂抹磷酸盐，然后将普通硅酸铝纤维布或毡粘制成的陶瓷纤维层3粘贴在升液管内管的外壁上，再将具有陶瓷纤维层3的内管放置在外管内部的环形台阶之上，最后在具有陶瓷纤维层3的内管4与外管1之间浇注由硅酸铝质耐火材料制成的填充层2将外管4、内管1组装成一个整体。
该实施例中，陶瓷纤维层的厚度为2mm；内管厚度为5mm；外管内台阶高度为5mm；填充层的厚度为3mm。
实施例2
该实施例的主体结构同实施例1，该实施例中所述的外管采用等静压成型的氮化硅结合碳化硅材料，内管采用注浆成型的高致密（气孔率为2％）氮化硅结合碳化硅陶瓷材料。
本实用新型在使用时，首先将内管外壁清理干净并在内管外壁涂抹水玻璃，然后将高铝硅酸铝纤维布或毡粘制成的陶瓷纤维层3粘贴在升液管内管的外壁上，再将粘过陶瓷纤维层3内管放置在外管内部台阶之上，最后在粘过陶瓷纤维层3的内管4与外管1之间浇注由氧化铝质耐火材料制成的填充层2将外管、内管组装成一个整体。
该实施例中：陶瓷纤维层的厚度为3mm；内管厚度为8mm；外管内台阶高度为8mm；填充层的厚度为4mm。
实施例3
该实施例的主体结构同实施例1，该实施例中所述的外管采用浇注成型的氮化硅结合碳化硅材料，内管采用等静压成型的高致密（气孔率为1.5％）氮化硅结合碳化硅陶瓷材料。
本实用新型在使用时，首先将内管外壁清理干净并在内管外壁涂抹磷酸二氢铝，然后将硅酸铝纤维（Cr2O3、ZrO2）布或毡粘制成的陶瓷纤维层3粘贴在升液管内管的外壁上，再将粘过陶瓷纤维层3内管放置在外管内部台阶之上，最后在粘过陶瓷纤维层3的内管4与外管1之间浇注由碳化硅质耐火材料制成的填充层将外管、内管组装成一个整体。
该实施例中：陶瓷纤维层厚度为3mm；内管厚度为6mm；外管内部台阶高度为5mm；填充层的厚度为3mm。
实施例4
该实施例的主体结构同实施例1，该实施例中所述的外管采用浇注成型的氮化硅结合碳化硅材料，内管采用凝胶注模成型的高致密（气孔率为1％）氮化硅结合碳化硅陶瓷材料。
本实用新型在使用时，首先将内管外壁清理干净并在内管外壁涂抹铝酸钙水泥，然后将多晶氧化铝纤维布或毡粘制成的陶瓷纤维层3粘贴在升液管内管的外壁上，再将粘过陶瓷纤维层3内管放置在外管内部台阶之上，最后在粘过陶瓷纤维层3的内管4与外管1之间浇注由氧化铝质耐火材料制成的填充层2将外管、内管组装成一个整体。
该实施例中：陶瓷纤维层厚度为5mm；内管厚度为9mm；外管内部台阶高度为8mm；填充层的厚度为5mm。
Claims (6)
1.一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，所述的陶瓷升液管为由外管（4）与内管（1）构成的复合式结构；其特征在于：在由氮化硅结合碳化硅材料制成的外管内壁上具有环形凸台（5）；由氮化硅结合碳化硅陶瓷材料制成的内管的外壁上具有陶瓷纤维层（3），所述的内管（1）和内管的外壁上所具有的陶瓷纤维层（3）位于外管（4）内，并位于外管内壁上所具有的环形凸台（5）上；并在陶瓷纤维层与外管的内壁之间具有浇注耐火材料的填充层（2），将内管（1）、陶瓷纤维层（3）、外管（4）构成整体结构。
2.根据权利要求1所述的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，其特征在于：所述陶瓷纤维层（3）的陶瓷纤维为普通硅酸铝纤维或高铝硅酸铝纤维或硅酸铝纤维或多晶莫来石纤维或多晶氧化铝纤维。
3.根据权利要求1所述的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，其特征在于：所述陶瓷纤维层（3）厚度为2～5mm。
4.根据权利要求1所述的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，其特征在于：所述环形凸台（5）的高度为5～10 mm。
5.根据权利要求1所述的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，其特征在于：所述填充层（2）的浇注耐火材料为硅酸铝质耐火材料或氧化铝质耐火材料或碳化硅质耐火材料，填充层（2）厚度为3～5mm。
6.根据权利要求1所述的一种内嵌陶瓷纤维的氮化硅结合碳化硅陶瓷升液管，其特征在于：所述内管（4）的厚度为5～10mm。
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| CN106793192A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-31 | 宜兴市华井科技有限公司 | 一种加热器保护管 |
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- 2011-09-28 CN CN2011203754337U patent/CN202377516U/zh not_active Expired - Fee Related
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