石墨坩埚相关知识

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1、日本金鹏石墨坩埚相关知识(一)石墨坩埚的材质种类　　石墨坩埚的材质大体可分为人造石墨、石墨-粘土材质(claybonded)和石墨-炭化硅材质(carbonbonede)。人造石墨坩埚是以石墨电极素材加工而成。　　石墨-粘土材质坩埚，是以天然鳞片石墨(crystalgraphite)和粘土(clay)为主要成分。现在仅在铸铁、铸钢高温熔解和贵金属等少量熔解时使用。　　石墨-炭化硅材质坩埚，是以天然鳞片石墨和炭化硅(silicon-carbide)为主要成分。在铜合金和铝合金等有色金属熔解的大部分都使用该材质的坩埚。在1955年，日本坩埚株式会社首次在日本开发、生产了石墨-炭化硅材质坩埚。该材质

2、坩埚、与石墨-粘土材质比较，因具有优良的耐久性，逐渐被其代替。现在石墨-炭化硅材质坩埚的需求量已占整体的97%左右。(二)石墨坩埚的特性　　石墨坩埚在原材料、制造等方面都采取了尽可能的手段，来满足在残酷条件下的使用。　　主要特性列举如下：　　（1）高热传导性：因使用了热传导性较高的石墨等原材料，缩短了熔解时间；　　（2）耐热冲击性：耐热冲击性能强，对于急冷急热，不易破裂；　　（3）高耐热性：耐火度高，可耐1200～1600℃高温；　　（4）抗浸蚀性：对抗熔汤的侵蚀性强；　　（5）抗机械性冲击：具有一定的抗机械性冲击的强度（熔材的投入时等）；　　（6）抗氧化性：石墨在氧化气雾中的高温时容易氧化，

3、因进行了防止氧化处理，氧化消耗较少；　　（7）抗粘连性：因为石墨有不易与熔汤粘连的特性，熔汤的浸透和附粘少；　　（8）金属污染非常少：因为没有混入污染熔汤的不纯物，金属污染极少；　　（9）耐集渣剂(除渣剂)影响：有良好的耐集渣剂(除渣剂)影响性能。(三)石墨坩埚形状及容量　　在日本，1950年公布的日本工业规格（JIS）中定义了有关坩埚的形状、容量。这是对粘土-石墨坩埚的JIS规定，对于石墨-炭化硅材质的坩埚，也是参照该规定进行制造生产的。　　有关容量，用JIS中所规定的『番』（#）来表示，定义1番（1#）相当于熔解1KG黄铜的容量。由此可推算#300的石墨坩埚熔铜约为300KG。按铝合金的比

4、重差换算，同等石墨坩埚熔铝约为100KG。　　形状根据用途，大致可分为：　　1、标准型：外口径与高度之比约为0.7～0.8比1。容量有#8～#4500。　　2、长型：比标准型更为细长型，外口径与高度的比例约为0.6～0.7比1。容量上有#15～#620。　　3、碗型：外口径比较大，口径与高度的比例约为1：1。容量有#250～#5200。最大的可一次熔解铝合金约1.5吨。　　4、带嘴型：与长型坩埚接上出汤槽的形状接近。容量有#50～#1800。　　5、电炉型：圆筒形而且比较细长，外口径与高度的比例约为0.6：1。容量有#60～#5000。(四)石墨坩埚的用途　　使用坩埚，最适合多种类少数量的合金

5、熔解。也就是说要想改变合金的种类时，只需要交换石墨坩埚即可。其他的熔解方法像反射炉和非坩埚式感应炉进行熔解时，适合于单一合金的大量熔解，如果变换熔解合金种类时，如果不更换内衬的耐火材料，会发生金属污染。　　以下讲述占大多数使用石墨坩埚的铜合金和铝合金熔解用坩埚。　　1）铜合金熔解用坩埚　　对于铜和铜合金来说，重要的是迅速（快速）熔解。因铜在高温中容易氧化，时间拖长，熔汤被氧化，会造成铸件品质不良原因的发生。当然坩埚炉的燃烧气雾的调整也是重要的，从石墨坩埚的形状来看，长型的吸热性好，可以缩短熔解时间。但考虑到在从定置陆中用汤匙舀出熔汤作业时，口部较小，有一定深度的长形也不能说有利。于是，能满足熔

6、解时间、作业性这两方面的标准型坩埚被广泛的采用。　　近年来，随着铸造工厂的环境设备不断完善，机械化程度的不断提高，油压可倾式坩埚炉也渐渐地被采用。特别是在高温熔解和比重较大的铜合金铸造工厂内，可倾式坩埚炉的普及率较高。　　电炉型坩埚，在高（中）频感应炉、低频感应炉中被使用，在炉内壁与坩埚之间充填干式耐火材料。对于高频感应炉，一般使用#100～#1500左右的石墨坩埚较多，对于低频感应炉，使用#1000以上的大型坩埚。　　对于铜合金用坩埚，在生产过程中也特别留意在1100℃～1250℃的高温时熔汤的耐蚀性和在炉内高温雾团中的耐热冲击性。　　2）轻金属合金熔解用坩埚　　在轻金属的熔解中，占有相同高

7、的比例是铝合金压铸及铝合金铸件的熔解，一部分是锌合金的熔解。　　对于铝合金的使用坩埚进行熔解时，有投入冷材，一次全部将熔汤使用完的单炉熔解方式，也有一边舀出熔汤，在适当的时候补填冷材的熔解兼保温方式、还有接受在集中熔解炉熔解后的熔汤，只进行保温等各种方式。单炉熔解和熔解兼保温方式，适用于铝合金铸件。铝合金铸件因讨嫌H2的吸收和氧化物的混入，需要使用比较大的汤勺静静地舀出熔汤，因此使用口部较大的标准