專(zhuān)利名稱(chēng)：熱鍍用內(nèi)加熱陶瓷材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬陶瓷的制造領(lǐng)域。特別適用于制造熱鍍行業(yè)中的內(nèi)加熱陶瓷套管。
在現(xiàn)代化工業(yè)中，隨著熱鍍技術(shù)的不斷發(fā)展，其加熱方法也在不斷更新，由現(xiàn)有技術(shù)中的外加熱法和上加熱法逐漸轉(zhuǎn)向內(nèi)加熱方式。這處采用內(nèi)加熱新技術(shù)的工作原理是，將加熱器裝入與熔液隔離開(kāi)的保護(hù)套管內(nèi)，然后直接插入金屬熔池中進(jìn)行加熱。其效果具有傳效率高，操作方便，控溫準(zhǔn)確，節(jié)能效果顯著。因此該技術(shù)的實(shí)施時(shí)，關(guān)健取決于保護(hù)套管的性能指標(biāo)。作為加熱器用的保護(hù)套管必須具有很好的絕緣性，高的導(dǎo)熱性和良好的耐金屬熔液腐蝕，同時(shí)還應(yīng)具備一定的強(qiáng)韌性。在現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)常采用的內(nèi)加熱套管材料均為石英玻璃套管和碳化硅陶瓷套管。采用這兩種材料所制成的保護(hù)套管，其缺點(diǎn)在于它們的導(dǎo)熱系數(shù)都較小，傳熱率低，難于滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)的需要，同時(shí)也限制了內(nèi)加熱技術(shù)的推廣。
本發(fā)明的目的是提出一種導(dǎo)熱率高、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能效果好和經(jīng)濟(jì)的熱鍍用內(nèi)加熱陶瓷材料。
根據(jù)本發(fā)明目的，我們所提出的熱鍍用內(nèi)加熱陶瓷材料的化學(xué)成份為(重量％)Y2O31-8％，其余為AlN。在本發(fā)明的材料中，AlN為主要組份，他具有使用溫度高和導(dǎo)熱率高等特點(diǎn)，同時(shí)在本發(fā)明材料中再加入Y2O31-8％，其目的在于提高AlN的燒結(jié)致密化，其原因是該材料在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，Y2O3能與AlN中的微量氧化物，如Al2O3形成熔點(diǎn)較低的復(fù)雜氧化物，并聚集在AlN的晶界處，這樣可以使材料在燒結(jié)過(guò)程中形成部份的液相燒結(jié)，因此可以有效的促進(jìn)本發(fā)明材料的燒結(jié)致密化，使本發(fā)明材料的使用壽命得到明顯的提高。另外成份中還存有不可去除的夾雜。
本發(fā)明陶瓷材料的生產(chǎn)方法與現(xiàn)有技術(shù)大致相同。首先根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求，將設(shè)定量的AlN和Y2O3粉裝入混合機(jī)內(nèi)混合，并按設(shè)計(jì)要求的形狀和尺寸壓制成形，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，其燒結(jié)溫度為1800℃-1850℃，燒結(jié)時(shí)間為60-120分鐘。
采用本發(fā)明材料所制備成的陶瓷保護(hù)套與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下特點(diǎn)，傳熱效果好，熱效率高，導(dǎo)熱系數(shù)可提高5-8倍，節(jié)電約30％左右，熔化金屬(如鋅、鋁等)所需的時(shí)間明顯縮短，提高工效，在熔池中可快速響應(yīng)調(diào)諧熔融金屬的溫度，縮短溫控時(shí)間，提高鍍層質(zhì)量，同時(shí)也延長(zhǎng)了加熱元件的使用壽命。本發(fā)明陶瓷保護(hù)套與現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)套相比，其使用壽命至少提高兩倍以上。
實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明陶瓷材料的成份范圍，我們共制備了三個(gè)成份的本發(fā)明陶瓷保護(hù)套，本發(fā)明陶瓷保護(hù)套管的制備工藝為，將配粉、混粉和成型后的套管在1820℃高溫下燒結(jié)時(shí)間為80分鐘。在將成品的保護(hù)套管內(nèi)裝上加熱元件后再于熱鍍鋅設(shè)備上使用，每支最大功率為10KW。鍍鋅鍋內(nèi)累計(jì)加鋅3.5噸，通電8小時(shí)后鋅塊全部熔化，此時(shí)單支功率為7.5KW，鋅液溫度為450℃鍍鋅20小時(shí)后停電。冷卻至40℃時(shí)取出加熱保護(hù)套進(jìn)行檢查。為了對(duì)比方便，我們同樣選擇了市售的SiC套管和SiO2套管各三支進(jìn)行比較試驗(yàn)，其對(duì)比結(jié)果表明本發(fā)明陶瓷材料所制得保護(hù)套管，在使用壽命和節(jié)電效果上以及材料的導(dǎo)熱系數(shù)和其它性能上，都優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。在下述比較表中，表1為本發(fā)明陶瓷材料與現(xiàn)有技術(shù)材料的成份對(duì)比。表2為本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)套與現(xiàn)有技術(shù)性能比較。在表中序號(hào)1、2、3為本發(fā)明實(shí)施例。序號(hào)4、5為對(duì)比套管，其中聯(lián)部為石英套管，5為碳化硅套管。
權(quán)利要求
1.一種適于熱鍍用內(nèi)加熱陶瓷保護(hù)套管，其特征在于該保護(hù)套管陶瓷材料的化學(xué)成份為(重量％)Y2O31-8％，其余為AlN。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬陶瓷的制造領(lǐng)域。特別適用于制造熱鍍行業(yè)中的內(nèi)加熱陶瓷保護(hù)套。本發(fā)明的陶瓷保護(hù)套管的具體化學(xué)成分為Y
文檔編號(hào)C04B35/581GK1248559SQ9911971
公開(kāi)日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者韓歡慶, 王勤, 葛啟錄 申請(qǐng)人:安泰科技股份有限公司, 冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院