专利名称：一种熔铝石英坩埚的制作方法
技术领域：
一种熔铝石英坩埚技术领域[0001]本实用新型一种熔铝石英坩埚涉及的是与铝、锡、铅、锌、铜、镉等金属浇铸行业使用的中小型熔铝电炉配套的工业坩埚，具体涉及一种以较高纯度的石英砂熔制的熔铝石英坩埚。
背景技术：
[0002]熔铝电炉主要供低熔点的有色金属如铝、锡、铅、锌、铜、镉及巴氏合金等熔炼、熔化或保温之用，在金属零配件生产企业中使用十分普遍。单次熔化量在1500公斤以下的中小型电炉大多数使用石墨或者合金坩埚作为装载和加热熔化金属的载体，最近几年新开发的碳化硅坩埚也有所使用。熔融状态下的上述金属尤其是铝和锡具有强烈的附着性和腐蚀性，在生产过程中熔融的金属不断附着在石墨或者金属坩埚上愈积愈厚，加热效率愈来愈低，同时促使石墨、各种合金及碳化硅坩埚的表面不断发生剧烈氧化，有时局部严重脱落， 不仅对所浇铸产品的质量产生负面影响，而且生产过程中很难检查出坩埚的缺陷，坩埚的使用寿命短并且难以具体确定，经常发生意外穿孔、熔融金属泄漏、电炉毁坏的事故，给企业造成损失。一般石墨或者合金坩埚的使用寿命为一个月左右，铝的损耗率20%左右，企业消耗性成本高，大量废弃的坩埚连带附着的金属造成严重的环境污染，并且存在安全隐患。发明内容[0003]本实用新型目的是针对上述不足之处，提供要解决的技术问题是提供一种熔铝石英坩埚，是一种与铝、锡、铅、锌、铜、镉等金属浇铸行业使用的中小型熔铝电炉配套的熔铝石英坩埚，以较低的成本解决熔融状态下的上述金属尤其是铝和锡对现有技术的石墨或者金属坩埚附着性和腐蚀性问题。[0004]一种熔铝石英坩埚是采取以下技术方案实现[0005]一种熔铝石英坩埚包括坩埚壁、底部和涂覆层，坩埚壁和底部为一整体结构，坩埚开口和底部均为圆形，坩埚壁与底部为圆弧形过渡，在坩埚壁和底部内表面上具有涂覆层。[0006]所述坩埚壁和底部采用纯度为99. 5%以上二氧化硅的石英砂制成。[0007]所述的涂覆层为耐高温、耐腐蚀、表面光洁度高的涂覆层。所述的涂覆层采用 0. 1-0. 5mm厚度的氧化钡或氧化锆涂层。[0008]所述的涂覆层还可以采用比坩埚壁和底部具有更高纯度的石英玻璃层，其厚度在 0. Imm以上，该石英玻璃层的二氧化硅含量为99. 99%以上，主要杂质成分为A1 < 20ppm, Na、Ti 分别< 5ppm, Fe、Ca、Mg 分别< 3ppm, Li、K 分别< 2ppm。[0009]所述的熔铝石英坩埚侧剖面略成“U”字形或者“V”字形，坩埚的上口外直径(外直) 为400-800mm，底部外直径小于上口外直径，坩埚壁厚10-30mm，底部厚度稍大于壁厚，高度为 400-1200mm。[0010]本实用新型一种熔铝石英坩埚，是一种高纯度的石英坩埚，具有导热性好、耐高温、耐腐蚀、光洁度高的特点。经实际使用试验，在900°C以下的温度下能够平均连续使用6个月以上，同样功率和控制条件下，对比石墨坩埚能耗降低50%以上，铝的损耗率减少30% 以上，除了受外力撞击以外不会发生破裂穿孔事故，平均寿命是石墨坩埚的6倍，生产成本和销售价格也只有石墨坩埚的6倍左右，性能价格比远高于行业内目前使用的各种石墨、 合金和碳化硅坩埚。但石英坩埚的纯度越高其制作成本也越高，在坩埚的内表面上设置较薄的高纯度石英玻璃层既能达到耐高温、附着力低、耐腐蚀、能耗降低、使用寿命长的效果， 又可大大降低制作成本。[0011]以上各种涂层均能够增加坩埚的强度，延长坩埚的使用寿命。[0012]本实用新型的关键技术是以适当纯度的石英砂为原料，按照所配套使用的熔铝电炉坩埚容积和载重量的要求，以及石英坩埚自身的强度特征，以电弧法或者电熔法在模具中熔制相应规格的石英坩埚。该石英坩埚用来取代传统的石墨、合金或者碳化硅坩埚，相对成本低，实用性强。[0013]本实用新型能够解决金属浇铸行业埚壁附着导致热效率下降、金属原料浪费和经常发生坩埚穿孔漏料的两大难题，在提高生产效率和产品质量的同时，大幅度减少能耗和金属原料损耗，减少环境污染和资源浪费，提高经济效益。
[0014]以下将结合附图对本实用新型作进一步说明[0015]图1为本实用新型一种熔铝石英坩埚实施例1的结构示意图。[0016]图2为本实用新型一种熔铝石英坩埚实施例2的结构示意图。
具体实施方式
[0017]参照附图1 2，一种熔铝石英坩埚包括坩埚壁1、底部2和涂覆层3，坩埚壁1和底部2为一整体结构，坩埚开口和底部均为圆形，坩埚壁1与底部2为圆弧形过渡，在坩埚壁1和底部2内表面上具有涂覆层3。[0018]所述坩埚壁1和底部2采用纯度为99. 5%以上二氧化硅的石英砂制成。[0019]所述的涂覆层3为耐高温、耐腐蚀、表面光洁度高的涂覆层3。所述的涂覆层3采用0. 1-0. 5mm厚度的氧化钡或氧化锆涂层。[0020]所述的涂覆层3还可以采用比坩埚壁1和底部2具有更高纯度的石英玻璃层， 其厚度在0. Imm以上，该石英玻璃层的二氧化硅含量为99. 99%以上，主要杂质成分为A1 < 20ppm, Na、Ti 分别 < 5ppm，Fe、Ca、Mg 分另ij< 3ppm, Li、K 分别< 2ppm。[0021]所述的熔铝石英坩埚侧剖面略成“U”字形或者“V”字形，坩埚的上口外直径为 400-800mm,底部外直径小于上口外直径，坩埚壁1厚10-30mm，底部2厚度稍大于壁厚，高度为 400-1200mm。[0022]所述的石英砂的主要成分为二氧化硅，杂质成分有铝、锂、钠、钾、钛、铁、钙、 镁等，一般二氧化硅的含量在99. 5% (重量百分比)以上，二氧化硅的含量越高其质量也越高，寿命越长。[0023]实施例1:如图1所示，以电弧法生产的熔铝石英坩埚开口和底部圆形，侧剖面略成“U”字形，坩埚壁1与底部2成圆弧形过度。坩埚的上口外直径590mm，近底部“L”角处的外直径550mm，坩埚壁厚20mm，底部厚度22_25mm，高度为690mm。[0024]用于熔制石英坩埚的石英砂以及成品坩埚的二氧化硅的含量为99. 9%以上，主要杂质成分要求为A1 < 50ppm，Li、Na、K、Ti 分别 < 20ρρπι， ^ < lOppm，Ca、Mg 分别 < 15ppm。[0025]在熔制石英坩埚的后期，添加部分更高纯度的二氧化硅的含量为99. 99%以上的石英砂，在坩埚内表面形成0. Imm以上厚度的涂层3石英玻璃层。该石英玻璃层主要杂质成分为A1 < 20ppm, Na、Ti 分别< 5ppm，Fe、Ca、Mg 分别< 3ppm，Li、K 分别< 2ppm，比坩埚壁1和底部2的纯度更高。[0026]实施例2:如图2所示，以电熔法生产的熔铝石英坩埚开口和底部圆形，侧剖面略成“V”字形，坩埚壁1与底部2成圆弧形过渡。坩埚的上口外直径800mm，近底部“L”角处的外直径300mm，坩埚壁1厚30mm，底部2厚度50mm，高度为1200mm。[0027]用于熔制石英坩埚的石英砂以及成品坩埚的二氧化硅的含量为99. 5%以上，主要杂质成分要求为:A1 < lOOppm，Li、Na、K、Ti 分别 < SOppmJe < lOppm，Ca、Mg 分别 <20ppm。[0028]石英坩埚内壁冷涂0. 1-0. 5mm厚的氧化钡或氧化锆涂层。[0029]上述的熔铝石英坩埚除用于铝浇铸行业使用外，还适合锡、铅、锌、铜、镉等金属浇铸行业使用。
权利要求1.一种熔铝石英坩埚，其特征在于包括坩埚壁、底部和涂覆层，坩埚壁和底部为一整体结构，坩埚开口和底部均为圆形，坩埚壁与底部为圆弧形过渡，在坩埚壁和底部内表面上具有涂覆层。
2.根据权利要求1所述的一种熔铝石英坩埚，其特征在于所述的涂覆层采用 0. 1-0. 5mm厚度的氧化钡或氧化锆涂层。
3.根据权利要求1所述的一种熔铝石英坩埚，其特征在于所述的涂覆层采用比坩埚壁和底部具有更高纯度的石英玻璃层，其厚度在0. Imm以上。
4.根据权利要求1所述的一种熔铝石英坩埚，其特征在于所述的坩埚侧剖面略成“U” 字形或者“V”字形，坩埚的上口外直径为400-800mm，底部外直径小于上口外直径，坩埚壁厚为10-30mm，底部厚度大于壁厚，高度为400-1200mm。
专利摘要本实用新型一种熔铝石英坩埚涉及的是与铝、锡、铅、锌、铜、镉等金属浇铸行业使用的中小型熔铝电炉配套的工业坩埚，具体涉及一种以较高纯度的石英砂熔制的熔铝石英坩埚。包括坩埚壁、底部和涂覆层，坩埚壁和底部为一整体结构，坩埚开口和底部均为圆形，坩埚壁与底部为圆弧形过渡，在坩埚壁和底部内表面上具有涂覆层。所述坩埚壁和底部采用纯度为99.5%以上二氧化硅的石英砂制成。所述的涂覆层为耐高温、耐腐蚀、表面光洁度高的涂覆层。所述的涂覆层采用0.01-0.2mm厚度的氧化钡或氧化锆涂层。所述的涂覆层采用比坩埚壁和底部具有更高纯度的石英玻璃层，其厚度在0.1mm以上，该石英玻璃层的二氧化硅含量为99.99%。
文档编号F27B14/10GK202254799SQ20112031293
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者杜建中 申请人:江苏阳山硅材料科技有限公司