一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管及组成成分的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管及组成成分，属于铝铸造领域，所述升液管由多层管构成，多层管内层为陶瓷层、中间为金属层、中间金属层上端连接有发法兰盘，外层是碳化硅的碳化硅层，多层管的内层和外层中均含有0.001~0.5%的石墨烯材料，升液管的陶瓷层与碳化硅层的下端光滑连接成一体，上端部设置有开口，金属层是从陶瓷层以及碳化硅层上端插入两者间隙中的，本发明通过设计成多层结构升液管，有利于防止使用过程中发生漏气现象，可提高产品的耐腐蚀性，保证产品质量，降低生产成本，实现连续生产。
【专利说明】
-种不漏气耐高溫抗腐蚀错膝液升液管及组成成分
技术领域
[0001] 本发明设及一种升液管及组成成分，特别设及一种不漏气耐高溫抗腐蚀侣烙液升 液管及组成成分，属于侣铸造领域。
【背景技术】
[0002] 在侣或侣合金铸造领域，一般是在侣烙化炉上设置模具，侣烙化炉侣烙液与模具 之间设置一个升液管，使侣烙化炉与模具之间在密封状态下连通，在铸造过程中，通过对侣 烙化炉在中烙化侣的表面施加气压，在空气压力下，能够将烙化的侣液通过升液管提升到 模具中，根据提升工艺，在一定的压力和时间内，侣液会上升到模具中，进行侣制品铸造。一 般情况下，模具分为底模和冲模，底模设置在压力机的底座上，冲模设置在压力机的冲头 上，由于模具的溫度低于侣烙液溫度，并且有的在模具内设置有冷却液，底模内烙液在冲模 下降后经过较短的保压时间，侣烙液就会凝固成铸件，提升冲模后，底模内就会形成侣铸 件，从底模中取出的铸件，就是侣铸件。然而，在侣烙液的提升过程中升液管不仅受到溫度 而且会受到压力的作用，需要有耐压力性，而且要求具有耐腐蚀、耐高溫特性，在一般的情 况，有的使用陶瓷升液管，但是，尽管陶瓷升液管的密度较大，但在压力作用下一般会发生 漏气现象，不仅升液时会发生漏气，而且，陶瓷的耐高溫性能不够好，长时间地在侣液中会 与侣液发生化学反应，特别是容易与侣合金溶液发生化学反应，因此使用寿命非常短，运种 材料的升液管几乎每天都得更换升液管，在更换过程中，烙化炉溫度高难度大，而且不能使 烙化炉内液体固化，需要对炉子不停地加热，消耗不少能源，利用陶瓷升液管的生产成本非 常高；另外还有使用碳化娃升液管，尽管运种升液管具有较好的耐腐蚀性，但是由于溫度在 较短时间内变化较大，升液管会出现裂纹，一旦出现裂纹，升液管就会出现漏气现象，漏气 后，烙化炉内的气压就会难W在规定时间或规定的压力下提升一定的侣液，产品就会发生 未充满，空穴等缺陷，影响产品的正常生产，增大了废品率。提高升液管的使用寿命，保证升 液管的质量是低压侣铸造中存在的一大课题。
【发明内容】
[0003] 针对陶瓷升液管易腐蚀、使用寿命短、碳化娃升液管容易出现裂纹的情况，本发明 提供一种不漏气耐高溫抗腐蚀侣烙液升液管及组成成分，其目的是延长升液管的使用寿 命，防止使用过程中发生漏气现象，保证产品质量，降低生产成本。
[0004] 本发明的技术方案是:一种不漏气耐高溫抗腐蚀侣烙液升液管，所述升液管由多 层管构成，多层管内层为陶瓷层、中间为金属层、中间金属层上端连接有法兰盘，外层是碳 化娃层，多层管的内层和外层中均含有0.001~0.5%的石墨締材料，升液管的陶瓷层与碳化 娃层的下端光滑连接成一体，上端部设置有开口，金属层是从陶瓷层W及碳化娃层上端插 入两者间隙中的，所述金属层厚度小于内层陶瓷层与碳化娃层之间的间隙，金属层与内层 陶瓷层、外层碳化娃层之间设置有缓冲层，所述法兰盘与陶瓷层W及碳化娃层之间利用耐 火水泥密封，所述金属层为不诱钢层、含有铁或侣的合金，所述陶瓷层、碳化娃层、金属层厚 度分别小于30mm，金属层与陶瓷层或碳化娃层之间的间隙小于10mm，其间设置有缓冲层，所 述缓存层为石棉层。
[0005] -种不漏气耐高溫抗腐蚀侣烙液升液管组成成分，包括上述升液管结构，所述陶 瓷层含有的重量百分比为，氧化侣：30~55%、氧化娃：20~35%、氧化错：15~20%、碳化娃:9~ 34%、石墨締：0.001~0.5%，所述碳化娃层含有的重量比为，碳化娃：78~80%、氧化错：12~ 14〇/〇、氮化娃:7~10%、石墨締：0.001 ~0.5〇/〇; 其中，所述陶瓷层和碳化娃层原料为粉状材料，所述粉状材料大小在300-500目之间； 其中，所述陶瓷层和碳化娃层原料为粉状材料是通过混合利用模压成型升液管内外 层，然后利用高溫般烧成型的。
[0006] 本发明具有的积极效果是:通过在内层陶瓷层和外层碳化娃层中间添加石墨締材 料，能够增加升液管强度，提高产品的寿命，增强耐腐蚀性，通过在陶瓷层和碳化娃层之间 设置金属层，有利于固定链接法兰盘对升液管的固定;通过在陶瓷层和碳化娃层设置的间 隙大于金属层厚度，有利于金属层的热膨胀;通过在陶瓷层和碳化娃层添加碳化娃，有利于 提高耐腐蚀性;通过在法兰盘与陶瓷层W及碳化娃层上端之间设置有可调螺丝设置缺口， 有利于调节陶瓷层W及碳化娃层与法兰盘端面之间的距离;通过在中间设置金属层，能够 避免在压力作用下漏气；通过在陶瓷层W及碳化娃层与法兰盘端面之间利用耐火水泥密 封，可防止气体的泄露，有利于生产。本发明通过设计成多层结构升液管，有利于防止使用 过程中发生漏气现象，可提高产品的耐腐蚀性，保证产品质量，降低生产成本，实现连续生 产。
【附图说明】
[0007] 图1本发明升液管的剖面结构示意图。
[000引图2法兰盘端面示意图。
[0009] 图3升液管内外层的剖面结构示意图。
[0010] 图4法兰W及中间金属层之间的连接剖面结构示意图。
[OOW 标号说亂10-法兰、11-外层、12-中间层、13-内层、14-中间层外部空隙、15-中间 层内部间隙。
[0012]
【具体实施方式】： W下参照附图就本发明的技术方案进行详细说明。
[0013] 本发明的技术方案是一种不漏气耐高溫抗腐蚀侣烙液升液管，图1是本发明升液 管的剖面结构示意图、图2是法兰盘端面示意图。所述升液管由多层管构成，多层管内层13 为陶瓷层、中间为金属层、中间金属层上端连接有法兰盘10，外层11是碳化娃的碳化娃层， 多层管的内层13和外层11中均含有0.0(Π ~0.5%的石墨締材料，升液管的陶瓷层与碳化娃层 的下端光滑连接成一体，上端部设置有开口，金属层是从陶瓷层W及碳化娃层上端插入两 者间隙中，所述陶瓷层、碳化娃层、金属层厚度分别小于30mm，金属层与陶瓷层或碳化娃层 之间的间隙小于10mm，其间设置有缓冲层，所述缓存层为石棉层。
[0014] 图3是升液管内外层的剖面结构示意图，所述金属层厚度小于内层13陶瓷层与碳 化娃层之间的间隙，金属层与内层13陶瓷层、外层11碳化娃层之间设置有缓冲层，其中，14 为中间层外部空隙、15为中间层内部间隙。中间层外部空隙14和中间层内部间隙15中设置 有缓冲层，可防止金属层膨胀将升液管的外层11和内层13损坏，影响产品的寿命，在本实施 例中缓冲层采用了耐高溫的石棉材料。
[0015] 图4是法兰W及中间金属层之间的连接剖面结构示意图。所述法兰盘10与陶瓷层 W及碳化娃层之间利用耐火水泥密封，所述金属层为不诱钢层、含有铁或侣的合金材料。
[0016] 本发明提供一种不漏气耐高溫抗腐蚀侣烙液升液管组成成分，包括上述升液管结 构，所述陶瓷层含有的重量百分比为，氧化侣：30~55%、氧化娃:20~35%、氧化错：15~20%、碳 化娃:9~34%、石墨締：0.001~0.5%，所述碳化娃层含有的重量比为，碳化娃:78~80%、氧化 错：12~14%、氮化娃:7~10%、石墨締：0.001~0.5〇/〇; 其中，所述陶瓷层和碳化娃层原料为粉状材料，所述粉状材料大小在300-500目之间； 其中，所述陶瓷层和碳化娃层原料为粉状材料是通过混合利用模压成型升液管内外 层，然后利用高溫般烧成型的。
[0017] 外层的陶瓷中使用的原料具有如下特性： 氧化侣(Ab化），W刚玉为主晶相的陶瓷材料，其具有机械强度高，硬度大，高频介电损 耗小，高溫绝缘电阻高，耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能等优势，用于耐高 溫材料中。
[0018] 氧化娃(Si〇2)二氧化娃用于制造玻璃，铸造砂，玻璃纤维，陶瓷彩釉，防诱用喷砂， 过滤用砂，烙剂，耐火材料W及制造轻量气泡混凝±。
[0019] 氧化错用于制金属错和错化合物、制耐火砖和相锅、高频陶瓷、研磨材料、陶瓷颜 料和错酸盐等主要用于压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及贵重金属烙炼用的错砖、错 管、相蜗等。也用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化错纤维。还用于陶瓷颜料、静电涂 料及烤漆。用于环氧树脂中可增加耐热盐水的腐蚀。
[0020] 碳化娃由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，可提高其耐 磨性而延长使用寿命1~2倍;用W制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高， 节能效果好。
[0021] 石墨締(Gra地ene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度 的二维晶体。石墨締既是最薄的材料，也是最强初的材料，断裂强度比最好的钢材还要高 200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强 度最高的材料，石墨締，可显著延缓了金属的腐蚀速度，更加坚固抗损伤，能够增加陶瓷强 度，提高产品的寿命，增强耐腐蚀性。
[0022] 表一是升液管外层耐火材料管的实验数据，从实验数据看，Nol-No7的升液管在侣 合金低压炉中的使用天数据达到了 90天W上，实现了一个非常理想的长寿数据。但是，在本 配方外的No8中使用了本配方W意外的数据，得到的使用天数不够理想。
[0023] 内层的陶瓷中使用的原料具有如下特性： 碳化娃由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，可提高其耐磨性 而延长使用寿命1~2倍;用W制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能 效果好。
[0024] 表二是升液管内层碳化娃管的实验数据，从实验数据看，Nol-No7的升液管在侣 合金低压炉中的使用天数据达到了 60天W上，实现了一个非常理想的长寿数据。但是，在本 配方W外的实验数据，得到的使用天数不够理想。
[0025] 氧化错用于制金属错和错化合物、制耐火砖和相锅、高频陶瓷、研磨材料、陶瓷颜 料和错酸盐等主要用于压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及贵重金属烙炼用的错砖、错 管、相蜗等。也用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化错纤维。还用于陶瓷颜料、静电涂 料及烤漆。用于环氧树脂中可增加耐热盐水的腐蚀。
[00%]氮化娃(Si3N4)陶瓷是一种新型高溫结构材料，它极耐高溫，强度一直可W维持到 1200°C的高溫而不下降，受热后不会烙成融体，一直到1900°C才会分解，并有惊人的耐化学 腐蚀性能，能耐几乎所有的无机酸和30%W下的烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀；同时 又是一种高性能电绝缘材料。
[0027] 石墨締 Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度 的二维晶体。石墨締既是最薄的材料，也是最强初的材料，断裂强度比最好的钢材还要高 200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强 度最高的材料，石墨締，可显著延缓了金属的腐蚀速度，更加坚固抗损伤，能够增加陶瓷强 度，提高产品的寿命，增强耐腐蚀性。
[0028] 本发明通过在内层13陶瓷层和外层11碳化娃层中间添加石墨締材料，能够增加升 液管强度，提高产品的寿命，增强耐腐蚀性，通过在陶瓷层和碳化娃层之间设置金属层，有 利于固定链接法兰盘10对升液管的固定;通过在陶瓷层和碳化娃层设置的间隙大于金属层 厚度，有利于金属层的热膨胀;通过在中间设置金属层，能够避免在压力作用下漏气;通过 在陶瓷层和碳化娃层添加碳化娃，有利于提高耐腐蚀性;通过在法兰盘10与陶瓷层W及碳 化娃层上端之间设置有可调螺丝设置缺口，有利于调节陶瓷层W及碳化娃层与法兰盘10端 面之间的距离;通过在陶瓷层W及碳化娃层与法兰盘10端面之间利用耐火水泥密封，可防 止气体的泄露，有利于生产。本发明通过设计成多层结构升液管，有利于防止使用过程中发 生漏气现象，可提高产品的耐腐蚀性，保证产品质量，降低生产成本，实现连续生产。
【主权项】
1. 一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:所述升液管由多层管构成，多 层管内层为陶瓷层、中间为金属层、中间金属层上端连接有法兰盘，外层是碳化硅层，多层 管的内层和外层中均含有0.001~0.5%的石墨烯材料，升液管的陶瓷层与碳化硅层的下端光 滑连接成一体，上端部设置有开口，金属层是从陶瓷层以及碳化硅层上端插入两者间隙中 的。2. 根据权利要求1所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:所述金 属层厚度小于内层陶瓷层与碳化硅层之间的间隙，金属层与内层陶瓷层、外层碳化硅层之 间设置有缓冲层。3. 根据权利要求1所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:所述法 兰盘与陶瓷层以及碳化硅层之间利用耐火水泥密封。4. 根据权利要求1所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:所述金 属层为不锈钢层、含有铁或铝的合金。5. 根据权利要求1所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:所述陶 瓷层、碳化娃层、金属层厚度分别小于30mm。6. 根据权利要求2所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:金属层 与陶瓷层或碳化硅层之间的间隙小于l〇mm，其间设置有缓冲层。7. 根据权利要求2所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管，其特征在于:所述缓 存层为石棉层。8. -种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管组成成分，包括权利要求1所述的升液管结 构，其特征在于:所述陶瓷层含有的重量百分比为，氧化铝：30~55%、氧化硅：20~35%、氧化 锆：15~20%、碳化硅:9~34%、石墨烯：0.001~0.5%，所述碳化硅层含有的重量比为，碳化硅： 78~80%、氧化锆：12~14%、氮化硅:7~10%、石墨烯：0 · 001~0 · 5%。9. 根据权利要求7所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管构成成分，其特征在 于:所述陶瓷层和碳化硅层原料为粉状材料，所述粉状材料大小在300-500目之间。10. 根据权利要求7所述的一种不漏气耐高温抗腐蚀铝熔液升液管构成成分，其特征在 于:所述陶瓷层和碳化硅层原料为粉状材料是通过混合利用模压成型升液管内外层，然后 利用高温煅烧成型的。
【文档编号】B22D18/04GK105964979SQ201610542027
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】张长兵, 张天, 孙芳
【申请人】安阳恒安电机有限公司