[发明专利]一种提高钒氮合金用石墨坩埚使用寿命的方法在审
申请号: | 202211172014.2 | 申请日: | 2022-09-26 |
公开(公告)号: | CN115448752A | 公开(公告)日: | 2022-12-09 |
发明(设计)人: | 涂忠兵;师启华;高雷章;尹丹凤 | 申请(专利权)人: | 攀钢集团研究院有限公司 |
主分类号: | C04B41/87 | 分类号: | C04B41/87 |
代理公司: | 北京连和连知识产权代理有限公司 11278 | 代理人: | 宋薇薇;朝鲁蒙 |
地址: | 611731 四川省成都市高新*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 提高 合金 石墨 坩埚 使用寿命 方法 | ||
本发明公开了一种提高钒氮合金用石墨坩埚使用寿命的方法,包括:(1)将单晶硅粉、碳化硅粉以及粘结剂混合制成浆料;(2)用砂纸对石墨坩埚表面进行打磨;(3)将浆料涂刷于石墨坩埚表面,对涂刷后的石墨坩埚进行常温干燥、高温烘烤以及气氛烧制以形成浆料层;(4)对步骤(3)重复3~5次以制得石墨坩埚的保护涂层。本发明通过将单晶硅粉、碳化硅粉和粘接剂混合制成浆料涂覆于石墨坩埚外表面,经干燥、烘烤、烧制后在石墨坩埚表面形成高致密度的保护涂层,通过该保护涂层隔绝在钒氮合金制备过程中导致石墨坩埚粉化的气体,提升石墨坩埚的使用寿命,减缓石墨坩埚消耗速率,降低生产成本。
技术领域
本发明涉及钒冶金技术领域,尤其涉及一种提高钒氮合金用石墨坩埚使用寿命的方法。
背景技术
在钢铁行业中,钒普遍以钒铁和钒氮合金的形式加于钢水中,可以明显改善钢的耐腐蚀性、耐磨性、韧性、强度、延展性、硬度及抗疲劳性等综合力学性能。当以钒氮合金形式加入到钢中时,可以对钢起到同时增钒和增氮的效果。并且,相对于钒铁合金,使用钒氮合金可以有效降低钒的用量,且不改变合金钢的强度,大大降低了钢铁企业的生产成本。
石墨坩埚是生产钒氮合金的必须装置,石墨具有来源丰富,化学性质稳定以及耐高温的特性,但是由于钒氮合金制备原料在高温加热过程中释放出钾、钠蒸汽,石墨坩埚吸附钾、钠蒸汽后造成体积膨胀使石墨粉化,钒氮合金制备过程通入大量氮气作为反应气,高温氮气冲刷加剧会石墨粉化,降低使用寿命。为减少石墨坩埚在使用过程中的粉化问题,现有技术中通常在坩埚表面施用保护涂层,由此阻止钾钠蒸汽吸附和提高石墨坩埚抗热冲击性,然而,目前的方法不仅操作复杂并且所使用的设备较为昂贵,亟需开发一种工艺简单且高效的制备石墨坩埚涂层的方法。
因此,现有技术中存在对提高钒氮合金用石墨坩埚使用寿命的方法改进的需求。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提出一种提高钒氮合金用石墨坩埚使用寿命的方法,通过在石墨坩埚表面制备保护涂层,隔绝钒氮合金制备程中释放的钾、钠蒸汽,同时隔绝钒氮合金制备过程中的高温氮气,以防止石墨粉化,有效延长了石墨坩埚的使用寿命。
基于上述目的,本发明实施例的提供了一种提高钒氮合金用石墨坩埚使用寿命的方法,该方法包括以下步骤:
(1)将单晶硅粉、碳化硅粉以及粘结剂混合制成浆料;
(2)用砂纸对石墨坩埚表面进行打磨;
(3)将浆料涂刷于石墨坩埚表面,对涂刷后的石墨坩埚进行常温干燥、高温烘烤以及气氛烧制以形成浆料层;
(4)对步骤(3)重复3~5次以制得石墨坩埚的保护涂层。
在一些实施方式中,按重量百分比计,单晶硅粉、碳化硅粉以及粘结剂的比例为(20~50):(10~20):(30~70)。
在一些实施方式中,单晶硅粉和碳化硅粉的粉体粒度均为20~80um。
在一些实施方式中,粘结剂包括酒精、有机硅烷、硅酸、多元醇、聚乙烯醇和丙烯酸酯中的一种或多种组合。
在一些实施方式中,常温干燥时,干燥温度为15~40℃,干燥时间为2~36h。
在一些实施方式中,高温烘烤时,烘烤温度为120~500℃,烘烤时间为1~5h。
在一些实施方式中,气氛烧制时,气氛为惰性气体,烧制温度为800~1600℃,烧制时间为2~24h。
在一些实施方式中,惰性气体包括氩气、氦气、氩-氦混合气。
在一些实施方式中,保护涂层的厚度为1~10mm。
在一些实施方式中,砂纸的规格为200#~2000#。
本发明至少具有以下有益技术效果:
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