專利名稱：：鍛造大型鍛件用保溫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于保溫材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及鍛造大型鍛件用保溫材料。
背景技術(shù)：
：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，裝備制造業(yè)中需要鍛造的大型、特大型鍛件的數(shù)量越來(lái)越多，這些鍛件的鍛造成功不僅關(guān)系到企業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)步，而且會(huì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全產(chǎn)生重大影響。如特大型軋機(jī)高鉻支承輥、核電反應(yīng)堆主管道、超超臨界轉(zhuǎn)子等等。由于這些鍛件的噸位重達(dá)數(shù)百噸最高可達(dá)650噸，長(zhǎng)度可達(dá)20米以上。要保證這些鍛件制造成功，需要解決眾多的技術(shù)難題，其中鍛件鍛造過(guò)程中的保溫就是眾多技術(shù)難題中的一個(gè)最為關(guān)鍵的難題。溫度是鍛件成形的決定性參數(shù)，每種材料鍛造時(shí)都有一定的溫度范圍，鍛件只有在這一溫度范圍內(nèi)才能順利變形，并得到優(yōu)良的金相組織，這一溫度范圍在鍛造
技術(shù)領(lǐng)域：
稱為鍛造溫區(qū)。鋼鐵等金屬材料在空氣中散熱速度很快，所以鍛件鍛造變形過(guò)程中溫度降低非?？欤ǔｅ懠冃紊形赐瓿啥臏囟染鸵呀档藉懺鞙貐^(qū)之外了。這樣就造成鍛件無(wú)法順利成形，或者勉強(qiáng)成形但產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證。對(duì)這個(gè)問(wèn)題現(xiàn)有技術(shù)的解決方案是將鍛件重新置于加熱爐中加熱到鍛造溫度然后再次鍛造，這樣雖然可以解決鍛件降溫后無(wú)法變形的問(wèn)題，但又會(huì)帶來(lái)很多新的問(wèn)題，如造成鍛件晶粒粗大，鍛件質(zhì)量不高，無(wú)法滿足用戶需要、變形操作困難等等。且鍛件在加熱爐中重新加熱對(duì)能源、設(shè)備都造成巨大的浪費(fèi)。除把溫度降低的鍛件再次放到爐中加熱外，現(xiàn)有的其它保溫技術(shù)對(duì)大型、特大型鍛件鍛造的鍛造變形過(guò)程都不適用。比如，對(duì)它不可能采用加熱模具的等溫鍛、因?yàn)榇笮?、特大型鍛件鍛造屬于自由鍛，模具加熱不適用也不可行；也不可能采用申請(qǐng)?zhí)枮?200520039486.6一種可粘貼絕熱棉"、申請(qǐng)?zhí)枮?86106477雙層包套擠壓鈦合金方法"等所述的包套加熱技術(shù)，因?yàn)樗鼘⒋蟠蠼档湾懠诩訜釥t中的加熱速度，而且這些鍛件的加熱鍛造溫度在120(TC以上，因此這些技術(shù)對(duì)解決本專利所述的技術(shù)問(wèn)題也不適用。中國(guó)專利CN1076921A公開了一種由粉煤灰、膨脹珍珠巖、海泡石、膨潤(rùn)土、水等組成的涂料；日本專利JP10310477公開了一種由海泡石、硅鈣石、高鋁水泥、無(wú)定型硅石、硅酸鋁纖維等組成的涂料。但這些涂料的成型機(jī)理與1200°C以上高溫鍛件的保溫要求不相適應(yīng)，或者是其中的粘結(jié)劑在高溫下失去作用，或者是涂料在高溫下無(wú)法成膜。不論是水性涂料或者溶劑型涂料與高溫鍛件接觸后都會(huì)吸收大量熱量產(chǎn)生氣體，水性涂料中的水相當(dāng)于對(duì)鍛件淬火，造成鍛件溫度降低對(duì)性能產(chǎn)生不利影響；溶劑型涂料中有機(jī)溶劑的大量蒸發(fā)將會(huì)污染環(huán)境，損害操作者的身心健康。因此目前急需開發(fā)一種適用于鍛造溫度高的大型、特大型鍛件自由鍛過(guò)程中的保溫材料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍛造大型鍛件用保溫材料，該保溫材料能夠滿足120(TC以上高溫鍛件的保溫需求。所述保溫材料按重量份計(jì)由保溫填料4075份、高溫粘結(jié)劑1545份、高溫交聯(lián)劑1.05份、發(fā)泡劑0.310份和助劑0.011.5份組成。其中，保溫填料為蛭石、膨脹珍珠巖、空心微珠、工業(yè)氧化鋁、高嶺土、Si02微粉中的至少一種。優(yōu)選的保溫填料的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為二氧化硅4849.5%，三氧化二鋁4849.5%，三氧化二鐵01%，鉀、鈉、鈣和鎂氧化物的含量01%。最優(yōu)的保溫填料中的非晶相材料占總重的65%?？招奈⒅?Microsphere)主要成分是二氧化硅和三氧化二鋁，經(jīng)過(guò)140(TC高溫?zé)品诌x而成，直徑在51000微米之間，其直徑越大，空心率越高，反之則越小?？招奈⒅橥庥^為灰白色，是一種松散、流動(dòng)性好的粉體材料?；野卓招牟Ａ⒅樘攸c(diǎn)為隔音性、阻燃性、電絕緣性好，密度小，吸油率低，并且強(qiáng)度高。廣泛用于油墨、膠粘劑、工程塑料、改性橡膠、電器絕緣件中。高溫粘結(jié)劑為硅酸鈉、磷酸鋁、磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀、氫氧化鋁、四硼酸鈉中的至少一種。發(fā)泡劑為鋸末、聚苯乙烯空心微球、膨脹石墨、碳酸鈉、氯化銨、硝酸銨中的至少一種。膨脹石墨、氯化銨的粒度320目750目。高溫交聯(lián)劑為尿素、三聚氰胺、多聚磷酸銨、磷酸氫一銨、磷酸氫二銨中的至少一種。助劑為面粉、三氟化鋁、氟硅酸鋁中的至少一種。本發(fā)明的保溫材料能夠在大型、特大型鍛件的鍛造過(guò)程實(shí)現(xiàn)保溫，保溫材料可以通過(guò)空氣噴涂、高壓無(wú)氣噴涂或靜電噴涂裝置噴射到從加熱爐中取出的大型、特大型鍛件需要保溫的部位上。保溫材料中的高溫粘結(jié)劑將保溫填料粘結(jié)在鍛件表面形成粘結(jié)物，高溫交聯(lián)劑使粘結(jié)物具有一定的強(qiáng)度和韌性；發(fā)泡劑和助劑使粘結(jié)物的內(nèi)部形成蜂窩狀的孔狀組織，從而在鍛件表面形成導(dǎo)熱系數(shù)<0.1W/mXK的高效保溫層。鋼的導(dǎo)熱系數(shù)在40W/mXK以上，因此本發(fā)明的保溫材料使鍛件的散熱速度降低了400倍以上。當(dāng)熱量從保溫材料的高溫面向低溫面?zhèn)鬟f時(shí)，若保溫材料中沒(méi)有氣孔，傳熱過(guò)程為固相中的傳導(dǎo)，當(dāng)材料中有氣孔時(shí)，可能的傳熱路線有兩條，一條仍然是通過(guò)固相傳遞，但其傳熱方向發(fā)生變化，總的傳熱路線大大增加；另一條路線是通過(guò)氣孔內(nèi)氣體傳熱，其中包括高溫固體表面對(duì)氣體的輻射與對(duì)流給熱、氣體本身的對(duì)流傳熱、熱氣體對(duì)低溫固體表面的輻射及對(duì)流給熱以及熱固體表面和冷表面之間的輻射傳熱。由于通過(guò)氣孔傳熱阻力較大，傳熱速度大大降低。因此使用發(fā)泡劑高溫下在附著于鍛件表面的材料內(nèi)部形成蜂窩狀的孔狀組織以得到優(yōu)良的保溫效果是非常必要的；由于纖維材料的傳熱過(guò)程與多孔材料相似，所以本發(fā)明在保溫材料中添加膨脹石墨對(duì)于進(jìn)一步提高材料的保溫效果具有重要的作用。本發(fā)明的保溫材料不含有任何液體成分，在鍛件表面形成保溫層的過(guò)程中也不產(chǎn)生任何揮發(fā)性氣體，所以它不會(huì)污染環(huán)境，不損害使用者的身心健康，是一種環(huán)保型的保溫材料。具體實(shí)施例方式本發(fā)明保溫材料的組成比例按重量份計(jì)為750目蛭石1015工業(yè)氧化鋁微粉510膨脹珍珠巖510Si02微粉2040聚苯乙烯空心微球O.25磷酸氫二銨1.05硅酸鈉1030磷酸鋁515膨脹石墨0.15氟硅酸鋁0.011.5所述蛭石為粒度小于300目，按重量比計(jì)TFe含量〈1.5%的微粉。工業(yè)氧化鋁微粉按重量比計(jì)三氧化二鋁含量>98%，F(xiàn)e203<0.5%，粒度320目Si02微粉按重量比計(jì)Si02含量^97X，F(xiàn)e203〈0.5%;粒度320目750目。上述原料經(jīng)烘烤干燥后、按照比例稱量，再依次置于V形混合機(jī)中混合、分散均勻即得鍛造大型鍛件用保溫材料。其操作過(guò)程是把需要混合的物料通過(guò)人工加料投放到"V"形筒內(nèi)，上好筒蓋，啟動(dòng)電源，開起設(shè)備。"V"形筒及攪拌葉片同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的"V"形筒使筒體內(nèi)物料產(chǎn)生紊亂翻滾混合，高速旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片打碎結(jié)團(tuán)物料，使物料在筒體內(nèi)快速混合。V形混合機(jī)工作過(guò)程無(wú)死角，無(wú)沉積，可使混合的物料快速達(dá)到均勻一致的效果。V形混合機(jī)用于各種粉狀、粒狀物料的均勻混合，具有很高的混合度，對(duì)配方中添加量很少的氟硅酸鋁、聚苯乙烯空心微球等添加量很少的配料能保證達(dá)到較好的混合度。然后通過(guò)噴涂裝置把這些保溫材料噴射到鍛件上需要保溫的部位，即可得到需要的保溫效實(shí)施例1原料種類及用量(單位為公斤)蛭石10工業(yè)氧化鋁微粉5膨脹珍珠巖5Si02微粉20聚苯乙烯空心微球0.2磷酸氫二銨1.0硅酸鈉10磷酸鋁5膨脹石墨0.5氟硅酸鋁0.01上述原料經(jīng)烘烤干燥后、按照比例稱量，再依次置于V形混合機(jī)中混合、分散均勻即得鍛造大型鍛件用保溫材料。實(shí)施例2原料種類及用量(單位為公斤)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>即得鍛造大型鍛件用保溫材料。試驗(yàn)例通過(guò)噴涂裝置分別把實(shí)施14制得的保溫材料噴涂到在材質(zhì)為42CrMo、尺寸為直徑200cm、長(zhǎng)度200cm的樣件上需要保溫的部位，形成保溫層，噴涂時(shí)樣件的溫度為120(TC。表1是制得的保溫層的性能參數(shù)，說(shuō)明本發(fā)明的保溫材料噴涂后能夠得到需要的保溫效果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于按重量份計(jì)所述保溫材料是由保溫填料40～75份、高溫粘結(jié)劑15～45份、高溫交聯(lián)劑1.0～5份、發(fā)泡劑0.3～10份和助劑0.01～1.5份組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于所述高溫粘結(jié)劑為硅酸鈉、磷酸鋁、磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀、氫氧化鋁、四硼酸鈉中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于所述發(fā)泡劑為鋸末、聚苯乙烯空心微球、膨脹石墨、碳酸鈉、氯化銨、硝酸銨中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于所述高溫交聯(lián)劑為尿素、三聚氰胺、多聚磷酸銨、磷酸氫一銨、磷酸氫二銨中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于所述助劑為面粉、三氟化鋁、氟硅酸鋁中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于所述保溫填料為蛭石、膨脹珍珠巖、空心微珠、工業(yè)氧化鋁、高嶺土、Si(^微粉中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于保溫填料的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為二氧化硅4849.5%，三氧化二鋁4849.5%，三氧化二鐵01%，鉀、鈉、f丐和鎂氧化物的含量01%。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于所述保溫填料中非晶相材料占總重的65%。9.根據(jù)權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述的鍛造大型鍛件用保溫材料，其特征在于它是由以下原料按重量份組成蛭石1015工業(yè)氧化鋁微粉510膨脹珍珠巖510Si02微粉2040聚苯乙烯空心微球0.25磷酸氫二銨1.05硅酸鈉1030磷酸鋁515膨脹石墨0.15氟硅酸鋁0.011.全文摘要本發(fā)明屬于保溫材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及鍛造大型鍛件用保溫材料。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠滿足1200℃以上高溫大型鍛件保溫需求的保溫材料。所述保溫材料由保溫填料40～75份、高溫粘結(jié)劑15～45份、高溫交聯(lián)劑1.0～5份、發(fā)泡劑0.3～10份和助劑0.01～1.5份組成。本發(fā)明的保溫材料不含任何液體成分，在形成保溫層的過(guò)程中不產(chǎn)生任何揮發(fā)性氣體。本發(fā)明的保溫材料通過(guò)空氣噴涂、高壓無(wú)氣噴涂或靜電噴涂裝置噴射到鍛件需要保溫的部位上，在鍛件表面能夠形成導(dǎo)熱系數(shù)＜0.1W/m×K的高效保溫層。文檔編號(hào)C04B35/66GK101700982SQ200910310978公開日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日發(fā)明者任春媚,李丹,白敏,陳曉慈申請(qǐng)人:二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司