用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，特別涉及一種復(fù)合材料坩堝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁基合金具有密度小、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，向鋁中加入Mn、Mg、T1、Cr等金屬所制得的合金具有良好的耐蝕性、塑性、強(qiáng)度或防銹性，可用于制造容器、管道等。制備合金的方法包括鋁熱法等多種，其中利用鋁熱法制備中間合金時(shí)一般溫度較高，因此需要用于制備中間合金的坩堝具有較強(qiáng)的耐高溫性能，同時(shí)，由于有些合金組分是較為活潑的金屬，如金屬鈦。為防止較為活潑的金屬與坩堝反應(yīng)，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或腐蝕坩堝，同時(shí)需要坩堝具有較強(qiáng)的反應(yīng)惰性。
[0003]利用鋁熱法制備合金中最為常用的坩堝為石墨坩堝，石墨坩堝主要成份組成為天然鱗片石墨與粘結(jié)劑，因此它有導(dǎo)熱快、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、不與熔質(zhì)起反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。但在高溫強(qiáng)氧化氣氛中使用極易氧化，因此在提供不同的熱源時(shí)都應(yīng)避免強(qiáng)氧化氣氛，否則會(huì)降低其使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，該坩堝以石墨坩堝為主體，在其內(nèi)表面設(shè)有耐高溫耐腐蝕、且反應(yīng)惰性的復(fù)合陶瓷材料，該坩堝具有耐高溫、不用熔質(zhì)反應(yīng)并耐氧化的效果。
[0005]一種用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，所述坩堝的包括石墨坩堝本體，所述石墨本體內(nèi)表面設(shè)有復(fù)合陶瓷材料，所述石墨坩堝本體外部套裝不銹鋼殼體，
[0006]所述復(fù)合陶瓷材料由下述原料組分制得:
[0007]按質(zhì)量百分比:A1203:30 ?50%, Si3N4:12 ?20%, SiC:8 ?12%，金剛石:2 ?10%,ZrO2:8?15%，Y2O3:3?7%，BN:3?6%，燒結(jié)助劑3?5%，上述各個(gè)組分質(zhì)量百分比之和為100%,
[0008]其中，上述所有原料粉末的平均粒徑為100?500nm。
[0009]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選所述石墨坩堝本體和不銹鋼殼體間設(shè)有彈性緩沖層。
[0010]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選所述彈性緩沖層為橡膠。
[0011]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選所述燒結(jié)助劑為MgO或Ti02。
[0012]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選坩堝材料由下述原料組分制得:
[0013]按質(zhì)量百分比:A1203:40 ?50%, Si3N4:12 ?15%, SiC:8 ?12%，金剛石:8 ?10%,ZrO2:8?12%，Y2O3:3?5%，BN:3?4%，燒結(jié)助劑3?5%，上述各個(gè)組分質(zhì)量百分比之和為
100% ο
[0014]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選坩堝材料由下述原料組分制得:按質(zhì)量百分比:A1203:48%, Si3N4:12%, SiC:10%，金剛石:10%，ZrO2:10%，Y2O3 -A0Z0, BN:3%，燒結(jié)助劑3% ο
[0015]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選所有原料粉末的平均粒徑為200?400nmo
[0016]本發(fā)明所述用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝優(yōu)選所述坩堝按下述方法制備:所述坩堝按下述方法制備:將所有原料粉末按比例混合利用粘結(jié)劑均勻涂覆與石墨坩堝本體的內(nèi)表面，在氮?dú)饣驓鍤鈿夥罩校?650°C?1900°C，壓力160MPa?220MPa下燒結(jié)；燒結(jié)完成后在石墨坩堝外套裝不銹鋼殼體。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，所述坩堝的包括石墨坩堝本體，所述石墨本體內(nèi)表面設(shè)有復(fù)合陶瓷材料，所述石墨坩堝本體外部套裝不銹鋼殼體。該坩堝以石墨坩堝為主體,在其內(nèi)表面設(shè)有耐高溫耐腐蝕、且反應(yīng)惰性的復(fù)合陶瓷材料，該坩堝具有耐高溫、不用熔質(zhì)反應(yīng)并耐氧化的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0019]下述實(shí)施例中所述試驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0020]實(shí)施例1
[0021]將所有原料粉末按比例混合利用粘結(jié)劑均勻涂覆與石墨坩堝本體的內(nèi)表面，在氬氣氣氛中，1900°C，壓力220MPa下燒結(jié)，燒結(jié)完成后在石墨坩堝外套裝不銹鋼殼體。
[0022]復(fù)合陶瓷材料由下述原料組分制得:按質(zhì)量百分比=Al2O3:48%, Si3N4:12%，SiC:10%，金剛石:10%, ZrO2:10%, Y2O3:4%，BN:3%，MgO:3%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]將所有原料粉末按比例混合利用粘結(jié)劑均勻涂覆與石墨坩堝本體的內(nèi)表面，在氬氣氣氛中，1700°C，壓力200MPa下燒結(jié)，燒結(jié)完成后在石墨坩堝外套裝不銹鋼殼體。
[0025]復(fù)合陶瓷材料由下述原料組分制得:按質(zhì)量百分比=Al2O3:43%, Si3N4:15%，SiC:12%，金剛石:8%，ZrO2:10%, Y2O3:5%，BN:4%，MgO:3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，其特征在于:所述坩堝的包括石墨坩堝本體，所述石墨本體內(nèi)表面設(shè)有復(fù)合陶瓷材料，所述石墨坩堝本體外部套裝不銹鋼殼體， 所述復(fù)合陶瓷材料由下述原料組分制得: 按質(zhì)量百分比=Al2O3:30 ?50%, Si3N4:12 ?20%, SiC:8 ?12%，金剛石:2 ?10%, ZrO2:8?15%，Y2O3:3?7%，BN:3?6%，燒結(jié)助劑3?5%，上述各個(gè)組分質(zhì)量百分比之和為100%，其中，上述所有原料粉末的平均粒徑為100?500nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所述石墨坩堝本體和不銹鋼殼體間設(shè)有彈性緩沖層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所述彈性緩沖層為橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所述燒結(jié)助劑為MgO或Ti02。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:坩堝材料由下述原料組分制得: 按質(zhì)量百分比=Al2O3:40 ?50%, Si3N4:12 ?15%, SiC:8 ?12%，金剛石:8 ?10%, ZrO2:8?12%，Y2O3:3?5%，BN:3?4%，燒結(jié)助劑3?5%，上述各個(gè)組分質(zhì)量百分比之和為100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的坩堝，其特征在于:坩堝材料由下述原料組分制得:按質(zhì)量百分比=Al2O3:48%, Si3N4:12%，SiC: 10%，金剛石:10%, ZrO2: 10%, Y2O3:4%,BN:3%，燒結(jié)助劑 3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所有原料粉末的平均粒徑為200?400nmo
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝，其特征在于:所述坩堝按下述方法制備:將所有原料粉末按比例混合利用粘結(jié)劑均勻涂覆與石墨坩堝本體的內(nèi)表面，在氮?dú)饣驓鍤鈿夥罩校?650°C?1900°C，壓力160MPa?220MPa下燒結(jié)；燒結(jié)完成后在石墨坩堝外套裝不銹鋼殼體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，特別涉及一種復(fù)合材料坩堝。本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)鋁基合金的坩堝，所述坩堝的包括石墨坩堝本體，所述石墨本體內(nèi)表面設(shè)有復(fù)合陶瓷材料，所述石墨坩堝本體外部套裝不銹鋼殼體。該坩堝以石墨坩堝為主體，在其內(nèi)表面設(shè)有耐高溫耐腐蝕、且反應(yīng)惰性的復(fù)合陶瓷材料，該坩堝具有耐高溫、不用熔質(zhì)反應(yīng)并耐氧化的效果。
【IPC分類】C22C21-00, F27B14-10, C04B41-87
【公開號(hào)】CN104677100
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310638924
【發(fā)明人】張?zhí)O
【申請(qǐng)人】大連融德特種材料有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月30日