重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法
【專利摘要】重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，包括用重結(jié)晶碳化硅制作的主體桿件、外螺紋頭、螺母。其制作方法如下：石膏模具制作；成型過程，將重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿緩慢注入模具，螺母以石蠟做內(nèi)芯，完全固化后脫模；半成品修補(bǔ)及干燥，外螺紋頭粘接到主體桿件上，確保中心線一致。螺母石蠟內(nèi)芯在烘干爐內(nèi)加熱，使石蠟熔化后進(jìn)行邊角修補(bǔ)，半成品修補(bǔ)完成后，在烘干爐內(nèi)進(jìn)行干燥確保水分完全消失后裝窯；干燥后的半成品放置在平整度低于2‰的石墨板上，并用石墨梁進(jìn)行四周封堵，即可入窯按燒成工藝進(jìn)行燒成。本發(fā)明的緊固連接件最高使用溫度可以達(dá)到1650℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼材緊固連接件的使用溫度，可廣泛應(yīng)用在高溫窯爐窯具緊固連接。
【專利說明】重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐火陶瓷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場銷售的連接緊固件基本以鋼材為主，使用溫度嚴(yán)重受限，僅能在800°C以下，溫度再升高時，鋼材紅熱氧化，失去緊固連接功能。C一 C復(fù)合材料的緊固件僅能在非氧條件下使用，有氧存在時會發(fā)生氧化而失去連接功能，為尋求在更高溫度使用的緊固連接件，為此研究開發(fā)了重結(jié)晶碳化硅連接緊固件。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種在1650°C高溫有氧環(huán)境下能正常連接緊固的重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法。
[0004]采用的技術(shù)方案是:
重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，包括用重結(jié)晶碳化硅制作的主體桿件、外螺紋頭、螺母。其制作方法如下:
(I)石膏模具制作
①原型:主體桿件按照(6-0.3/-0.4mm的放尺率按照圖紙進(jìn)行金屬原型加工，外螺紋頭、螺母選用市面銷售的金屬標(biāo)準(zhǔn)件做原型；
?將石膏粉按照重量比，膏水比為1.4 一 1.7: I的比例混合，在攪拌桶中攪拌2 — 5分鐘形成的石膏漿進(jìn)行石膏模具制作，石膏模具采用對半開模的方式進(jìn)行制作；
?將制作的石膏模具進(jìn)行烘干，溫度在45 — 60°C條件下，烘干70 — 100小時。
[0005](2)成型過程
所述主體桿件及外螺紋頭按重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿緩慢注入模具，形成滿足要求的壁厚，2— 5小時脫模；所述螺母以石蠟做內(nèi)芯，其內(nèi)芯是將圓柱狀石蠟在車床上加工成螺紋，外徑比標(biāo)準(zhǔn)尺寸+0.2^+0.3，長度與螺母石膏外模等長，注漿時石蠟內(nèi)芯固定在石膏底模上，注入重結(jié)晶碳化硅配料泥漿，完全固化后脫模。
[0006](3)半成品修補(bǔ)及干燥
①修補(bǔ)，主體桿件可根據(jù)具體情況在上面進(jìn)行各種型號的開槽、打孔等；在端頭預(yù)打出
外螺紋頭外徑大小尺寸的孔，進(jìn)深比外螺紋頭插入深度+1.(T+3.0 ;若對于主體桿件半成品強(qiáng)度能夠支撐外螺紋頭粘接的，直接將外螺紋頭粘接到主體桿件上，確保中心線一致。螺母石蠟內(nèi)芯在烘干爐內(nèi)60 — 75 °C加熱，使石蠟熔化后進(jìn)行邊角修補(bǔ)。[0007]?干燥，半成品修補(bǔ)完成后，在烘干爐內(nèi)進(jìn)行50 — 80°C的強(qiáng)制干燥至少10小時，
確保水分完全消失后方可裝窯。
[0008](4)裝窯
干燥后的半成品放置在平整度低于2%。的石墨板上，并用石墨梁進(jìn)行四周封堵，即可入窯按燒成工藝進(jìn)行燒成。
[0009]上述的重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿，由結(jié)合劑、碳化硅粉經(jīng)攪拌混合制得。其中: 碳化硅粉重量百分比:D90 — DlO / D50的碳化硅細(xì)粉45 — 55%和120 — 325目的碳化
硅粗粉55 — 45%。
[0010]結(jié)合劑按碳化硅粉料總重量的百分比加入，提供商德國司馬公司X:25_38%， Y:45-65%, Z: 10-15%，水:15_25%。
[0011]泥漿配制方法是按照比例稱好碳化硅粉和結(jié)合劑，將結(jié)合劑加入攪拌桶中，攪拌 10分鐘，再加入碳化硅細(xì)粉，攪拌30分鐘后加入碳化硅粗粉，集中攪拌16小時以上，性能達(dá)到流動性和比重要求后，即可用來注漿使用。
[0012]上述的燒成工藝，燒成設(shè)備采用真空感應(yīng)燒結(jié)爐，燒成制度:溫度2420°C，保溫 2-6小時，自然降溫。
[0013]上述配制的泥漿，其性能要求是流動性為28 — 60秒；比重為2.40-2.55g / cm 3。
[0014]本發(fā)明的重結(jié)晶碳化硅緊固連接件最高使用溫度可以達(dá)到1650°C (有氧環(huán)境)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼材緊固連接件的使用溫度，可廣泛應(yīng)用在高溫窯爐窯具等設(shè)備的緊固連接。
【專利附圖】

【附圖說明】
`[0015]圖1是主體桿件與外螺紋頭示意圖。
[0016]圖2是螺母示意圖。
[0017]實(shí)施例一
重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，包括用重結(jié)晶碳化硅制作的桿件主體1、外螺紋頭2、螺母3。其制作方法如下:
石膏模具制作
桿件主體I按照0-0.3/-0.4mm的放尺率按照圖紙進(jìn)行金屬原型加工，外螺紋頭2、螺母3選用市面銷售的金屬標(biāo)準(zhǔn)件做原型；將石膏粉按照重量比，膏水比為1.5: I的比例混合，在攪拌桶中攪拌5分鐘形成的石膏漿進(jìn)行石膏模具制作，石膏模具采用對半開模的方式進(jìn)行制作；將制作的石膏模具進(jìn)行烘干，溫度在60°C條件下，烘干100小時。
[0018]成型過程
所述主體桿件I及外螺紋頭2按重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿緩慢注入模具，形成滿足要求的壁厚，5小時脫模，重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿，原料配比:D90 — DlO / D50的碳化硅細(xì)粉45%和120 — 325目的碳化硅粗粉55%。結(jié)合劑配比按碳化硅粉料總重量的百分比加 A:提供商德國司馬公司X:30%，Y:55%，Z:10%，水18%。泥漿配制方法是按照比例稱好碳化硅粉和結(jié)合劑，將結(jié)合劑加入攪拌桶中，攪拌10分鐘，再加入碳化硅細(xì)粉，攪拌30分鐘后加入碳化硅粗粉，集中攪拌16小時以上，性能達(dá)到流動性28— 40秒，比重2.40- 2.55g/cm3要求，即可用來注漿使用。所述螺母3以石蠟做內(nèi)芯，其內(nèi)芯是將圓柱狀石蠟在車床上加工成螺紋，外徑比標(biāo)準(zhǔn)尺寸+0.2^+0.3，長度與螺母石膏外模等長，注漿時石蠟內(nèi)芯固定在石膏底模上，注入重結(jié)晶碳化硅配料泥漿，完全固化后脫模。
[0019]半成品修補(bǔ)及干燥
主體桿件可根據(jù)具體情況在上面進(jìn)行各種型號的開槽、打孔等；在端頭預(yù)打出外螺紋頭外徑大小尺寸的孔，進(jìn)深比外螺紋頭插入深度+1.(T+3.0 ;若對于主體桿件半成品強(qiáng)度能夠支撐外螺紋頭粘接的，直接將外螺紋頭粘接到主體桿件上，確保中心線一致。螺母石蠟內(nèi)芯在烘干爐內(nèi)65°C加熱，使石蠟熔化后進(jìn)行邊角修補(bǔ)。半成品修補(bǔ)完成后，在烘干爐內(nèi)進(jìn)行80°C的強(qiáng)制干燥至少10小時，確保水分完全消失后裝窯。
[0020]裝窯
干燥后的半成品放置在平整度低于2%。的石墨板上，并用石墨梁進(jìn)行四周封堵，SP 可入窯按燒成工藝進(jìn)行燒成。燒成工藝，燒成設(shè)備采用真空感應(yīng)燒結(jié)爐，燒成制度:溫度 2420°C，保溫6小時，自然降溫。所述主體桿件當(dāng)帶有凹槽、開孔時，半成品強(qiáng)度無法支撐外螺紋頭粘接到主體桿件上時，分別在一次燒成后進(jìn)行粘接，粘接時注意二者中心線水平一致，然后進(jìn)行二次燒成，燒成制度如同一次燒成制度。
[0021]實(shí)施例二石膏模具制作
主體桿件I按照0-0.3/-0.4mm的放尺 率按照圖紙進(jìn)行金屬原型加工，外螺紋頭2、螺母3選用市面銷售的金屬標(biāo)準(zhǔn)件做原型；將石膏粉按照重量比，膏水比為1.7: I的比例混合，在攪拌桶中攪拌4分鐘形成的石膏漿進(jìn)行石膏模具制作，石膏模具采用對半開模的方式進(jìn)行制作；將制作的石膏模具進(jìn)行烘干，溫度在50°C條件下，烘干90小時。
[0022]成型過程
所述主體桿件I及外螺紋頭2按重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿緩慢注入模具，形成滿足要求的壁厚，4小時脫模，所述螺母3以石蠟做內(nèi)芯，其內(nèi)芯是將圓柱狀石蠟在車床上加工成螺紋，外徑比標(biāo)準(zhǔn)尺寸+0.2^+0.3，長度與螺母石膏外模等長，注漿時石蠟內(nèi)芯固定在石膏底模上，注入重結(jié)晶碳化硅配料泥漿，完全固化后脫模。
[0023]半成品修補(bǔ)及干燥
主體桿件可根據(jù)具體情況在上面進(jìn)行各種型號的開槽、打孔等；
在端頭預(yù)打出外螺紋頭外徑大小尺寸的孔，進(jìn)深比外螺紋頭插入深度+1.(T+3.0 ;若對于主體桿件半成品強(qiáng)度能夠支撐外螺紋頭粘接的，直接將外螺紋頭粘接到主體桿件上， 確保中心線一致。螺母石蠟內(nèi)芯在烘干爐內(nèi)70°c加熱，使石蠟熔化后進(jìn)行邊角修補(bǔ)。半成品修補(bǔ)完成后，在烘干爐內(nèi)進(jìn)行65°C的強(qiáng)制干燥至少10小時，確保水分完全消失后裝窯。
[0024]裝窯
干燥后的半成品放置在平整度低于2%。的石墨板上，并用石墨梁進(jìn)行四周封堵，即可入窯按燒成工藝進(jìn)行燒成。燒成設(shè)備采用真空感應(yīng)燒結(jié)爐，燒成制度:溫度2420°C，保溫5小時，自然降溫。其它與實(shí)施例一相同。
[0025]實(shí)施例三石膏模具制作
主體桿件I按照0-0.3/-0.4mm的放尺率按照圖紙進(jìn)行金屬原型加工，外螺紋頭2、螺母3選用市面銷售的金屬標(biāo)準(zhǔn)件做原型；將石膏粉按照重量比，膏水比為1.4: I的比例混合，在攪拌桶中攪拌3分鐘形成的石膏漿進(jìn)行石膏模具制作，石膏模具采用對半開模的方式進(jìn)行制作；將制作的石膏模具進(jìn)行烘干，溫度在40°C條件下，烘干80小時。
[0026]成型過程
所述主體桿件I及外螺紋頭2按重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿緩慢注入模具，形成滿足要求的壁厚，4小時脫模，所述螺母3以石蠟做內(nèi)芯，其內(nèi)芯是將圓柱狀石蠟在車床上加工成螺紋，外徑比標(biāo)準(zhǔn)尺寸+0.2^+0.3，長度與螺母石膏外模等長，注漿時石蠟內(nèi)芯固定在石膏底模上，注入重結(jié)晶碳化硅配料泥漿，完全固化后脫模。
[0027]半成品修補(bǔ)及干燥
主體桿件可根據(jù)具體情況在上面進(jìn)行各種型號的開槽、打孔等；
在端頭預(yù)打出外螺紋頭外徑大小尺寸的孔，進(jìn)深比外螺紋頭插入深度+1.(T+3.0 ;若對于主體桿件半成品強(qiáng)度能夠支撐外螺紋頭粘接的，直接將外螺紋頭粘接到主體桿件上， 確保中心線一致。螺母石蠟內(nèi)芯在烘干爐內(nèi)60°c加熱，使石蠟熔化后進(jìn)行邊角修補(bǔ)。半成品修補(bǔ)完成后，在烘干爐內(nèi)進(jìn)行50°C的強(qiáng)制干燥至少10小時，確保水分完全消失后方可裝窯。
[0028]裝窯
干燥后的半成品放置在平整度低于2%。的石墨板上，并用石墨梁進(jìn)行四周封堵，即可入窯按燒成工藝進(jìn)行燒成。燒成設(shè)備采用真空感應(yīng)燒結(jié)爐，燒成制度:溫度2420°C ，保溫4小時，自然降溫。其它與實(shí)施例一相同。
【權(quán)利要求】
1.重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，包括用重結(jié)晶碳化硅制作的主體桿件、外螺紋頭、螺母，其特征在于制作方法如下:(1)石膏模具制作?原型:主體桿件按照0-0.3/-0.4mm的放尺率按照圖紙進(jìn)行金屬原型加工，外螺紋頭、螺母選用市面銷售的金屬標(biāo)準(zhǔn)件做原型；$將石膏粉按照重量比，膏水比為1.4一 1.7: I的比例混合，在攪拌桶中攪拌2— 5分鐘形成的石膏漿進(jìn)行石膏模具制作，石膏模具采用對半開模的方式進(jìn)行制作；2將制作的石膏模具進(jìn)行烘干，溫度在45 — 60°C條件下，烘干70 — 100小時；(2)成型過程所述主體桿件及外螺紋頭按重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿緩慢注入模具，形成滿足要求的壁厚，2— 5小時脫模；所述螺母以石蠟做內(nèi)芯，其內(nèi)芯是將圓柱狀石蠟在車床上加工成螺紋，外徑比標(biāo)準(zhǔn)尺寸+0.2^0.3，長度與螺母石膏外模等長，注漿時石蠟內(nèi)芯固定在石膏底模上，注入重結(jié)晶碳化硅配料泥漿，完全固化后脫模；(3)半成品修補(bǔ)及干燥①修補(bǔ)，主體桿件可根據(jù)具體情況在上面進(jìn)行各種型號的開槽、打孔；在端頭預(yù)打出外螺紋頭外徑大小尺寸的孔，進(jìn)深比外螺紋頭插入深度 +1.(T+3.0 ;若對于主體桿件半成品強(qiáng)度能夠支撐外螺紋頭粘接的，直接將外螺紋頭粘接到主體桿件上，確保中心線一致，螺母石蠟內(nèi)芯在烘干爐內(nèi)60 — 75°C加熱，使石蠟熔化后進(jìn)行邊角修補(bǔ)；S:干燥，半成品修補(bǔ)完成后，在烘`干爐內(nèi)進(jìn)行50 — 80°C的強(qiáng)制干燥至少10小時，確保水分完全消失后方可裝窯；(4)裝窯干燥后的半成品放置在平整度低于2%。的石墨板上，并用石墨梁進(jìn)行四周封堵，即可入窯按燒成工藝進(jìn)行燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，其特征在于所述的重結(jié)晶碳化硅配料制成泥漿，由結(jié)合劑、碳化硅粉經(jīng)攪拌混合制得，其中按重量百分比；原料重量百分比:D90 — DlO / D50的碳化硅細(xì)粉45 — 55%和120 — 325目的碳化硅粗粉 55-45% ；結(jié)合劑按碳化硅粉總重量的百分比加入:提供商德國司馬公司X:25 — 38%，Y:45-65%, Z: 10- 15%，水 15 — 25% ；泥漿配制方法是按照比例稱好碳化硅粉和結(jié)合劑，將結(jié)合劑加入攪拌桶中，攪拌10分鐘，再加入碳化硅細(xì)粉，攪拌30分鐘后加入碳化硅粗粉，集中攪拌16小時以上，性能達(dá)到流動性和比重要求，即可用來注漿使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，其特征在于所述的燒成工藝，燒成設(shè)備采用真空感應(yīng)燒結(jié)爐，燒成制度:溫度2420°C，保溫2-6小時，自然降溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重結(jié)晶碳化硅連接緊固件的制作方法，其特征在于所述配制的泥漿，其性能要求是流動性為28— 60秒；比重為2.40- 2.55g / cm 3。
【文檔編號】B28B7/00GK103553620SQ201310482901
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】許佩玲, 閆海, 武國祥 申請人:沈陽星光技術(shù)陶瓷有限公司