[發明專利]一種高溫精密鑄造用顆粒狀莫來石及其制造方法

在審

• 申請號: 202110662562.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113563090A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 鐘聞建;林楠楊
• 申請（專利權）人: 貴州安吉華元科技發展有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/185;C04B35/626
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 王洪霞

本發明公開了一種高溫精密鑄造用顆粒狀莫來石及其制造方法，(該高溫精密鑄造用顆粒狀莫來石)由料粉制成，所述料粉包括工業氧化鋁和高純氧化硅組成的混合物，其中工業氧化鋁占該混合物的71.8％，所述料粉還包括占粉料總重量1％～5％的稀土氧化物。一種高溫精密鑄造用顆粒狀莫來石的制造方法，包括以下步驟：1)選材：工業氧化鋁：Al₂O₃98％，Na₂O0.5％、高純氧化硅：SiO₂99％，Fe₂O₃0.03％、稀土氧化物：≥99.95％；2)冶煉：將工業氧化鋁、高純氧化硅和稀土氧化物組成的料粉混合均勻，然后加入電弧爐中進行冶煉加工，本高溫精密鑄造用顆粒狀莫來石及其制造方法，解決了高溫合金精密鑄造要求高溫模殼各向同性和鑄件粘砂的難題，充分發揮了莫來石優良的高溫熱力學、化學性能。

技術領域

本發明涉及冶煉技術領域，具體為一種高溫精密鑄造用顆粒狀莫來石及 其制造方法。

背景技術

莫來石是以3Al₂O₃·2SiO₂結晶相為主要成分的耐火材料，分為天然莫來 石和人工合成莫來石兩大類。莫來石的礦物結構為斜方晶系，晶體呈長柱狀、 針狀、鏈狀排列，針狀莫來石在制品中穿插構成堅固的骨架。因為天然莫來 石很少，純度不高、礦物成分復雜，一般采用人工合成。合成莫來石及其制 品具有密度和純度較高、高溫結構強度高、高溫蠕變率低、熱膨脹率小、抗 化學侵蝕性強、抗熱震性好等優良的高溫力學、熱學性能，因此高純度莫來 石近幾年在耐火材料行業中的研究比較多，其主要產品有電熔莫來石和煅燒 莫來石。

煅燒莫來石是按照鋁硅系的比例3：：2做成硅坯，燒到1500℃～1700℃， 然后破碎得到所需要的粒度。燒結方法按照原料制備的方式又有干法與濕法 之分，干法工藝是將配料共同粉磨，經壓球或壓坯后用回轉窯或隧道窯燒成； 濕法工藝是將配合料加水磨成料漿，再壓濾脫水成為泥餅，真空擠泥成為泥 段或泥坯再經煅燒而成。莫來石一般利用高嶺石、硅線石族礦物，氫氧化鋁 或氧化鋁和二氧化硅直接合成。粘土物質與氧化鋁或硅線石族礦物與工業氧 化鋁在加熱條件下反應形成一次和二次莫來石，一次莫來石在1000℃～1200℃ 范圍內形成，進一步提高溫度會使結晶增大。二次莫來石的形成通常在1650℃ 時完結。為了制取致密的莫來石制品，常用二步燒結法。但煅燒的莫來石只 是化學成分達到了莫來石的指標，其巖相轉變是針狀、棱柱狀莫來石和玻璃 相等的混合物，無法加工成顆粒狀高純度莫來石，達不到最佳的使用性能。

電熔莫來石一般有高純電熔莫來石和普通電熔莫來石。其原料組成分別 為工業氧化鋁+高純硅石和鋁礬土熟料+硅石。

電熔合成莫來石時，配料的Al₂O₃/SiO₂比值決定著電熔莫來石的礦物相及 莫來石的晶體形態(表1)。電熔莫來石是由熔體結晶而制得，其過程非常類似 于Al₂O₃-SiO₂系相圖的冷卻析晶過程。在電熔莫來石Al₂O₃含量達79％時，仍未 出現剛玉相，主要是Al₂O₃固溶于莫來石中形成β-莫來石的結果。由于原料中 含有MgO、CaO、Na₂O及TiO₂等雜質，以及熔融設備和電熔溫度的差異，電熔 莫來石的礦物組成與表1中的規律有一定的對應關系。

表1Al₂O₃/SiO₂比值與電熔莫來石的礦物組成

電熔莫來石可以按莫來石的理論成分用電熔方法制得高純莫來石，巖相 是針柱狀莫來石結構，無法加工成顆粒狀莫來石，仍然做不成滿足高溫陶瓷 型殼要求的耐火材料，只能做一些初、中級耐火材料。