Chinese
Russian
Газопламенные Сопла И Горелки Из Карбида Кремния (SiC) Широко Используются В Высокотемпературных Системах Сжигания В Керамической, Металлургической, Химической И Других Отраслях Промышленности Благодаря Своей Превосходной Термостойкости, Коррозионной Стойкости И Стойкости К Тепловым Ударам. Характеристики Изделий Из Карбида Кремния, Изготовленных Различными Методами, Значительно Различаются. В Данной Статье Рассматривается Стандартный Процесс Изготовления Газопламенных Сопел Из Карбида Кремния И Ключевой Процесс Изготовления Горелок Из Реакционно-Спеченного Карбида Кремния (RBSiC).
1. Процесс изготовления огнемета из карбида кремния
Процесс изготовления газопламенного напылительного сопла из карбида кремния в основном включает в себя следующее:
Процесс спекания без давления
Микропорошок карбида кремния высокой чистоты смешивают со спекающими добавками (такими как Al₂O₃, Y₂O₃ и т. д.), формуют методом сухого прессования или изостатического прессования, а затем спекают при высокой температуре, превышающей 2000 °C.
Преимущества : Изделие имеет высокую плотность (＞98%), отличную механическую прочность и подходит для условий высоких нагрузок.
Недостатки : высокая температура спекания, большое потребление энергии и высокая стоимость.
Процесс формования с затиркой
Порошок карбида кремния и связующее вещество смешиваются в суспензию, впрыскиваются в форму для формования, а затем после высыхания спекаются.
Преимущества : Подходит для массового производства огнеметов сложной формы при низких затратах.
Недостатки : Плотность и прочность изделия несколько ниже, чем у изделий, спеченных без давления.
Процесс горячего прессования и спекания
Порошок карбида кремния спекается при высокой температуре (1800~2000 ℃) и высоком давлении (20~50 МПа) для получения изделий сверхвысокой плотности.
Преимущества : Изделие практически не имеет пор и обладает превосходной стойкостью к тепловым ударам.
Недостатки : высокие требования к оборудованию, низкая эффективность производства, подходит только для высокотехнологичных приложений.
2. Процесс изготовления горелки из реакционно-спеченного карбида кремния (RBSiC)
Реакционно-связанный SiC — это высокоэффективный материал, полученный методом инфильтрации кремния. Технологический процесс выглядит следующим образом:
Смешивание сырья
Порошок карбида кремния (α-SiC) смешивают с источником углерода (например, графитом или углеродной смолой) в пропорции, а затем добавляют временное связующее вещество.
формирование
Пористая сырая заготовка формируется методом сухого прессования, литья под давлением или экструзии, при этом в сырой заготовке сохраняются поры для последующего проникновения кремния.
Предварительное спекание
Предварительное спекание проводится при температуре 1000~1400 ℃ для придания сырцу определенной прочности и формирования частичного углеродного скелета.
Реакция инфильтрации кремния
Зеленую заготовку помещают в вакуумную или инертную печь и нагревают до температуры 1450~1600 ℃, в результате чего расплавленный кремний (Si) проникает в поры зеленой заготовки и реагирует с углеродом, образуя β-SiC, в конечном итоге формируя плотный композиционный материал Si-SiC.
Постобработка
Точность размеров горелки обеспечивается механической обработкой (например, прецизионной гравировкой на станке с ЧПУ), а поверхность полируется или покрывается покрытием для повышения коррозионной стойкости.
Преимущества процесса :
Температура спекания ниже (по сравнению со спеканием без давления), а расход энергии невелик;
Изделие обладает хорошей размерной стабильностью и подходит для деталей сложной и специальной формы;
Остаточный кремний может улучшить теплопроводность и подходит для сред высокотемпературного горения.
3. Предложения по выбору процесса
Высокоточные сценарии с большими нагрузками : предпочтительны сопла для газопламенного напыления из карбида кремния спеканием без давления или спеканием с горячим прессованием;
Сложные формы и требования к низкой стоимости : более подходящими являются процессы шликерного литья или реакционного спекания;
Экстремальная стойкость к тепловым ударам : горелки из реакционно-связанного карбида кремния (RBSiC) являются идеальным выбором.
Процесс изготовления сопел и горелок для газопламенного напыления из карбида кремния напрямую влияет на их производительность и срок службы. Предприятиям необходимо выбирать оптимальный технологический подход, исходя из фактических требований к применению.