[發明專利]一種耐熱震陶瓷管模及其制備方法

有效

• 申請號: 201410598766.4
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104446486B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 孫學賢
• 申請（專利權）人: 孫學賢
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;B22D13/10
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 商福全

(一)技術領域

本發明屬于冶金鑄造及冶煉領域，特別涉及一種耐熱震陶瓷管模及其制備方法。

(二)背景技術

離心鑄造球墨鑄鐵管因具有強度高、塑性好、耐腐蝕性能好、使用壽命長、施工費用低等優點而被廣泛應用于城市和工業供排水管道。離心鑄造球墨鑄鐵管所使用的模具中，最重要的部件是管模，管模的品質好壞直接影響由其鑄造出的球墨鑄鐵管的品質，并且管模的費用在鑄管成本中占有相當大的比例，它的消耗費用直接影響著鑄管的成本。因此，管模的品質、成本以及壽命直接關系到離心鑄造球墨鑄鐵管產品的質量和企業的經濟效益。

目前，我國離心鑄造球墨鑄鐵管使用的管模一般為鋼制管模，離心鑄造球墨鑄鐵管生產工藝按鋼制管模的使用狀態又可分為冷模法離心鑄管技術和熱模法離心鑄管技術。

冷模法離心鑄管技術中，鋼制管模內表面由于直接與溫度高達1250-1300℃的高溫鐵水接觸而會達到其使用的極限，具體體現為：高溫會使鋼制管模內表面合金組織的晶間低熔點化合物液化，形成晶間腐蝕開裂而產生裂紋；高溫會使鋼制管模內表面的鋼奧氏體化，然后在降溫過程中伴隨組織轉變而產生組織應力導致鋼制管模開裂；高溫會使鋼制管模內表面的鋼易氧化而產生裂紋。此外，鋼制管模在鑄管過程中不斷受到冷熱狀態的反復循環，特別是管模內表面冷熱溫差大，導致熱應力不斷積聚，形成應力腐蝕開裂；并且管徑較大的鋼制管模難于加工，基體內的各種缺陷難于避免，這都是導致裂紋產生的裂紋源。鋼制管模內壁產生裂紋就會導致澆鑄過程中產生質量不達標的球墨鑄鐵管，這樣鋼制管模就會被報廢。即便是將鋼制管模的內表面通過打磨、堆焊進行修復以適當延長其使用壽命，但維修成本也非常高，并且還污染環境，其中噪音污染尤深。占用鑄管工期，降低生產效率，因此，冷模法離心鑄管工藝中，鋼制管模的壽命相對較短，管模的消耗費用也較高；另一方面，冷模法離心鑄管時，為了降低高溫鐵水對管模的損傷，需要使用循環冷卻水從鋼制管模外圍來降低鋼制管模的溫度，而通過循環水強制冷卻管模的過程中浪費了高溫鑄管的自有熱量，使鐵水由于冷卻速度較快導致管體斷面呈白口化狀態，還需要再提供熱量加熱鑄管進行連續退火得到所需要的球墨鑄鐵管；并且由于需要使用循環水對鋼制管模進行冷卻降溫，生產工藝對離心機的密封性要求很高，水冷管模要外箍高速水密封軸承，這樣就會導致管模的旋轉線速度受限，所以冷模法離心鑄管工藝中不僅離心機結構復雜，消耗成本高，而且大直徑球墨鑄鐵管的生產也受到限制。

熱模法離心鑄管技術由于在鋼制管模內壁襯有樹脂砂或噴有涂料，具有隔熱效果，而使管模承受的熱載荷大大減少，有效延長了使用壽命，并且鋼制管模內壁襯上具有隔熱效果的樹脂砂或涂料后具有保溫效果，可減少高溫鑄管的自有熱量損失，生產的鑄管只需經低溫退火即可。但是，樹脂砂的襯覆和涂料的噴涂工藝復雜，樹脂砂和涂料被高溫鐵水腐蝕后，還需要重復噴涂，機械化、自動化水平和生產效率較低，污染環境，并且由于管模內壁樹脂砂或管模的厚度和噴涂質量不容易控制，導致生產出的球墨鑄鐵管外表面質量較差，且鑄管之間外表面品質差異較大，也會影響離心鑄造球墨鑄鐵管產品的質量和企業的經濟效益。

(三)發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種耐壓強度高、抗折強度好、耐高溫腐蝕性能好、能延長管模使用壽命、具有蓄熱功能、因不需循環水冷卻降溫而簡化離心機設備、能通過合理的降溫及保溫控制使鑄管利用自有的熱量完成球化、節約能源、減少生產環節、節省設備維護費用、降低生產成本的耐熱震陶瓷管模及其制備方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種耐熱震陶瓷管模，包括陶瓷管內模，在陶瓷管內模外側套設有鋼制管模外皮，在陶瓷管內模與鋼制管模外皮之間填充有自流耐火澆注料；所述陶瓷管內模包括以下重量百分比的原料制成：碳化硅微粉40-50％、硅粉20-25％、初次氮化鋁粉20-25％、石墨微粉2-5％、氧化鋯微粉2-3％、氧化釔微粉0.5-1％、無水乙醇0.2-0.5％和粘合劑3-4％；所述粘合劑為聚乙烯醇、煤焦油、紙漿廢液三者中的任意一種與高鋁水泥、水玻璃兩者中的任意一種的組合。

所述碳化硅微粉包括粒徑為70-140目的碳化硅微粉和粒徑為35-50目的碳化硅微粉，其中粒徑為70-140目重量百分比為30-35％，其余為粒徑為35-50目的碳化硅微粉；所述硅粉的粒徑為500目；所述初次氮化鋁粉的粒徑為100-200目；所述石墨微粉的粒徑為600-800目；所述氧化鋯微粉的粒徑為500-800目；所述氧化釔微粉的粒徑為800目。

所述碳化硅微粉為綠色或黑色碳化硅微粉。