[发明专利]硅碳棒冷端部生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳化硅电热元件的生产工艺，尤其涉及硅碳棒部件的生产工艺。 

背景技术

碳化硅电热元件是广泛用于各种电炉、电窑的发热体，电热元件硅碳棒广泛应用于冶金、机械、轻工、化工、电子、硅酸、国防工业、科学研究及医药卫生等部门的高温技术领域，可以制成棒状、U型、管状等形式。目前的硅碳棒生产工艺是由三大部分系列工艺，52道工序形成，三大部分为冷端部工艺、热端部工艺和焊接工艺，由于系列工艺多、工序长，其生产周期长达5 0多天，工人劳动强度大，工作环境恶劣；综合成品率(从投入原料到出成品)仅为30％左右，利润仅为产值的10％左右。而且，由于材料在成形中的电阻值无法控制，使生产出的电热硅碳棒的阻值随机性非常大，而用户只能在成品中通过测试而达到满足，从而使得商品率非常低，由于烧成温差大及炉内二氧化硅气体浓度差大、微量杂质变化等，使棒的电阻值不易控制，电阻值偏差大于±30％，其它指标如红热均匀度的均一性热均匀度的均一性亦较差，质量难以控制，且生产中排出大量一氧化碳气体，不利于环保。中国专利01107837.5公开了一种碳化硅电热元件的生产工艺，在碳化硅与粘合剂混匀，成型后，经干燥、烧成及烧成后处理，所述烧成为连续高温烧成工艺，预热温度为300-800℃，高温烧成温度为2400-2500℃。生产周期缩短到7天左右，综合成品率上升到80％左右。 

发明内容

本发明的目的是提供一种硅碳棒冷端部生产工艺，其产品电阻率低、生产 成本低、无环境污染、生产周期缩短到2天左右、综合成品率由80％左右提高到高于95％。 

本发明所述的硅碳棒冷端部，由碳化硅及粘合剂组成，所述粘合剂为高分子粘合剂或糊精粘合剂，粘合剂占碳化硅重量的2-3％。 

所述的高分子粘合剂可以是聚乙烯类粘合剂，也可以是纤维素类粘合剂。 

所述的糊精粘合剂为淀粉类粘合剂。 

所述的硅碳棒冷端部，其原料为碳化硅、润滑剂、碳、粘合剂和水，配料时碳化硅、润滑剂、碳与粘合剂、水的重量比为28-36％。 

所述的硅碳棒冷端部，其原料配料时粘合剂与水的重量为碳化硅重量的5-10％。 

所述的纤维素类粘合剂采用甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素，优选甲基纤维素，对甲基纤维素的优选条件是甲氧基含量为27.5-31.5％，粘度为1500-8000mPas.s(20℃，2％时)；对乙基纤维素的优选条件是其醚化度为γ＝100-150，对羧甲基纤维素的优选条件是其醚化度为γ＝30-60，粘度为≥800mPa.s(20℃，2％时)。 

所述的甲基纤维素，其甲氧基含量为27.5-31.5％，在温度为20℃、甲基纤维素质量浓度为2％时的粘度为1500-8000mpa.s。 

本发明是通过如下技术方案来实现的： 

硅碳棒冷端部生产工艺，包括以下步骤： 

(1)配料：将120-250目的碳、碳化硅、润滑剂和粘合剂按比例配制干混； 

(2)混料：在常温下将上述配料与水按7∶3比例配制搅拌均匀，混料时间控制在60-120分钟； 

(3)成型：根据所需直径规格，换以适宜的中心针及模嘴，将混料加入螺旋成型挤压机挤压成型，挤压压力为0.5-1.0Mpa；

(4)烘干：将成型坯料烘干，烘干温度100-140℃，烘干时间10-20小时； 

(5)高温渗硅：将成型烘干坯料置于管式炉中渗硅得硅碳棒的冷端部，成型烘干坯料∶硅粉＝1∶(0.6-1.5)，渗硅温度为1750-2050℃，渗硅时间为3-15分钟，保护气氛为高纯氮气或惰性气体。 

所述的润滑剂为石墨。 

本发明成型工艺利用螺旋成型挤压机挤压压力小，替代成型模具压制成型，成型模具压制成型工作压力大，一般在2兆帕左右，减少了设备投入；采用烘干技术取代了倒焰窑和大型电阻炉，烘干温度低，无需烧结，节煤节电，无环境污染；生产周期缩短为2天；综合成品率高，达95％以上； 

本发明与现有技术相比，有如下优点： 

(1)采用烘干技术取代了倒焰窑和大型电阻炉，节煤节电，无环境污染。 

(2)生产周期由7天缩短为2天 

(3)综合成品率由80％左右提高到高于95％。 

(4)产品电阻率低，是现有技术的40-50％。 

(5)成型压力小，减少设备投入。 

(6)生产成本低。 

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述： 

实施例1