石墨坩堝碳化硅坩堝的材質種類以及特性

(一)石墨坩堝的材質大體可分為人造石墨、石墨粘土材質人造石墨坩堝是以石墨電極素材加工而成。石墨粘土材質坩堝,是以天然鱗片石墨和粘土為主要成分?，F在僅在鑄鐵、鑄鋼高溫熔解和貴金屬等少量熔解時使用。石墨炭化硅材質坩堝,是以天然鱗片石墨和炭化硅(為主要成分在銅合金和鋁合金等有色金屬熔解的大部分都使用該材質的坩堝。在1955年,日本坩堝株式會社首次在日本開發、生產了石墨炭化硅材質坩堝。該材質坩堝與石墨粘土材質比較,因具有優良的耐久性,逐漸被其代替?，F在石墨-炭化硅材質坩堝的需求量已占整體的97%左右。
(二)石墨坩堝的特性
石墨坩堝在原材料、制造等方面都采取了盡可能的手段,來滿足在殘酷條件下的使用。
主要特性列舉如下:
(1)
耐熱沖擊性:耐熱沖擊性能強,對于急冷急熱,不易破裂;
(2)高熱傳導性:因使用了熱傳導性較高的石墨等原材料,縮短了熔解時間(3)高耐熱性:耐火度高,可耐1200~1600℃高溫(4)抗浸蝕性:對抗熔湯的侵蝕性強;
(5)抗機械性沖擊:具有一定的抗機械性沖擊的強度(熔材的投入時等)
(6)抗粘連性:因為石墨有不易與熔湯粘連的特性,熔湯的浸透和附粘少;
(7)金屬污染非常少:因為沒有混入污染熔湯的不純物,金屬污染極少(8)抗氧化性:石墨在氧化氣霧中的高溫時容易氧化,因進行了防止氧化處理,氧化消耗較少
(9)耐集渣劑(除渣劑影響:有良好的耐集渣劑(除渣劑)影響性能。
(三)石墨坩堝形狀及容量
在日本,1950年公布的日本工業規格(JIS)中定義了有關坩堝的形狀、容量。這是對粘土石墨坩堝的JIS規定,對于石墨炭化硅材質的坩堝,也是參照該規定進行制造生產的。有關容量,用JIS中所規定的番」(#)來表示,定義1番(1#)相當于熔解1KG黃銅的容量。由此可推算#300的石墨坩堝熔銅約為30KG。按鋁合金的比重差換算,同等石墨坩堝熔鋁約為100kg形狀根據用途,大致可分為:
1、標準型:外口徑與高度之比約為0.7~0.比1。容量有#8#4500
2、長型:比標準型更為細長型,外口徑與高度的比例約為0.6~0.7比1。容量上有#15~#620
3、碗型:外口徑比較大,口徑與高度的比例約為1:1。容量有#250~#5200。最大的可一次熔解鋁合金約1.5噸。
4、帶嘴型:與長型坩堝接上出湯槽的形狀接近。容量有#50~#1800。
5、電爐型:圓筒形而且比較細長,外口徑與高度的比例約為0.6:1。容量有#60~5000。
(四)石墨坩堝的用途
使用坩堝,最適合多種類少數量的合金熔解。也就是說要想改變合金的種類時,只需要交換石墨坩堝即可。其他的熔解方法像反射爐和非坩堝式感應爐進行熔解時,適合于單一合金的大量熔解,如果變換熔解合金種類時,如果不更換內襯的耐火材料,會發生金屬污染

以下講述占大多數使用石墨坩堝的銅合金和鋁合金熔解用坩堝。
1)銅合金熔解用坩堝
對于銅和銅合金來說,重要的是迅速(快速)熔解。因銅在高溫中容易氧化,時間拖長,熔湯被氧化,會造成鑄件品質不良原因的發生當然坩堝爐的燃燒氣霧的調整也是重要的,從石墨坩堝的形狀來看,長型的吸熱性好,可以縮短熔解時間。但考慮到在從定置陸中用湯匙舀出熔湯作業時,口部較小,有一定深度的長形也不能說有利。于是,能滿足熔解時間、作業性這兩方面的標準型坩被廣泛的采用。近年來,隨著鑄造工廠的環境設備不斷完善機械化程度的不斷提高,油壓可傾式坩堝爐也漸漸地被采用。特別是在高溫熔解和比重較大的銅合金鑄造工廠內,可傾式坩堝爐的普及率較高。