[发明专利]一种冶金铸造炉用碳纤维石墨坩埚及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨坩埚材料的技术领域，特别是涉及一种冶金铸造炉用碳纤维石墨坩埚及其制备方法，其制备工艺科学，原料选择合理，可以提高石墨坩埚的各项理化性能；包括骨料、粉料和粘结剂，骨料为针状石油焦，粉料由碳纤维、沥青焦和炭黑成，粘结剂由中温煤沥青和改性煤沥青组成，骨料与粉料的组合和粘结剂的重量比为（70~75）：（25~30），骨料与粉料的重量比为（60~70）：（30~40）；其制备方法包括原料的碾磨筛分配料、混捏、预成型、破碎、磨粉、筛分、混合、等静压成型、炭化、浸渍、二次炭化、二次浸渍、固化、石墨化、喷涂料和三次炭化。

技术领域

本发明涉及石墨坩埚材料的技术领域，特别是涉及一种冶金铸造炉用碳纤维石墨坩埚及其制备方法。

背景技术

众所周知，石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能；对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。

石墨坩埚，因具有以上优良的性能，所以在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼，并有着较好的技术经济效果。

国产石墨坩埚具有以下特点：

1、石墨坩埚较高的密度使得坩埚具备了最好的导热性能，其导热效果明显优于其他进口坩埚；

2、石墨坩埚外表有特制的釉层和致密的成型材料，大大提高了产品的耐腐蚀性能，延长其使用寿命；

3、石墨坩埚中的石墨成分全部采用天然石墨，导热性非常好。石墨坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上，以避免它因急剧冷却而破裂；

4、冶金炉用石墨坩埚使用寿命达到120次以上。

多种类少数量的合金熔解最适合使用坩埚，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，因此在对合金进行熔解时，采用石墨坩埚即可，而目前所使用的坩埚在某些方面还有一定的缺陷，因此还需要对现有的石墨坩埚进行一定的改进，提高其各项理化新能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种原料选择合理，可以提高其各项理化性能的冶金铸造炉用碳纤维石墨坩埚；

本发明的另一个目的在于提供一种制备工艺科学的冶金铸造炉用碳纤维石墨坩埚的制备方法。

本发明的一种冶金铸造炉用碳纤维石墨坩埚，包括骨料、粉料和粘结剂，所述骨料为针状石油焦，所述粉料由碳纤维、沥青焦和炭黑组成，所述粘结剂由中温煤沥青和改性煤沥青组成，所述骨料与粉料的组合和粘结剂的重量比为（70~75）：（25~30），所述骨料与粉料的重量比为（60~70）：（30~40）。

所述骨料针状石油焦的粒度为3~5μm、真密度≥2.13g/cm³，灰分≤0.20%，挥发分≤0.25%，硫含量≤0.40%；

所述粉料碳纤维的粒度为2~4μm、抗拉强度为7.0Gpa、密度为2.10g/cm³、电阻率≤55μΩcm；

所述粉料沥青焦的粒度为2~3μm、真密度≥2.13/cm³，灰分≤0.25%、含硫量≤0.3%、挥发份≤0.5%；

所述粉料炭黑的纯度为99%，粒度为1~3μm；

所述粘结剂中温煤沥青的软化点为83~88℃、结焦值为≥48%、喹啉不溶物≤3%；

所述改性煤沥青的软化点为105~120℃、结焦值为≥58%、灰分≤0.3%、喹啉不溶物≤2%、甲苯不溶物≤20%。