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驗出的主要產品，同時也生產硅碳棒等產品。
    氮化硅作為高級耐火材料，具有低的熱膨脹系數，耐熱沖擊性能好、高溫力學性能高和抗金屬侵蝕能力強等優點。氮化硅熔點1900℃，熱膨脹系數2.5×10-6/K，對許多金屬不潤濕。純氮化硅升液管比鈦酸鋁升液管具有更優異的抗熱震性能和耐溫能力，使用壽命長但是價格昂貴。

氮化硅升液管，價格昂貴，但是非常耐用，據說做的好的壽命14個月+；采用氮化硅結合碳化硅的升液管正常情況連續作業下使用壽命大于30天，使用性價比高。

為什么有人說氮化硅是鑄造行業最好的升液管材料？

粉體從業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。鋁在工程應用中極具競爭力，一般是采用砂型?；蚪饘倌⒓訜釣橐簯B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→轉爐→精配合金→鋁液精煉→精密過濾→鑄造→均質→鋸切。

鋁合金產品

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，其優點表現在以下幾個方面：

①液體金屬充型比較平穩；

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

③鑄件組織致密，機械性能高；

④提高了金屬液的工藝收得率。

而在低壓鑄造機上，氧化硅升液管是非常關鍵部件之一，它的性能直接影響鑄件的質量和生產效率。使用時，升液管安裝于低壓鑄造機上，下端插入合金熔煉裝置內，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、發動機缸蓋等零部件的鑄造。

鋁合金低壓鑄造機

由于在連續生產中，升液管要不斷反復地收到空氣壓力大小變化的沖擊和熔液上下流動的冷熱沖擊，這時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，合金溶液對其侵蝕嚴重，導致鑄件污染，影響產品質量。非金屬升液管中，石墨材料的抗氧化性差、耐磨性差，壽命短；鈦酸鋁材質的升液管強度不高，抗熱沖擊性不及氮化硅結合碳化硅材質的；氮化硅結合碳化硅質升液管強度高、抗熱震性好、耐鋁水侵蝕，但氣密性較差。

而氮化硅(Si3N4)陶瓷具有高強度、高硬度及耐高溫等性能，硬度可達HRA91~93；熱硬性好，能承受1300~1400℃的高溫；與碳和金屬元素化學反應較小導致其摩擦系數較低；具有自潤滑性，因此耐磨損；抗腐蝕能力較強，除了氫氟酸以外，它不與其它無機酸發生反應，高溫時還具有抗氧化能力；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碎裂；氮化硅陶瓷高溫蠕變小，在高溫和固定負載的作用下，所產生的緩慢塑性形變很小。

各種氮化硅陶瓷產品

此外，Si3N4陶瓷還具有高比強、高比模、高熱導率、優良的電學性能等優點，因此在高溫、高速、強腐蝕介質等極限環境下具有特殊的應用價值，被譽為是結構陶瓷家族中綜合性能最為優良的一類，理所當然的也成為了制備升液管的理想材料。

氮化硅升液管的優勢

氮化硅升液管的優勢很明顯，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熱膨脹系數低，優異的導熱性；

③抗熱震穩定性優異，熱沖擊性強，不炸裂；

④抗氧化，使用壽命長。

氮化硅升液管

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

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秀性能，使用以它為原料制備的升液管在提高鑄件質量的同時，還能夠顯著降低低壓鑄造的運行成本。從行業數據來看，氮化硅升液管的使用壽命是傳統升液的5-20倍，因此可以大大減少升液管的更換次數，充分保證了生產的連續化和自動化，非常適用于煉鋁行業，有色冶煉行業等。

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