提高Fe-Si金屬間化合物內(nèi)加熱套管抗熱震性的成型工藝研究.pdf

1、在熱浸鍍鋅/鋁工業(yè)中，熔融鋅/鋁液對設(shè)備的腐蝕一直是該行業(yè)中最難解決的問題。近年來，熱浸鍍工業(yè)普遍采用了內(nèi)熱式陶瓷鍋，以減少熔融鋅/鋁液對鍋體的腐蝕。在內(nèi)熱式陶瓷鍋日益推廣的今天，對低成本、高性能、大尺寸、長壽命的內(nèi)加熱器保護套管的開發(fā)研究具有重要的意義。 目前內(nèi)加熱器保護套管還沒有找到理想的材料，使之既具有優(yōu)異的耐熔融鋅/鋁腐蝕性能，又具有良好的高溫力學(xué)性能，因而內(nèi)加熱技術(shù)的應(yīng)用和推廣受到了很大的限制。 本課題針對這一

2、問題，利用機械合金化一真空退火工藝制備的鐵硅金屬間化合物粉末，通過不同成型工藝，成功制作出了Fe-Si金屬間化合物套管試樣。并對各種成型工藝的套管試樣進行了《水急冷-裂紋判定法》抗熱震性檢測和耐熔融鋅鋁液腐蝕檢測，并利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡分析觀察了各種成型套管的組織成分和顯微形貌。研究分析結(jié)果表明： 對冷壓烘干試樣，成型壓力、C-2粘結(jié)劑含量、潤滑方式及烘干工藝對熱震性有很大影響。隨著成型壓力的增大，套管的強度增大，抗

3、熱震性提高；粘結(jié)劑含量不宜過多，過多會降低套管致密度，降低抗熱震性；套管采用半固態(tài)潤滑劑潤滑熱震性好于液態(tài)潤滑劑。 燒結(jié)可以有效提高套管的致密度和強度，從而使抗熱震性大幅度提高。對冷壓燒結(jié)試樣，燒結(jié)溫度，保溫時間對套管抗熱震性能影響較大，在一定范圍內(nèi)，提高燒結(jié)溫度、延長保溫時間，均能有效提高套管的燒結(jié)質(zhì)量，如：燒結(jié)強度、密度、致密度提高，氣孔率和孔隙直徑降低，從而也提高了套管的抗熱震性。 經(jīng)過30小時的耐熔融鋅鋁腐蝕，冷

4、壓燒結(jié)試樣和冷壓烘干試樣都沒有出現(xiàn)被嚴重腐蝕的痕跡，腐蝕后的試樣經(jīng)X射線衍射分析并未發(fā)現(xiàn)Al和Zn元素存在，說明鐵硅金屬間化合物保護套管采用這兩種工藝成型均具有良好的耐腐蝕性能。 石墨纖維與鐵硅金屬間化合物按照一定體積比物理共混后，采用冷壓烘干和冷壓燒結(jié)工藝均沒有有效提高套管的強度、韌性和抗熱震性，這可能與纖維和鐵硅金屬間化合物界面結(jié)合不好有關(guān)，也可能是我們工藝方法不合適，這需要在課題以后的研究中加以改進。 總之，抗熱震