專利名稱：一種復合硅酸鋁纖維堵套及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁及鋁合金熔體鑄造領(lǐng)域，具體的說，是一種復合硅酸鋁纖維堵套， 以及這種堵套的制備方法。
背景技術(shù)：
堵套是鋁及鋁合金棒鑄造過程使用的一個重要部件，其主要作用是在鋁及鋁合金鑄造中堵住鋁液控制鋁液流量。
目前，現(xiàn)有的堵套生產(chǎn)廠家較少，制做的材質(zhì)也都為石棉質(zhì)或粘土質(zhì)，成型方法為靠纏繞法或粘附法，采用的生產(chǎn)工藝多為較落后的全手工工藝，因此生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品外觀差異大，質(zhì)量也參差不齊。而且這類堵套在鋁及鋁合金鑄造過程中，使用操作繁瑣、材料浪費嚴重，并且安全性能差，不能很好地起到堵住鋁液和控制流量的目的。另一方面，石棉質(zhì)堵套產(chǎn)品耐溫性能差，形狀不易控制且不規(guī)則，使用及制作對人體傷害大；粘土質(zhì)堵套材質(zhì)疏散，強度不高，使用易掉渣，使用過程還易帶入夾渣，因此現(xiàn)有堵套都有待于作進一步的改進。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高強度、高韌性、低密度、耐高溫并采用一次性真空吸附成型的復合硅酸鋁纖維堵套及其制備方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種復合硅酸鋁纖維堵套，所述堵套組份的質(zhì)量百分比為SiO2 40%-50%，Al2O3 25%-35%, ZrO2 14%_20%，MgO 3. 5%-5. 0%, TiO2 1.0%_1.5%，其它 0. 5%_1· 5%。
本發(fā)明還公開了上述復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，采用一次性真空吸附成型工藝，具體包括以下步驟(1)將硅酸鋁纖維棉和高純氧化鋯纖維棉倒入蓄有水的打漿池中，開啟電動機水泵循環(huán)系統(tǒng)，將纖維棉混合攪拌均勻；(2)依次換掉打漿池中水，將復合纖維棉反復清洗，然后將其抽入陳放間，陳放20-24 小時，濾去多余水分；(3)將陳放好的復合纖維棉取出，倒入反應(yīng)池中，依次加入纖維軟化劑、漿料懸浮劑、粘結(jié)劑和水，混合均勻；(4)將反應(yīng)池中的漿料抽至容器中，利用堵套成型模具，開啟真空泵，將漿料吸附在模具表面制成毛坯，再用配套的金屬套筒打磨毛坯表面，然后關(guān)閉真空泵，將坯體取出；(5)將堵套坯體放置于鐵架上，推入電烘干房內(nèi)烘干，烘干溫度設(shè)定為180°C-200 烘干時間為8-10小時；(6)將干燥好的堵套拉出烘房，冷卻后按固定數(shù)量套好，裝箱。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(1)中的硅酸鋁纖維和高純氧化鋯纖維的重量比為2:1-4:1。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(1)中的打漿池采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，池內(nèi)設(shè)有不銹鋼葉輪旋轉(zhuǎn)機，可將纖維棉打碎混合均勻。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(2)中的陳放間底部采用柵格排水設(shè)計。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(3)中的纖維軟化劑采用工業(yè)級輕質(zhì)氧化鎂； 所述氧化鎂純度大于95%。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(3)中的漿料懸浮劑采用硅微粉；所述硅微粉的粒徑為1000目。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(3)中的粘結(jié)劑采用硅溶膠、耐火白膠中的至少一種。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(3)中的纖維軟化劑加入10-30份，漿料懸浮劑加入15-35份，粘結(jié)劑加入40-60份，再加入水200-300份，均為重量配比。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(4)中的堵套成型模具為合金鋁材質(zhì)，其模具壁上開設(shè)有排水小孔。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有產(chǎn)品的缺陷，首先從工藝上改進了堵套的生產(chǎn)質(zhì)量，由于采用一次性真空吸附成型工藝，通過控制真空壓力來生產(chǎn)堵套，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品外觀均一性都得到了大大提高。此外，本產(chǎn)品所采用的材質(zhì)除了硅酸鋁纖維，添有高純氧化鋯纖維，因而復合成一種高強度、高韌性、低密度、耐高溫的復合型硅酸鋁纖維堵套。
具體實施方式
本發(fā)明鋁及鋁合金鑄造用復合硅酸鋁纖維堵套采用硅酸鋁陶瓷纖維和高純氧化鋯纖維材料，因此具有高的強度、高的韌性、良好的耐高溫性能和耐腐蝕性能。堵套的各組分質(zhì)量百分比為SiO2 40%-50%，Al2O3 25%-35%, ZrO2 14%_20%，MgO 3. 5%-5. 0%, TiO2 1. 0%-1. 5% 其它 0. 5%-1. 5%ο
下面通過具體實施例來詳細描述本發(fā)明。
實施例1 a)按2:1比例將硅酸鋁纖維棉和高純氧化鋯纖維棉倒入蓄有水的打漿池中，開啟電動機水泵循環(huán)系統(tǒng)，將纖維棉混合攪拌均勻；b)換掉打漿池中水二次，將復合纖維棉清洗三遍，然后將其抽入陳放間，陳放20小時， 濾去多余水分；c)將陳放好的復合纖維棉取出，倒入反應(yīng)池中，依次按重量配比加入氧化鎂10份、硅微粉35份、硅溶膠55份，然后再加水200份，混合均勻；d)將反應(yīng)池中的漿料抽至容器中，利用堵套成型模具，開啟真空泵，將漿料吸附在模具表面制成毛坯，再用配套的金屬套筒打磨毛坯表面，然后關(guān)閉真空泵，將坯體取出；e)將堵套坯體放置于鐵架上，推入電烘干房內(nèi)烘干，烘干溫度設(shè)定為180°C，烘干時間為10小時；f)將干燥好的堵套拉出烘房，冷卻后按固定數(shù)量套好，裝箱。
實施例2:a)按3:1比例將硅酸鋁纖維棉和高純氧化鋯纖維棉倒入蓄有水的打漿池中，開啟電動機水泵循環(huán)系統(tǒng)，將纖維棉混合攪拌均勻；b)換掉打漿池中水二次，將復合纖維棉清洗三遍，然后將其抽入陳放間，陳放22小時， 濾去多余水分；c)將陳放好的復合纖維棉取出，倒入反應(yīng)池中，依次按重量配比加入氧化鎂25份、硅微粉15份、耐火白膠60份，然后再加水250份，混合均勻；d)將反應(yīng)池中的漿料抽至容器中，利用堵套成型模具，開啟真空泵，將漿料吸附在模具表面制成毛坯，再用配套的金屬套筒打磨毛坯表面，然后關(guān)閉真空泵，將坯體取出；e)將堵套坯體放置于鐵架上，推入電烘干房內(nèi)烘干，烘干溫度設(shè)定為190°C，烘干時間為8. 5小時；f)將干燥好的堵套拉出烘房，冷卻后按固定數(shù)量套好，裝箱。
實施例3 a)按4:1比例將硅酸鋁纖維棉和高純氧化鋯纖維棉倒入蓄有水的打漿池中，開啟電動機水泵循環(huán)系統(tǒng)，將纖維棉混合攪拌均勻；b)換掉打漿池中水二次，將復合纖維棉清洗三遍，然后將其抽入陳放間，陳放M小時， 濾去多余水分；c)將陳放好的復合纖維棉取出，倒入反應(yīng)池中，依次按重量配比加入氧化鎂30份、硅微粉30份、硅溶膠10份、耐火白膠30份，然后再加水300份，混合均勻；d)將反應(yīng)池中的漿料抽至容器中，利用堵套成型模具，開啟真空泵，將漿料吸附在模具表面制成毛坯，再用配套的金屬套筒打磨毛坯表面，然后關(guān)閉真空泵，將坯體取出；e)將堵套坯體放置于鐵架上，推入電烘干房內(nèi)烘干，烘干溫度設(shè)定為200°C，烘干時間為8小時；f)將干燥好的堵套拉出烘房，冷卻后按固定數(shù)量套好，裝箱。
采用一次性真空吸附成型的復合硅酸鋁纖維堵套，外觀均一，生產(chǎn)效率高；通過加入高純氧化鋯纖維，產(chǎn)品又具有高的強度、高的韌性、良好的耐高溫性能和耐腐蝕性能，并且由于堵套自身為含鋯硅酸鋁材質(zhì)，因此在鋁液鑄造過程中不會被鋁溶體侵蝕和滲透，保證鋁液不受雜質(zhì)污染。
最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的3種具體實施例。顯然，本發(fā)明并不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種復合硅酸鋁纖維堵套，其特征在于，所述堵套組份的質(zhì)量百分比為SiA 40%-50%，Al2O3 25%-35%, ZrO2 14%-20%, MgO 3. 5%-5. 0%, TiO2 1.0%_1.5%，其它 0. 5%_1· 5%。
2.一種制備權(quán)利要求1所述復合硅酸鋁纖維堵套的方法，其特征在于，采用一次性真空吸附成型工藝，具體包括以下步驟(1)將硅酸鋁纖維棉和高純氧化鋯纖維棉倒入蓄有水的打漿池中，開啟電動機水泵循環(huán)系統(tǒng)，將纖維棉混合攪拌均勻；(2)依次換掉打漿池中水，將復合纖維棉反復清洗，然后將其抽入陳放間，陳放20-24 小時，濾去多余水分；(3)將陳放好的復合纖維棉取出，倒入反應(yīng)池中，依次加入纖維軟化劑、漿料懸浮劑、粘結(jié)劑和水，混合均勻；(4)將反應(yīng)池中的漿料抽至容器中，利用堵套成型模具，開啟真空泵，將漿料吸附在模具表面制成毛坯，再用配套的金屬套筒打磨毛坯表面，然后關(guān)閉真空泵，將坯體取出；(5)將堵套坯體放置于鐵架上，推入電烘干房內(nèi)烘干，烘干溫度設(shè)定為180°C-200 烘干時間為8-10小時；(6)將干燥好的堵套拉出烘房，冷卻后按固定數(shù)量套好，裝箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(1) 中的硅酸鋁纖維和高純氧化鋯纖維的重量比為2 1-4 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(1) 中的打漿池采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，池內(nèi)設(shè)有不銹鋼葉輪旋轉(zhuǎn)機，可將纖維棉打碎混合均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(2) 中的陳放間底部采用柵格排水設(shè)計。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(3) 中的纖維軟化劑采用工業(yè)級輕質(zhì)氧化鎂；所述氧化鎂純度大于95%。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(3) 中的漿料懸浮劑采用硅微粉；所述硅微粉的粒徑為1000目。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(3) 中的粘結(jié)劑采用硅溶膠、耐火白膠中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟(3) 中的纖維軟化劑加入10-30份，漿料懸浮劑加入15-35份，粘結(jié)劑加入40-60份，再加入水 200-300份，均為重量配比。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復合硅酸鋁纖維堵套的制備方法，其特征在于，所述步驟 (4)中的堵套成型模具為合金鋁材質(zhì)，其模具壁上開設(shè)有排水小孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋁及鋁合金熔體鑄造領(lǐng)域，旨在提供一種復合硅酸鋁纖維堵套，以及這種堵套的制備方法。本發(fā)明的復合硅酸鋁纖維堵套，各組份的質(zhì)量百分比為SiO240%-50%，Al2O325%-35%，ZrO214%-20%，MgO3.5%-5.0%，TiO21.0%-1.5%，其它0.5%-1.5%；其制備方法采用一次性真空吸附成型工藝，通過控制真空壓力來生產(chǎn)堵套，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品外觀均一性都得到了大大提高。此外，本產(chǎn)品所采用的材質(zhì)除了硅酸鋁纖維，添有高純氧化鋯纖維，因而復合成一種高強度、高韌性、低密度、耐高溫的復合型硅酸鋁纖維堵套。
文檔編號C04B35/66GK102503453SQ201110311919
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月15日
發(fā)明者王建新, 王水富, 王煒, 王霞 申請人:杭州中亞新材料科技有限公司