一种渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法与流程

本发明总体地涉及属于渗硅碳化硅应用技术领域，具体地涉及一种渗硅碳化硅材料热压铸烤炉承烧铍的制备方法。

背景技术：

烤炉承烧铍作为烤炉用的关键耐火部件，要求尺寸精确，材质均匀、温度稳定，控温准确，以往陶瓷材料往往温度场不均匀，导致所烤制食物出现局部烧糊、烧焦状态，或者材料本身耐急冷急热的热震性不好，导致热冲击下的产品炸裂。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法，该方法所得产品控火均匀，温度场稳定性高，尺寸精确，强度高，不炸裂，热震好，可反复冷热交替下使用。

本发明的技术方案是，一种渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法，它采用热压铸的成型方式进行坯体制作。

热压铸的成型方式保证了产品尺寸精确，控火均匀，温度场稳定性高。

进一步的，本发明的制备方法包括如下步骤：

步骤一：按质量百分比称取以下原料：d50＝2-3um碳化硅细粉30％-40％，d50＝30-50um的碳化硅粗粉50％-60％，5％-10％；称量后混合均匀得到干料；按此颗粒级配的原料目的是使碳黑加入量达到最大，保证充分的硅化反应。

步骤二：制备蜡浆；

步骤三：将步骤一混合好的干料缓慢加入步骤二所得的蜡浆里，加入速度由快至慢，待全部加完后，低速搅拌10-15h；

步骤四：将步骤三所得的混合物倒入金属托盘进行固化沉腐，固化沉腐时间为3天以上，得到固化沉腐蜡坯；

步骤五：将步骤四沉腐好的蜡坯在真空热压铸机里进行熔化、搅拌，抽真空，然后进行压铸：蜡浆压铸到模具后，保压10-20s，最后将模具和坯体一同放入冷水中冷却5-10s，拿出后拆卸模具，取出产品，得到压铸件坯体；

步骤六：排蜡处理；

步骤七：取出排蜡处理后的压铸件坯体，去除表面排腊粉，并对表面进行毛刺修边处理；

步骤八：在真空感应烧结炉中进行表面处理后压铸件坯体的渗硅处理；

步骤九：通过打磨去除渗硅处理后压铸件坯体表面的残留硅渣，然后进行喷砂处理，再经水洗后无尘干燥包装，得到烤炉承烧铍产品。

本发明所提及的材质配方保证了产品强度高，不炸裂，热震好，可反复冷热交替下使用。

进一步的，上述步骤1中的混合在球磨罐中进行，球磨混合时间5-8h，球磨罐中料球比为按质量百分比计1:1.5，以使原料充分混合。

进一步的，上述步骤二中的制备蜡浆的具体方法为：按占步骤一中原料总量的质量百分比称取以下物料：蜡10-15％，蜂蜡ⅰ型1-3％，蜂蜡ⅱ型1-3％，油酸0.5-1％；加温至65-68℃融化混合，蜡浆混合均匀30分钟后备用，蜂蜡ⅰ型和蜂蜡ⅱ的区别是蜂蜡的品级不同。

进一步的，上述步骤五中的压铸在真空热压铸机中进行，压铸机料筒温度设置为64-68℃，出料口温度设置为50-54℃左右，压铸产品时压铸压力0.6-0.8mpa，保压时间10-20s。

进一步的，上述步骤六中的排蜡处理的方法是，将压铸件坯体埋入氧化铝脱蜡吸附粉中，并在碳化硅匣铍中进行排蜡处理，目的是将坯件中的蜡量吸附在氧化铝上，达到蜡件脱蜡的效果；排蜡温度为70-200℃，保温20-30小时。

进一步的，上述步骤八中在真空感应烧结炉中进行表面处理后压铸件坯体的渗硅处理，其方法为：将表面处理后压铸件坯体置于真空感应烧结炉中进行烧结，烧结温度为1700-1750℃，真空度微负压。

本发明制备方法所得的渗硅碳化硅材料，稳定性，材料均匀，热震性好，通过热压铸成型工艺进行制作，调整配料稳定蜡浆，在一定压力下注入金属模具中成型，冷却待蜡浆凝固后脱模取出成型好的坯体。坯体经适当修整，埋入吸附剂中加热进行脱蜡处理，然后再将脱蜡坯体烧结成最终形成制品。从而解决了反应烧结碳化硅材料传统的注浆工艺成型的效率，尺寸变化不稳定等问题。

本发明相比于现有技术的优势如下：

1、解决了渗硅碳化硅材质应用热压铸的成型方式完成坯体的成型制备工艺；

2、采用热压铸成型制作的承烧铍，相比原来传统注浆成型，一次成型，不需要修补切割，尺寸更精确，材质更均匀，热震稳定性更好；

3、采用本工艺制作的产品，生产效率大大提高，制造成本降低，工人操作强度不大，成品合格率高；

4、本发明产品的制作采取1700-1750℃的高温硅化烧结，烧结原理是通过热压铸工艺的均匀造孔，使液态硅在高温下均匀渗入坯体，形成致密性好、高强度的成品，确保了承烧铍的材质均匀，热震稳定性好，导热快，耐急冷热的冷热交替循环条件下使用。

5、本发明的工艺方法制作的承烧铍在国客户中使用反馈效果很好，有望进一步应用其他相关设备中，具有很好的市场拓展前景及显著的经济效益。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1为本发明实施例中渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例中渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法所得产品的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：

1、按质量百分比称取以下原料：d50＝2-3um碳化硅细粉38％、d50＝30-50um的碳化硅粗粉57％、碳黑5％，称量后放入球磨罐中球磨混合5-8h，料球比为按质量百分比计1：1.5，使原料充分混合均匀；

2、制备蜡浆：按占步骤1中原料总量的质量百分比称取以下物料：蜡13％，蜂蜡ⅰ型3％，蜂蜡ⅱ型2％，油酸0.5％；加温至65-68℃融化混合，蜡浆混合均匀30分钟后备用；

3、将步骤一混合好的干料缓慢加入备用的蜡浆里，速度由快至慢，待全部加完后，低速搅拌10-15h；

4、将蜡浆倒入金属托盘进行固化沉腐，固化后沉腐3天以上方可使用；

5、将配置好的浆料倒入压铸机中，压铸机料筒温度设置为64-68℃，出料口温度设置为50-54℃左右，合好模具，压铸产品，压铸产品时压铸压力0.6-0.8mpa，保压时间10-20s；产品压铸到模具后，模具和产品一同放入冷水中冷却5-10s，拿出后拆卸模具，取出产品，完成压铸件。

6、将压铸好的压铸件坯体放入脱蜡釜进行脱蜡处理，压铸的坯体与脱蜡吸附粉放置匣钵中进行排蜡处理；

7、排蜡完毕后，取出坯体，去除表面排腊粉，表面进行毛刺修边处理，准备待烧；

8、在真空感应烧结炉中进行坯体的渗硅处理，完成高温烧结；

9、完成硅化烧成后，去除表面残留硅渣后进行喷砂打磨处理，经水洗后无尘干燥包装，即完成烤炉承烧铍的全部生产工艺。

实施例2

一种渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法，包括以下步骤：

1、按质量百分比称取以下原料：d50＝2-3um碳化硅细粉40％、d50＝30-50um的碳化硅粗粉52％、碳黑8％，称量后放入球磨罐中球磨混合5-8h，料球比为按质量百分比计1：1.5，使原料充分混合均匀；

2、制备蜡浆：按占步骤1中原料总量的质量百分比称取以下物料：蜡15％，蜂蜡ⅰ型2％，蜂蜡ⅱ型2％，油酸1％；加温至65-68℃融化混合，蜡浆混合均匀30分钟后备用；

3、将步骤一混合好的干料缓慢加入备用的蜡浆里，速度由快至慢，待全部加完后，低速搅拌10-15h；

4、将蜡浆倒入金属托盘进行固化沉腐，固化后沉腐3天以上方可使用；

5、将配置好的浆料倒入压铸机中，压铸机料筒温度设置为64-68℃，出料口温度设置为50-54℃左右，合好模具，压铸产品，压铸产品时压铸压力0.6-0.8mpa，保压时间10-20s；产品压铸到模具后，模具和产品一同放入冷水中冷却5-10s，拿出后拆卸模具，取出产品，完成压铸件；

6、将压铸好的压铸件坯体放入脱蜡釜进行脱蜡处理，压铸的坯体与脱蜡吸附粉放置匣钵中进行排蜡处理；

7、排蜡完毕后，取出坯体，去除表面排腊粉，表面进行毛刺修边处理，准备待烧；

8、在真空感应烧结炉中进行坯体的渗硅处理，完成高温烧结；

9、完成硅化烧成后，去除表面残留硅渣后进行喷砂打磨处理，经水洗后无尘干燥包装，即完成烤炉承烧铍的全部生产工艺。

实施例3

一种渗硅碳化硅热压铸烤炉承烧铍的制备方法，包括以下步骤：

1、按质量百分比称取以下原料：d50＝2-3um碳化硅细粉30％、d50＝30-50um的碳化硅粗粉50％、碳黑10％；称量后放入球磨罐中球磨混合5-8h，料球比按质量百分比计1：1.5，使原料充分混合均匀；

2、制备蜡浆：按占步骤1中原料总量的质量百分比称取以下物料：蜡13％，蜂蜡ⅰ型3％，蜂蜡ⅱ型3％，油酸1％；加温至65-68℃融化混合，蜡浆混合均匀30分钟后备用；

3、将步骤一混合好的干料缓慢加入备用的蜡浆里，速度由快至慢，待全部加完后，低速搅拌10-15h；

4、将蜡浆倒入金属托盘进行固化沉腐，固化后沉腐3天以上方可使用；

5、将配置好的浆料倒入压铸机中，压铸机料筒温度设置为64-68℃，出料口温度设置为50-54℃左右，合好模具，压铸产品，压铸产品时压铸压力0.6-0.8mpa，保压时间10-20s。产品压铸到模具后，模具和产品一同放入冷水中冷却5-10s，拿出后拆卸模具，取出产品，完成压铸件；

6、将压铸好的压铸件坯体放入脱蜡釜进行脱蜡处理，压铸的坯体与脱蜡吸附粉放置匣钵中进行排蜡处理；

7、排蜡完毕后，取出坯体，去除表面排腊粉，表面进行毛刺修边处理，准备待烧；

8、在真空感应烧结炉中进行坯体的渗硅处理，完成高温烧结；

9、完成硅化烧成后，去除表面残留硅渣后进行喷砂处理，经水洗后无尘干燥包装，即完成烤炉承烧铍的全部生产工艺。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。