阅读说明：本技术 一种反应烧结碳化硅带筋横梁及其专用挤出模具和制备方法 (reaction-sintered silicon carbide ribbed beam and special extrusion die and preparation method thereof ) 是由 张怀顺 刘文宾 杜春华 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种反应烧结碳化硅带筋横梁及其专用挤出模具和制备方法,所述横梁的横截面为框形结构,所述框形结构的内部设有一加强立筋,由两个立面承重变为三个立面承重；所述专用挤出模具包括模具本体,所述模具本体包括外模和芯模,所述外模的内部为中空结构,所述中空结构位于出口端的横截面为矩形,所述中空结构位于入口端的纵截面为喇叭形；所述芯模的一端为固定端,另一端设有两个分叉,两个所述分叉的横截面为矩形,两个所述分叉之间的条形空间形成了所述横梁的立筋；并采取挤出成型工艺制备；本发明的优点在于：坯体结构合理,密度高壁厚均匀；坯体干燥均匀不开裂；制品密度高,抗弯强度高；耐高温1250℃长期使用不变形。(the invention discloses a reaction sintering silicon carbide ribbed beam, a special extrusion die and a preparation method thereof, wherein the cross section of the beam is a frame-shaped structure, a reinforcing vertical rib is arranged inside the frame-shaped structure, and the vertical face bearing is changed from two vertical face bearing to three vertical face bearing; the special extrusion die comprises a die body, the die body comprises an outer die and a core die, the inner part of the outer die is of a hollow structure, the cross section of the hollow structure at the outlet end is rectangular, and the longitudinal section of the hollow structure at the inlet end is horn-shaped; one end of the core mold is a fixed end, the other end of the core mold is provided with two branches, the cross sections of the two branches are rectangular, and the bar-shaped space between the two branches forms a stud of the beam; and is prepared by adopting an extrusion molding process; the invention has the advantages that: the blank body has reasonable structure, high density and uniform wall thickness; the blank is dried uniformly and does not crack; the product has high density and high bending strength; high temp. 1250 deg.C, and no deformation after long-term use.)

一种反应烧结碳化硅带筋横梁及其专用挤出模具和制备方法

技术领域

本发明涉及一种承重横梁，用于泡沫陶瓷窑炉的窑车承重主梁，具体地说是一种反应烧结碳化硅带筋横梁及其专用挤出模具和制备方法，属于烧结碳化硅承重横梁领域。

背景技术

承重横梁是用于电瓷、日用瓷、卫生瓷、微晶玻璃、泡沫陶瓷等各种窑炉的窑车支架，它起着重要的承重作用，各种付梁、棚板、被烧制品都在他的支撑下完成烧结。

发明内容

本发明的目的在于，设计了一种反应烧结碳化硅带筋横梁及其专用挤出模具和制备方法，得到的承重横梁能够承重超过国标25％且在1250℃高温下长期使用。

本发明的技术方案为：

一种反应烧结碳化硅带筋横梁，所述横梁的横截面为框形结构，所述框形结构的内部设有一加强立筋，由两个立面承重变为三个立面承重；能够防止变形，提高了结构强度。

其中，所述横梁为挤出成型结构。

进一步的，所述加强立筋宽度为8mm。

生产时，把所需的各种原材料混合在一起，放到捏合机内添加粘合剂和水进行捏合，再把捏合好的泥状料放到挤出机内，把挤出模具安装在挤出机出料口处，料泥在挤出机螺旋力的作用下通过挤出模具把所需的方梁坯体挤压出来。

用于上述反应烧结碳化硅带筋横梁的专用挤出模具，包括模具本体，所述模具本体包括外模和芯模，所述外模的内部为中空结构，所述中空结构位于出口端的横截面为矩形，所述中空结构位于入口端的纵截面为喇叭形，便于挤出物料的添加；所述芯模的一端为固定端，设有固定螺纹，另一端设有两个分叉，两个所述分叉的横截面为矩形，两个所述分叉之间的条形空间形成了所述横梁的立筋，横梁在外模和芯模之间被挤压成型。

进一步的，所述分叉的始端设有挤出料入口，所述挤出料入口为倾斜面结构，且宽度逐渐减小，深度逐渐增大，最小宽度与两个所述分叉之间的间距相等。

更进一步的，所述挤出料入口的始端宽度为20mm，末端宽度为8mm。

更进一步的，所述挤出料入口设有两个，分别设置在所述芯模的两侧，从而解决了周边和中间筋挤出走料同步问题，如不同步会造成坯体裂纹，内筋同周边密度不一致。

上述反应烧结碳化硅带筋横梁的制备方法，所述制备方法采用挤出成型工艺，具体包括以下步骤：

（1）把反应烧结碳化硅带筋横梁所需的各种原料混在一起进行混合；

（2）将混合好的料放到捏合机内添加粘结剂和去离子水进行捏合直到捏合为泥状；

（3）将捏合好的泥状料放到挤出机进料仓内进行挤出，在螺旋轴旋转力的推动下将料泥通过模具推出形成横梁坯体；

（4）挤出的坯体通过烧烤后，再装到1750℃的高温真空烧结炉内进行高温真空烧结到所需温度，停炉降温300℃冷却后出炉，即得到所需的成品方梁；

（5）出炉的制品经毛砂清理及承载力试验后再经打磨后喷砂处理。

出料同步的关键是模具处理，即8mm的筋，尾部进料端由20mm宽聚集到8mm宽，这样就能够有足够的料泥到筋的位置后在旋转力的作用下通过模具挤出。

本发明采取挤出成型工艺：为了使挤出时周边与中间筋出料同步，把模内芯中间筋的8mm空间的后部开为20mm宽而且后部深、前部浅，达到进料充足，达到了中间筋与周边出料同步，进而使坯体密度均匀。

进一步的，所述步骤（3）得到的横梁坯体采用吹蒸汽干燥进行内壁处理，解决坯体干燥均匀的问题，因横梁内2个孔的空间较小，内孔空气不流动造成和外表面干燥不同步产生坯体裂纹。

更进一步的，所述坯体的干燥方法为：将挤出的坯体放到干燥料架上，把每支横梁的两个长方孔内分别***一根细管通上蒸汽；放在室内干燥，来解决内外表面干燥不同步问题并由于干燥不同步带来的坯体裂纹问题。通气24小时后停止通汽入低温烘烤房，在40℃-50℃之间干燥30小时后再转入高温烘烤房，60℃-70℃烘烤24小时后即可取出坯体烧结。

本发明的优点在于：坯体结构合理，密度高壁厚均匀；坯体干燥均匀不开裂；制品密度高，抗弯强度高；耐高温1250℃长期使用不变形。

下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例一种反应烧结碳化硅带筋横梁的横截面图；

图2为本发明实施例反应烧结碳化硅带筋横梁的专用挤出模具外模的纵截面图；

图3为图2在A-A面的横截面图；

图4为本发明实施例反应烧结碳化硅带筋横梁的专用挤出模具芯模的结构示意图；

图中：

1-横梁，2-框形结构，3-加强立筋，4-立面，11-外模，12-芯模，13-中空结构，14-出口端，15-喇叭形，16-固定端，17-分叉，18-条形空间，19-挤出料入口。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例，如图1所示，一种反应烧结碳化硅带筋横梁，所述横梁1的横截面为框形结构2，所述框形结构2的内部设有一加强立筋3，由两个立面4承重变为三个立面4承重；能够防止变形，提高了结构强度。

所述横梁为挤出成型结构。所述加强立筋宽度为8mm。

生产时，把所需的各种原材料（传统原料：3-10微米微粉、3-5微米碳粉）混合在一起，放到捏合机内添加粘合剂（传统粘结剂）和水进行捏合，再把捏合好的泥状料放到挤出机内，把挤出模具安装在挤出机出料口处，料泥在挤出机螺旋力的作用下通过挤出模具把所需的方梁坯体挤压出来。

如图2-4所示，用于上述反应烧结碳化硅带筋横梁的专用挤出模具，包括模具本体，所述模具本体包括外模11和芯模12，所述外模11的内部位中空结构13，所述中空结构13位于出口端14的横截面为矩形，所述中空结构13位于入口端14的纵截面为喇叭形15，便于挤出物料的添加；所述芯模12的一端（入口端）为固定端16，设有固定螺纹，另一端（出口端）设有两个分叉17，两个所述分叉17的横截面为矩形，两个所述分叉17之间的条形空间18形成了所述横梁的立筋3，横梁在外模和芯模之间被挤压成型。

所述分叉17的始端设有挤出料入口19，所述挤出料入口19为倾斜面结构，且宽度逐渐减小，深度逐渐增大，最小宽度与两个所述分叉17之间的间距相等。所述挤出料入口的始端宽度为20mm，末端宽度为8mm。所述挤出料入口18设有两个，分别设置在所述芯模的两侧，从而解决了周边和中间筋挤出走料同步问题，如不同步会造成坯体裂纹，内筋同周边密度不一致。

上述反应烧结碳化硅带筋横梁的制备方法，所述制备方法采用挤出成型工艺，具体包括以下步骤：

（1）把反应烧结碳化硅带筋横梁所需的各种原料（常规配置）混在一起进行混合；

（2）将混合好的料放到捏合机内添加粘结剂（传统粘结剂）和去离子水进行捏合直到捏合为泥状；

（3）将捏合好的泥状料放到挤出机（挤出压力7-9Kg）进料仓内进行挤出，在螺旋轴旋转力的推动下将料泥通过模具推出形成横梁坯体；

（4）挤出的坯体通过烧烤后，再装到1750℃的高温真空烧结炉内进行高温真空烧结到所需温度，停炉降温（300℃）冷却后出炉，即得到所需的成品方梁；

（5）出炉的制品经毛砂清理及承载力试验后再经打磨后喷砂处理。

出料同步的方法关键是模具处理，即8mm的筋，尾部进料端由20mm宽聚集到8mm宽，这样就能够有足够的料泥到筋的位置后在旋转力的作用下通过模具挤出。

本发明采取挤出成型工艺：为了使挤出时周边与中间筋出料同步，把模内芯中间筋的8mm空间的后部开为20mm宽而且后部深、前部浅，达到进料充足，达到了中间筋与周边出料同步，进而使坯体密度均匀。

所述步骤（3）得到的横梁坯体采用吹蒸汽干燥进行内壁处理，解决坯体干燥均匀问题，因横梁中间2个孔的空间只有10x69的长方孔3600mm长，内孔空气不流动造成和外表面干燥不同步产生坯体裂纹。

所述坯体的干燥方法为：将挤出的坯体放到干燥料架上，把每支横梁的两个10x69的长方孔内分别***一根细管通上蒸汽。放在室内自然干燥，来解决内外表面干燥不同步问题并由于干燥不同步带来的坯体裂纹问题。通气24小时后停止通汽入低温烘烤房，在40℃-50℃之间干燥30小时后再转入高温烘烤房，60℃-70℃烘烤24小时后即可取出坯体烧结。

利用本发明所产生的横梁经测试对比指标如下：

指标	单位	本实施例	传统做法
				坯体密度	g/cm³	2.16	2.15
制品密度	g/cm³	3.05	0.645
				抗弯强度	每支集中力kg	197	275
碳化硅含量	%	85.5	85

以上数据对比可以看出，本发明所制得的横梁比传统工艺所制得的产品抗弯强度有明显的提高，解决了用户所提出的难题，为泡沫陶瓷生产厂家节约大量的窑具费用。

经检测，本发明所得到的坯体密度达到2.16g/cm³以上。烧结成制品密度达到3.05g/cm³,抗弯强度单支集中力达到260kg。

窑车承重主梁每支要求承重集中力为260公斤，该横梁的规格为45x85x8x3600mm，按照国家标准该横梁的理论承重为197kg。

本发明中所用原料均为本领域生产中常用原料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；本发明中所采用的各种设备，均为本领域生产工艺中使用的常规设备，且各设备的操作、参数等均按照常规操作进行，并无特别之处。