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时间:2018-05-16
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1、日本金鹏石墨坩埚相关知识(一)石墨坩埚的材质种类 石墨坩埚的材质大体可分为人造石墨、石墨-粘土材质(claybonded)和石墨-炭化硅材质(carbonbonede)。人造石墨坩埚是以石墨电极素材加工而成。 石墨-粘土材质坩埚,是以天然鳞片石墨(crystalgraphite)和粘土(clay)为主要成分。现在仅在铸铁、铸钢高温熔解和贵金属等少量熔解时使用。 石墨-炭化硅材质坩埚,是以天然鳞片石墨和炭化硅(silicon-carbide)为主要成分。在铜合金和铝合金等有色金属熔解的大部分都使用该材质的坩埚。在
2、1955年,日本坩埚株式会社首次在日本开发、生产了石墨-炭化硅材质坩埚。该材质坩埚、与石墨-粘土材质比较,因具有优良的耐久性,逐渐被其代替。现在石墨-炭化硅材质坩埚的需求量已占整体的97%左右。(二)石墨坩埚的特性 石墨坩埚在原材料、制造等方面都采取了尽可能的手段,来满足在残酷条件下的使用。 主要特性列举如下: (1)高热传导性:因使用了热传导性较高的石墨等原材料,缩短了熔解时间; (2)耐热冲击性:耐热冲击性能强,对于急冷急热,不易破裂; (3)高耐热性:耐火度高,可耐1200~1600℃高温; (4)
3、抗浸蚀性:对抗熔汤的侵蚀性强; (5)抗机械性冲击:具有一定的抗机械性冲击的强度(熔材的投入时等); (6)抗氧化性:石墨在氧化气雾中的高温时容易氧化,因进行了防止氧化处理,氧化消耗较少; (7)抗粘连性:因为石墨有不易与熔汤粘连的特性,熔汤的浸透和附粘少; (8)金属污染非常少:因为没有混入污染熔汤的不纯物,金属污染极少; (9)耐集渣剂(除渣剂)影响:有良好的耐集渣剂(除渣剂)影响性能。(三)石墨坩埚形状及容量 在日本,1950年公布的日本工业规格(JIS)中定义了有关坩埚的形状、容量。这是对粘土-石
4、墨坩埚的JIS规定,对于石墨-炭化硅材质的坩埚,也是参照该规定进行制造生产的。 有关容量,用JIS中所规定的『番』(#)来表示,定义1番(1#)相当于熔解1KG黄铜的容量。由此可推算#300的石墨坩埚熔铜约为300KG。按铝合金的比重差换算,同等石墨坩埚熔铝约为100KG。 形状根据用途,大致可分为: 1、标准型:外口径与高度之比约为0.7~0.8比1。容量有#8~#4500。 2、长型:比标准型更为细长型,外口径与高度的比例约为0.6~0.7比1。容量上有#15~#620。 3、碗型:外口径比较大,口径与
5、高度的比例约为1:1。容量有#250~#5200。最大的可一次熔解铝合金约1.5吨。 4、带嘴型:与长型坩埚接上出汤槽的形状接近。容量有#50~#1800。 5、电炉型:圆筒形而且比较细长,外口径与高度的比例约为0.6:1。容量有#60~#5000。(四)石墨坩埚的用途 使用坩埚,最适合多种类少数量的合金熔解。也就是说要想改变合金的种类时,只需要交换石墨坩埚即可。其他的熔解方法像反射炉和非坩埚式感应炉进行熔解时,适合于单一合金的大量熔解,如果变换熔解合金种类时,如果不更换内衬的耐火材料,会发生金属污染。 以下
6、讲述占大多数使用石墨坩埚的铜合金和铝合金熔解用坩埚。 1)铜合金熔解用坩埚 对于铜和铜合金来说,重要的是迅速(快速)熔解。因铜在高温中容易氧化,时间拖长,熔汤被氧化,会造成铸件品质不良原因的发生。当然坩埚炉的燃烧气雾的调整也是重要的,从石墨坩埚的形状来看,长型的吸热性好,可以缩短熔解时间。但考虑到在从定置陆中用汤匙舀出熔汤作业时,口部较小,有一定深度的长形也不能说有利。于是,能满足熔解时间、作业性这两方面的标准型坩埚被广泛的采用。 近年来,随着铸造工厂的环境设备不断完善,机械化程度的不断提高,油压可倾式坩埚炉也
7、渐渐地被采用。特别是在高温熔解和比重较大的铜合金铸造工厂内,可倾式坩埚炉的普及率较高。 电炉型坩埚,在高(中)频感应炉、低频感应炉中被使用,在炉内壁与坩埚之间充填干式耐火材料。对于高频感应炉,一般使用#100~#1500左右的石墨坩埚较多,对于低频感应炉,使用#1000以上的大型坩埚。 对于铜合金用坩埚,在生产过程中也特别留意在1100℃~1250℃的高温时熔汤的耐蚀性和在炉内高温雾团中的耐热冲击性。 2)轻金属合金熔解用坩埚 在轻金属的熔解中,占有相同高的比例是铝合金压铸及铝合金铸件的熔解,一部分是锌合金的
8、熔解。 对于铝合金的使用坩埚进行熔解时,有投入冷材,一次全部将熔汤使用完的单炉熔解方式,也有一边舀出熔汤,在适当的时候补填冷材的熔解兼保温方式、还有接受在集中熔解炉熔解后的熔汤,只进行保温等各种方式。单炉熔解和熔解兼保温方式,适用于铝合金铸件。铝合金铸件因讨嫌H2的吸收和氧化物的混入,需要使用比较大的汤勺静静地舀出熔汤,因此使用口部较大的标准
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