[发明专利]用于热交换的碳化硅管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于热交换的碳化硅管制备方法包括粉体混料、和泥混料、真空练泥、陈腐、挤出成型、干燥、等静压成型、抽芯截边整理、脱蜡、高温烧结处理步骤，采用亚微米级碳化硅粉为原料粉体，添加工艺助剂，经粉体混料、和泥混料、真空练泥、陈腐、挤出成型获得管材坯体，避免变形，成型效率高；管材坯体经过干燥、等静压成型、抽芯截边整理、脱蜡、高温烧结最终制成碳化硅管，材质均匀，成型尺寸精度高，能够广泛应用于石油化工、冶金等行业的关键热交换部件。

技术领域

本发明属于工程陶瓷材料技术领域，具体涉及一种用于热交换的碳化硅细长管及其制备方法。

背景技术

目前对碳化硅管材来说，注浆成型对于长度较短，壁厚较大的管材是可以实现的，但是对于长管薄壁的管材，仍存在高温状态下管件的变形无法得到有效控制的问题，致使大多数产品弯曲变形，无法达到使用要求，并且薄壁碳化硅管材在制备的过程中，存在填料困难、脱模困难的问题，原料中添加成分与主原料物性混合不均匀，生产效率较低。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种用于热交换的碳化硅管及其制备方法，有效解决了薄壁细长碳化硅管成型困难，产品容易弯曲变形的问题。

本发明提供的用于热交换的碳化硅管制备方法，包括以下步骤：

（一）粉体混料：将碳化硅粉体，添加烧结助剂搅拌0.5～6h，混合均匀，所述烧结助剂可以是Al、AlN、Al3N、B、BN或者碳化硅超细粉末中的一种，也可以是AlN+Y2O3，所述碳化硅粉体平均粒度小于0.9um，纯度大于99.5%；

（二）和泥混料、真空练泥：将水、分散剂搅拌均匀成混合溶液，加入到步骤（一）混合好的原料粉体中，而后在行星式真空练泥机中搅拌5-8min,静置2-5min, 反复3～6 次,直至充分搅拌均匀；

(三)陈腐：将泥料放置于密闭容器内密封陈腐，放置6～24h；

(四)挤出成型、干燥：将陈腐好的泥料放入挤出机，进行挤压成型管材坯体，管材坯体挤出到V型槽体进行转移，然后在管材坯体内孔插入长度相同的光洁钢棒，管材坯体和光洁钢棒长度一致时，截断坯体得到所需长度后干燥；

（五）等静压成型：将干燥后的管材坯体套上内径和坯体接近的橡胶管，并对两端进行扎口密封，然后进行等静压处理，并将毛坯进行烘干处理，所述的等静压的压力为120MPa，所述的烘干温度为120摄氏度，烘干时间为2小时，含水量控制在1％以下；

（六）抽芯截边整理：先将管材坯体内的光洁钢棒抽出，然后从橡胶管套内把成型好的管材坯体缓慢取出，管材两端50mm不满足要求部分使用车床进行截除；

(七) 脱蜡：整理完的管材坯体在真空石墨电阻炉中进行脱蜡处理，热处理温度为600～1200℃；

(八)高温烧结：将热处理后的管材坯体在高温烧结炉中烧结，烧结温度为1900～2300 ℃，保温2～4 小时，升温速率1～10℃/min，氩气气氛。

进一步的，所述粉体混料基础配料有：碳化硅粉体95～98wt%，采用Al、AlN、Al3N、B、BN作为烧结剂时，烧结剂含量为2～5wt%，

进一步的，所述的和泥混料分散剂为聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠或四甲基氢氧化胺中的任一种，分散剂含量占上述粉体混料基础配料基础配料的0.5～2wt％。

进一步的，所述和泥混料，制备混合溶液的水为纯净水，混合溶液中水的含量为粉体混料基础配料的20～25wt％。

进一步的，步骤（四）所述的挤出机可以为螺杆挤出机或者液压式挤出机， 挤出的坯体轴芯为光洁钢棒，粗糙度小于1.6，直度小于0.5mm/m，所述的干燥时间可以为1～3天。

进一步的，步骤（四）所述V型槽体为碳钢材质，表面喷涂聚四氟乙烯。