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石墨坩埚碳化矽坩埚的材質種類以及特性

作者:dgjasen 发布时间:2019-06-09 13:35:00

(一)石墨坩埚的材質大體可分爲人造石墨、石墨粘土材質人造石墨坩埚是以石墨電極素材加工而成。石墨粘土材質坩埚,是以天然鱗片石墨和粘土爲主要成分。現在僅在鑄鐵、鑄鋼高溫熔解和貴金屬等少量熔解時使用。石墨炭化矽材質坩埚,是以天然鱗片石墨和炭化矽(爲主要成分在銅合金和鋁合金等有色金屬熔解的大部分都使用該材質的坩埚。在1955年,日本坩埚株式會社首次在日本開發、生産了石墨炭化矽材質坩埚。該材質坩埚與石墨粘土材質比較,因具有優良的耐久性,逐漸被其代替。現在石墨-炭化矽材質坩埚的需求量已占整體的97%左右。
(二)石墨坩埚的特性
石墨坩埚在原材料、制造等方面都采取了盡可能的手段,來滿足在殘酷條件下的使用。
主要特性列舉如下:
(1)
耐熱沖擊性:耐熱沖擊性能強,對于急冷急熱,不易破裂;
(2)高熱傳導性:因使用了熱傳導性較高的石墨等原材料,縮短了熔解時間(3)高耐熱性:耐火度高,可耐1200~1600℃高溫(4)抗浸蝕性:對抗熔湯的侵蝕性強;
(5)抗機械性沖擊:具有一定的抗機械性沖擊的強度(熔材的投入時等)
(6)抗粘連性:因爲石墨有不易與熔湯粘連的特性,熔湯的浸透和附粘少;
(7)金屬汙染非常少:因爲沒有混入汙染熔湯的不純物,金屬汙染極少(8)抗氧化性:石墨在氧化氣霧中的高溫時容易氧化,因進行了防止氧化處理,氧化消耗較少
(9)耐集渣劑(除渣劑影響:有良好的耐集渣劑(除渣劑)影響性能。
(三)石墨坩埚形狀及容量
在日本,1950年公布的日本工業規格(JIS)中定義了有關坩埚的形狀、容量。這是對粘土石墨坩埚的JIS規定,對于石墨炭化矽材質的坩埚,也是參照該規定進行制造生産的。有關容量,用JIS中所規定的番」(#)來表示,定義1番(1#)相當于熔解1KG黃銅的容量。由此可推算#300的石墨坩埚熔銅約爲30KG。按鋁合金的比重差換算,同等石墨坩埚熔鋁約爲100kg形狀根據用途,大致可分爲:
1、標准型:外口徑與高度之比約爲0.7~0.比1。容量有#8#4500
2、長型:比標准型更爲細長型,外口徑與高度的比例約爲0.6~0.7比1。容量上有#15~#620
3、碗型:外口徑比較大,口徑與高度的比例約爲1:1。容量有#250~#5200。最大的可一次熔解鋁合金約1.5噸。
4、帶嘴型:與長型坩埚接上出湯槽的形狀接近。容量有#50~#1800。
5、電爐型:圓筒形而且比較細長,外口徑與高度的比例約爲0.6:1。容量有#60~5000。
(四)石墨坩埚的用途
使用坩埚,最適合多種類少數量的合金熔解。也就是說要想改變合金的種類時,只需要交換石墨坩埚即可。其他的熔解方法像反射爐和非坩埚式感應爐進行熔解時,適合于單一合金的大量熔解,如果變換熔解合金種類時,如果不更換內襯的耐火材料,會發生金屬汙染

以下講述占大多數使用石墨坩埚的銅合金和鋁合金熔解用坩埚。
1)銅合金熔解用坩埚
對于銅和銅合金來說,重要的是迅速(快速)熔解。因銅在高溫中容易氧化,時間拖長,熔湯被氧化,會造成鑄件品質不良原因的發生當然坩埚爐的燃燒氣霧的調整也是重要的,從石墨坩埚的形狀來看,長型的吸熱性好,可以縮短熔解時間。但考慮到在從定置陸中用湯匙舀出熔湯作業時,口部較小,有一定深度的長形也不能說有利。于是,能滿足熔解時間、作業性這兩方面的標准型坩被廣泛的采用。近年來,隨著鑄造工廠的環境設備不斷完善機械化程度的不斷提高,油壓可傾式坩埚爐也漸漸地被采用。特別是在高溫熔解和比重較大的銅合金鑄造工廠內,可傾式坩埚爐的普及率較高。