[發明專利]鑄造用鈦酸鋁陶瓷澆口套的制備方法

在審

• 申請號: 201510064994.8
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104591758A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 高禮文;孫兆江;孫百忠
• 申請（專利權）人: 淄博硅元泰晟陶瓷新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/622
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明屬于陶瓷材料制備領域，具體涉及一種鑄造用鈦酸鋁陶瓷澆口套的制備方法。

背景技術

澆口套是廣泛應用于有色金屬冶煉鑄造領域低壓鑄造設備中的關鍵部件，實現將有色金屬溶液通過低壓從熔煉設備舉升到模具腔內進行鑄造，是低壓鑄造影響連續性生產的重要部件。因此，低壓鑄造技術要求澆口套應具有優異的抗熱震性、優良的抗氧化和耐腐蝕性、較高的強度、高密封性、抗黏著結垢、保溫等優良性能。

目前國內低壓鑄造澆口套材質主要分為：金屬澆口套、石英陶瓷澆口套、鈦酸鋁陶瓷澆口套、碳化硅復合陶瓷澆口套等。金屬澆口套氣密性較好，抗氧化和耐鋁液腐蝕性差，產生雜質和黏著結垢較多，嚴重影響鑄件質量，使用壽命較短，制約連續性生產，生產成本和維護成本較高；石英陶瓷澆口套、鈦酸鋁陶瓷澆口套、碳化硅復合陶瓷澆口套等替代金屬澆口套，具有比較好的抗氧化和耐腐蝕性，但強度較低，顯氣孔率較高直接影響抗熱震性和氣密性，使用壽命超過金屬澆口套，一般為15-20天。

發明內容

本發明的目的是提供一種鑄造用鈦酸鋁陶瓷澆口套的制備方法，科學合理、簡單易行、降低了成本，制備的澆口套具有抗熱振性、抗氧化性、耐腐蝕性、高強度、高密封性、抗黏著結垢、保溫好、使用壽命長的優良性能。

本發明所述的鑄造用鈦酸鋁陶瓷澆口套的制備方法，步驟如下：

(1)將鈦酸鋁、丙烯酰胺、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸銨、研磨介質和去離子水進行球磨或其它磨料機器中磨細并混合制備均質的漿料；

(2)將步驟(1)的漿料放入真空攪拌機中抽真空攪拌，得到料漿；

(3)將步驟(2)中的料漿放入容器中攪拌，加入催化劑，攪拌1-5分鐘使料漿均勻后，再加入引發劑，再攪拌1-5分鐘使料漿均勻后；將料漿注入模具中凝膠，凝膠后靜置10-45分鐘出模干燥，得到坯體；

(4)將步驟(3)得到的坯體裝入窯爐中燒成，燒成周期為24-48小時，在1500-1560℃下保溫4-8小時，冷卻后出窯，加工或不加工即得。

步驟(1)中所述的鈦酸鋁由如下重量百分比的原料制成：

粉碎至D50＝3-5μm，再在1350-1420℃合成鈦酸鋁。

步驟(1)中以鈦酸鋁的質量為100％計，

所述的鈦酸鋁平均粒度為25-40μm，純度≥98％。

所述的原料中鈦酸鋁(β相鈦酸鋁≥90％，鈦酸鎂等穩定劑≤10％，其他雜質總量≤1.5％)為主要成分。

步驟(1)中所述的研磨介質是氧化鋁磨介球，研磨介質與鈦酸鋁的質量比是2-2.5:1；氧化鋁磨介球為92氧化鋁球。

步驟(1)中所述的球磨時間是24-40小時，漿料細度控制在1-7μm。

步驟(2)中所述的真空度為-0.9MPa，攪拌時間2小時以上直至氣泡全部排凈。

步驟(3)中所述的催化劑為N,N,N',N'-四甲基乙二胺；加入量隨環境溫度變化而變化，也可在恒溫室中確定一定量加入。催化劑可以直接使用，也可用一定比例去離子水混合成溶液使用。

步驟(3)中所述的引發劑為過硫酸銨，優選質量分數5-10％的過硫酸銨水溶液；加入量隨環境溫度變化而變化，也可在恒溫室中確定一定量加入。引發劑配置成一定比例的水溶液使用。

步驟(3)中所述的凝膠時間為5-15分鐘，干燥溫度是40-160℃，干燥時間是12-48小時。

步驟(4)中所述的冷卻時間為48-72小時。

本發明所述的鑄造用鈦酸鋁陶瓷澆口套的制備方法，具體步驟如下：

(1)將鈦酸鋁、丙烯酰胺、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸銨、研磨介質和去離子水進行球磨或其它磨料機器中磨細并混合制備均質的漿料；

(2)在步驟(1)的漿料放入真空攪拌機中抽真空，真空度-0.9MPa，攪拌2小時以上；

(3)將步驟(2)中的料漿按模具大小計算用料漿量，放入合適容器中攪拌，分別適量加催化劑為N,N,N',N'-四甲基乙二胺(T?E?M?E?D)(點滴式加入)，攪拌1-5分鐘使料漿均勻后，再加引發劑過硫酸銨(APS)5-10％的水溶液(點滴式加入)，再攪拌1-5分鐘使料漿均勻后；將料漿注入事先組合好的模具中緩慢加入，通過控制催化劑、引發劑的用量控制凝膠時間，料漿在金屬或其他材質的模具中凝膠5-15分鐘，凝膠后靜置10-45分鐘出模干燥；