氮化硅加热管的制造方法
【专利摘要】本发明提出的是氮化硅加热管的制造方法。经过原料制备、原料配料、制浆、等压成型制胎和烧结步骤完成。本发明与现有技术相比，优点如下：（1）陶瓷加热管厚度在100um到150um之间，氮化硅的孔隙率＜15%，氮化硅陶瓷加热管强度＞3OMpa；（2）绝缘电气强度：室温下2500V、50Hz，1分钟无击穿现象，耐高温，干烧点可达1200℃，体积小，重量轻。（3）耐酸、碱腐蚀、热惯性小，升温速度快，具有优异的热性能，升温速度快，15秒内表面温度升至800℃，具有优异的电绝缘性能。采用高性陶瓷材料作为基体材料，抗氧化性能优异，使用寿命长。
【专利说明】
氮化硅加热管的制造方法
技术领域
[0001]本发明提出的是陶瓷领域用于铝合金加热的氮化硅加热管的制造方法。
【背景技术】
[0002]目前在铝合金铸造生产中需要使用加热管对铝合金进行加热，所使用的加热管为普通陶瓷质或碳化硅质，其缺点是热效低、耗电大、安全性能差、使用寿命短、容易烧坏。
【发明内容】
[0003]为了克服现有加热管制造存在的缺点，本发明提出了氮化硅加热管的制造方法。该方法经过原料制备、原料配料和加热管制造步骤制成氮化铝加热管。解决燃气加热管制造的技术问题。
[0004]本发明解决技术问题说采用的方案是:
原料制备:取100-150目氮化硅粉末100公斤作为氮化硅原料；
原料配料:在100公斤氮化娃原料中加入10-15公斤助恪剂，组成陶瓷混合料。
[0005]制浆:在100公斤水中，加入陶瓷混合料100公斤，经过搅拌，成为陶瓷浆；
等压成型制胎:通过浇注机将陶瓷浆注入管状吸水模腔内，成为湿胎，将湿胎和模具一并放入到烘干装置中，在30-60°C条件下烘干24小时，然后冷却至室温，从烘干装置中取出模具，从模具中取出干胎；
烧结:将干胎装入到烧结窑内，使用燃气在还原气氛中加热，加热温度控制在1200-1800 0C，烧结时间30-36小时，自然冷却后，从烧结窑中取出，成为加热管毛坯，对毛坯进行外圆和内孔车削加工，并装入电热丝，充填绝缘料，封堵管口，成为成品电热陶瓷加热管。
[0006]积极效果，本发明与现有技术相比，优点如下:(I)陶瓷加热管厚度在10um到150um之间，氮化硅的孔隙率<15%，氮化硅陶瓷加热管强度>30Mpa;(2)绝缘电气强度:室温下2500V、50Hz，I分钟无击穿现象，耐高温，干烧点可达1200°C，体积小，重量轻。(3)耐酸、碱腐蚀、热惯性小，升温速度快，具有优异的热性能，升温速度快，15秒内表面温度升至800°C，具有优异的电绝缘性能。采用高性陶瓷材料作为基体材料，抗氧化性能优异，使用寿命长。
【具体实施方式】
[0007]制造步骤:
1、原料制备:取100-150目氮化硅粉末100公斤作为氮化硅原料；
2、原料配料:在100公斤氮化娃原料中加入10-15公斤助恪剂，组成陶瓷混合料；
3、制浆:在100公斤水中，加入陶瓷混合料100公斤，经过搅拌，成为陶瓷浆；
4、等压成型制胎:通过浇注机将陶瓷浆注入管状吸水模腔内，成为湿胎，将湿胎和模具一并放入到烘干装置中，在30-60°C条件下烘干24小时，然后冷却至室温，从烘干装置中取出模具，从模具中取出干胎； 5、烧结:将干胎装入到烧结窑内，使用燃气在还原气氛中加热，加热温度控制在1200-1800 0C，烧结时间30-36小时，自然冷却后，从烧结窑中取出，成为加热管毛坯，对毛坯进行外圆和内孔车削加工，并装入电热丝，充填绝缘料，封堵管口，成为成品电热陶瓷加热管。
[0008]技术原理:
氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体;高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到100tC以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性。在氮气中及1200°C的高温下进行初步氮化，使其中一部分硅粉与氮反应生成氮化硅，这时整个坯体已经具有一定的强度。然后在1350°C?1450°C的高温炉中进行第二次氮化，反应成氮化硅。用热压烧结法可制得达到理论密度99%的氮化硅。
[0009]氮化硅高温陶瓷加热片，氮化硅陶瓷的强度很高，尤其是热压氮化硅陶瓷，是世界上最坚硬的物质之一。氮化硅陶瓷与水几乎不发生作用；在浓强酸溶液浓强碱溶液能缓慢腐蚀，熔融的强碱能很快使氮化硅转变为硅酸盐和氨。氮化硅陶瓷具有高强度、耐高温的特点，在陶瓷材料中其综合力学性能最好，耐热震性能、抗氧化性能、耐磨损性能、耐蚀性能好，是热机部件用陶瓷的第一候选材料。随着制备工艺的改进，氮化硅的导热性能和介电性能得到了显著的提高。
[0010]应用领域及特点:
目前，现代有色金属铸造厂倾向于使用工作条件清洁和安静的加热设备。近几年才发展起来的浸入式陶瓷加热管能满足这一要求，它已成功地用于锌和铝合金的熔炼及保温。用这种管子熔炼，金属损耗少，温度控制精确，工人操作舒适；同时，因被加热金属与燃烧产物是隔离的，金属受污染和吸气量最少，燃料热效率高，比反射炉熔炼节约20-70%。如熔炼铝，陶瓷管使用寿命可达6个月。所以，具有广阔的市场应用前景。
【主权项】
1.氮化硅加热管的制造方法，其特征是: .1)、原料制备:取100-150目氮化硅粉末100公斤作为氮化硅原料； .2)、原料配料:在100公斤氮化娃原料中加入10-15公斤助恪剂，组成陶瓷混合料； .3)、制浆:在100公斤水中，加入陶瓷混合料100公斤，经过搅拌，成为陶瓷浆； .4)、等压成型制胎:通过浇注机将陶瓷浆注入管状吸水模腔内，成为湿胎，将湿胎和模具一并放入到烘干装置中，在30-60°C条件下烘干24小时，然后冷却至室温，从烘干装置中取出模具，从模具中取出干胎； .5)、烧结:将干胎装入到烧结窑内，使用燃气在还原气氛中加热，加热温度控制在1200-1800 0C，烧结时间30-36小时，自然冷却后，从烧结窑中取出，成为加热管毛坯，对毛坯进行外圆和内孔车削加工，并装入电热丝，充填绝缘料，封堵管口，成为成品电热陶瓷加热管。
【文档编号】C04B35/622GK106083066SQ201610406414
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】徐涛
【申请人】辽宁伊菲科技股份有限公司, 无锡龙山科技有限公司