氮化硅陶瓷升液管

氮化硅陶瓷升液管是我光正新科多年研究實(shí)驗(yàn)出的主要產(chǎn)品，同時(shí)也生產(chǎn)硅碳棒等產(chǎn)品。
    氮化硅作為高級(jí)耐火材料，具有低的熱膨脹系數(shù)，耐熱沖擊性能好、高溫力學(xué)性能高和抗金屬侵蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。氮化硅熔點(diǎn)1900℃，熱膨脹系數(shù)2.5×10-6/K，對(duì)許多金屬不潤濕。純氮化硅升液管比鈦酸鋁升液管具有更優(yōu)異的抗熱震性能和耐溫能力，使用壽命長但是價(jià)格昂貴。

氮化硅升液管，價(jià)格昂貴，但是非常耐用，據(jù)說做的好的壽命14個(gè)月+；采用氮化硅結(jié)合碳化硅的升液管正常情況連續(xù)作業(yè)下使用壽命大于30天，使用性價(jià)比高。

為什么有人說氮化硅是鑄造行業(yè)最好的升液管材料？

粉體從業(yè)人員的生意和生活圈子

鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，它在地殼中的含量僅次于氧和硅，在金屬品種中第二大類金屬，僅次于鋼鐵。鋁在工程應(yīng)用中極具競爭力，一般是采用砂型模或金屬模將加熱為液態(tài)的鋁或鋁合金澆入模腔，而得到的各種形狀和尺寸的鋁零件或鋁合金零件，具體步驟如下：配料→裝爐→熔化→攪拌→配合金→轉(zhuǎn)爐→精配合金→鋁液精煉→精密過濾→鑄造→均質(zhì)→鋸切。

鋁合金產(chǎn)品

其中，低壓鑄造是鋁合金鑄造的主要方式。它是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①液體金屬充型比較平穩(wěn)；

②鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對(duì)于大型薄壁鑄件的成形更為有利；

③鑄件組織致密，機(jī)械性能高；

④提高了金屬液的工藝收得率。

而在低壓鑄造機(jī)上，氧化硅升液管是非常關(guān)鍵部件之一，它的性能直接影響鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。使用時(shí)，升液管安裝于低壓鑄造機(jī)上，下端插入合金熔煉裝置內(nèi)，將700℃左右熔煉好的鋁合金溶液從熔煉裝置的下部由下而上抽出，用于汽車輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋等零部件的鑄造。

鋁合金低壓鑄造機(jī)

由于在連續(xù)生產(chǎn)中，升液管要不斷反復(fù)地收到空氣壓力大小變化的沖擊和熔液上下流動(dòng)的冷熱沖擊，這時(shí)的升液管不能有任何的漏氣，在高溫下長期的浸泡和沖刷也不能使升液管有明顯的浸蝕和剝落。因此為了承受如此苛刻條件，升液管必須要具備良好的抗鋁合金溶液的侵蝕性能、良好的抗熱震性，同時(shí)還要具有良好的氣密性和抗熱沖擊疲勞性。

用肉眼就能feel到鋁合金液的高溫

升液管材料的性能對(duì)比

目前，鋁合金低壓鑄造用升液管主要分為兩種，一種是由鑄鐵、不銹鋼等金屬制成的金屬升液管，另一種是由石墨、鈦酸鋁、氮化硅結(jié)合碳化硅、氮化硅等制成的非金屬升液管。

金屬升液管長期浸泡在鋁合金溶液中，合金溶液對(duì)其侵蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致鑄件污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量。非金屬升液管中，石墨材料的抗氧化性差、耐磨性差，壽命短；鈦酸鋁材質(zhì)的升液管強(qiáng)度不高，抗熱沖擊性不及氮化硅結(jié)合碳化硅材質(zhì)的；氮化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)升液管強(qiáng)度高、抗熱震性好、耐鋁水侵蝕，但氣密性較差。

而氮化硅(Si3N4)陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度及耐高溫等性能，硬度可達(dá)HRA91~93；熱硬性好，能承受1300~1400℃的高溫；與碳和金屬元素化學(xué)反應(yīng)較小導(dǎo)致其摩擦系數(shù)較低；具有自潤滑性，因此耐磨損；抗腐蝕能力較強(qiáng)，除了氫氟酸以外，它不與其它無機(jī)酸發(fā)生反應(yīng)，高溫時(shí)還具有抗氧化能力；它還具有良好的抗熱震性，在空氣中急劇冷卻再急劇加熱也不會(huì)碎裂；氮化硅陶瓷高溫蠕變小，在高溫和固定負(fù)載的作用下，所產(chǎn)生的緩慢塑性形變很小。

各種氮化硅陶瓷產(chǎn)品

此外，Si3N4陶瓷還具有高比強(qiáng)、高比模、高熱導(dǎo)率、優(yōu)良的電學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，因此在高溫、高速、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)等極限環(huán)境下具有特殊的應(yīng)用價(jià)值，被譽(yù)為是結(jié)構(gòu)陶瓷家族中綜合性能最為優(yōu)良的一類，理所當(dāng)然的也成為了制備升液管的理想材料。

氮化硅升液管的優(yōu)勢

氮化硅升液管的優(yōu)勢很明顯，基本都繼承于氮化硅本身的性能，如：

①耐高溫、耐腐蝕、與鋁熔液等有色金屬熔液不浸潤；

②熱膨脹系數(shù)低，優(yōu)異的導(dǎo)熱性；

③抗熱震穩(wěn)定性優(yōu)異，熱沖擊性強(qiáng)，不炸裂；

④抗氧化，使用壽命長。

氮化硅升液管

不過也有人認(rèn)為氮化硅的成本偏高阻礙了它在升液管上的應(yīng)用。成本高主要分為三部分，一是原材料成本相對(duì)較高，尤其是高純的氮化硅粉體，往往占制品價(jià)格的25%-50%，甚至更高；二是生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，由于Si3N4是以共價(jià)鍵為主的化合物，鍵強(qiáng)大，鍵的方向性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)中缺陷的形成和遷移需要的能量大，難以燒結(jié)，同時(shí)由于Si3N4本身結(jié)構(gòu)不夠致密，因此為提高性能需要添加少量氧化物燒結(jié)助劑，通過液相燒結(jié)使其致密化；三是難加工，由于材料本身硬度高，導(dǎo)致陶瓷材料只能采用磨加工的方式，加工效率低，也會(huì)導(dǎo)致成本的增加。

但升液管該不該用氮化硅這事得綜合來看，考慮到氮化硅本身的優(yōu)秀性能，使用以它為原料制備的升液管在提高鑄件質(zhì)量的同時(shí)，還能夠顯著降低低壓鑄造的運(yùn)行成本。從行業(yè)數(shù)據(jù)來看，氮化硅升液管的使用壽命是傳統(tǒng)升液的5-20倍，因此可以大大減少升液管的更換次數(shù)，充分保證了生產(chǎn)的連續(xù)化和自動(dòng)化，非常適用于煉鋁行業(yè)，有色冶煉行業(yè)等。

總而言之，所謂好鋼用在刀刃上，氮化硅對(duì)于升液管正是如此，氮化硅升液管絕對(duì)有實(shí)力成為鋁合金鑄造業(yè)的一把好刀，非常值得投入！