[發明專利]一種高溫結晶碳化硅復合電熱元件的生產方法

無效

• 申請號: 201310139397.8
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN103274691A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李慶奎;陳玉峰
• 申請（專利權）人: 登封市鈺鋒電熱材料有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生產碳化硅制品的方法，尤其涉及一種高溫重結晶碳化硅復合電熱元件的生產方法。

背景技術

現有高溫結晶碳化硅復合電熱元件的生產方法是采用我國六十年代生產碳化硅制品——硅碳棒的方法，其生產步驟如下：先熬制瀝青，以熬制的瀝青做為粘合劑；混料，選用粒度在60#-180#之間的三種碳化硅；對輥；成型，將對輥好的片狀料放在一個鐵盤內，運送到液壓機料筒內，先進行兩遍預壓后，確認均勻后安裝計劃模具，成型需要的規格、長度，由于成型模具是加熱的，溫度控制在100℃以下，所以從模具壓出的生制品，先放入水池內，待冷卻變硬；整形，由于瀝青做粘合劑的生制品成型后放入涼水池中變硬，所以生制品的直度必須經過烤箱溫度60℃的烘烤整形，放在用大理石做成的整形平板臺上，用木板一支支用力推平、推園，保證了產品的園度和直度，當生制品經過整形后放在一個用大槽鋼制成的鐵槽內放涼，確保生制品不再彎曲；素燒，把整形過的生制品按照不同規格比例，裝入耐火筒內，生制品的周圍及生制品的內孔全部裝入充填料，充分是生制品在素燒過程中不變形，把裝有生制品的耐火筒一個個裝入倒焰窯內，用煤做燃料按照素燒升溫曲線入溫，時間48小時最高溫度1250℃；燒結，素燒之后的素制品分為發熱部和端部兩種，素制品端部放在一個用石墨做成的石墨舟內，裝埋料推入1800℃的燒結爐內燒結，燒結時間100分鐘，是素制品在燒結爐內與硅粉反應達到端部較小電阻的狀態；素制品發熱部用埋燒式，裝入用耐火磚砌成的耐火磚爐床上，用黑色碳化硅和石墨焦及石英砂混合料，把素制品埋入電燒爐內按照升溫曲線升溫，時間為24小時，用電量3500度，溫度2300℃左右，促進素制品在爐內硅化透，變成一次電熱品；一次電燒制品在進行二次上爐滲硅前，先在煤焦油里煮一個小時，為是一次品的氣孔內灌入煤焦油增大棒體內碳量，便于二次硅化過程中體積密度更好，達到緩慢氧化的目的，把一次電燒后的一次品經過滲碳，裝入二次埋燒爐內，裝爐方法和料調整比例不大，燒成時間24小時，溫度2600℃，耗電4200度左右，燒成二次品主要是完成電阻的定位，待產品冷卻后扒開爐子測試半成品電阻，合格品進入下道環節粘接：粘接，經過燒結的產品根據市場電阻需要將發熱部與端部通過樹脂調成的粘接料粘到一塊，送入烤箱，溫度為180℃，時間為8小時；經過烘烤的粘成品進入焊接工序，爐溫1900℃，時間10分鐘；經過焊后產品，結合標準進行熱測電阻值，測好后送入成品庫包裝。現有的工藝過程復雜，流程線長、設備運行過程中，不可預測的因素很多；涉及到的原材料和輔助材料較多，碳化硅復合電熱元件主要是以電阻發熱的元件，因此，在生產過程中由于埋燒工藝落后，技術控制范圍大，產品在電燒爐內高溫硅化不均勻，電阻離散程度差，這就直接影響到了產品的合格率，增大了成本的投入；另外，生制品較變成素制品時，采用的設備和耐火材料與企業的倒焰窯一樣，溫度為1200℃，需要用煤來加熱，耗能大，周期長，對周圍環境污染特別嚴重，產品的彎曲度很難控制，電阻老化快；另外，由于采用瀝青為粘合劑的生制品成型后放入涼水池中易變硬，因此，生制品的直度必須經過烤箱溫度60℃的烘烤整形，過程較為復雜。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種高溫結晶碳化硅復合電熱元件的生產方法，以簡化生產過程，提高生產效率，降低生產成本。

為了實現上述目的，本發明的技術方案在于采用了一種高溫結晶碳化硅復合電熱元件的生產方法，包括以下步驟：以綠色碳化硅組合為原料，用攪拌機攪拌混料10-15分鐘，混合均勻；加入粘合劑，攪拌15-30分鐘；將攪拌好的原料直接裝入液壓料筒內進行打制和抽真空，真空度不低于0.08Mpa，下壓成型制得生制品；將成型的生制品推入烘箱內烘烤，使粘合劑揮發排濕，使生制品素制化變硬，烤箱溫度為80-150℃，烘烤時間為5-15小時；經烘烤的制品直接進入燒結環節，燒結溫度為2300-2600℃，燒結時間為90-120分鐘；

經過燒結的產品根據市場電阻需要將發熱部與端部通過樹脂調成的粘接料粘到-塊，送入烤箱，溫度為180-200℃，時間為6-9小時；經過烘烤的粘成品進入焊接工序，爐溫1850-1950℃，時間10-15分鐘；經過焊后產品，結合標準進行熱測電阻值，測好后送入成品庫包裝。

綠色碳化硅組合與粘合劑之間的重量配比為0.85∶(44.5-45)。

所述的綠色碳化硅組合包括粒度為20#-120#之間的六種碳化硅與兩種微粉。