免蒸壓工藝制備鑄鋁用硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)非金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄鋁用硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅酸鈣材料具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓和抗折強(qiáng)度高、可重復(fù)利用、環(huán)保、對(duì)人體友好等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、染料、建材、環(huán)保及石棉的代用品等傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)域，近年來在宇航、電子技術(shù)、生命科學(xué)和醫(yī)用材料等新興前沿領(lǐng)域也得到發(fā)展。專利CN102825650A發(fā)明了一種高強(qiáng)輕質(zhì)整體憎水硬硅鈣石保溫防火板的制作方法，該發(fā)明將硬硅鈣石應(yīng)用于保溫防火材料。專利CN1408671A發(fā)明了耐高溫高強(qiáng)高密硅酸鈣板的制法，該發(fā)明將硅酸鈣應(yīng)用到工業(yè)建筑材料和保溫隔熱材料領(lǐng)域。CN1085582發(fā)明了硬硅鈣石保溫涂料，該發(fā)明將硬硅鈣石應(yīng)用到保溫涂料領(lǐng)域。
[0003]近年來，我國(guó)鋁工業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步。中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2013年，鋁加工材產(chǎn)量達(dá)到2300萬噸，同比增長(zhǎng)12.2%，約占世界產(chǎn)量的一半。鋁因其對(duì)環(huán)境的友好特性被稱之為“綠色金屬”，同時(shí)也是推動(dòng)車身減重的重要金屬。“假如交通工具的重量減輕10%，燃料可以降低8% ；(交通工具)每使用I公斤鋁，可降低20公斤二氧化碳排放?！?014年開始，中國(guó)每年新增鋁消費(fèi)量2000萬噸。隨著鋁使用量的大幅度增加，電解鋁生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平需要相應(yīng)提高。在鑄鋁工藝中，熔煉爐導(dǎo)管到鑄鋁模具中間需要裝配過渡轉(zhuǎn)接板，以適應(yīng)不同規(guī)格的模具，制造出不同規(guī)格的鋁制品。該轉(zhuǎn)接板要求質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、保溫效果好、可精確機(jī)械加工。硬硅鈣石應(yīng)用廣泛，國(guó)內(nèi)除了本課題組在專利2015100137413.7中研究采用蒸壓法制備鑄鋁用硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料之外，還沒有其它文獻(xiàn)報(bào)道關(guān)于該類型轉(zhuǎn)接板材料的研究。本發(fā)明利用動(dòng)態(tài)水熱合成工藝制備的硬硅鈣石為原料，加入一定量的玻璃纖維和粘結(jié)劑直接成型制備硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料，與蒸壓法工藝制備該材料相比，本實(shí)驗(yàn)的制備工藝簡(jiǎn)單、周期短、制品成本低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種以動(dòng)態(tài)水熱合成法制備的硬硅鈣石為原料制備鑄鋁用轉(zhuǎn)接板材料的方法。本發(fā)明制備的材料成本低、質(zhì)量輕、保溫性能好、可精確機(jī)械加工、適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種鑄鋁用硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料的制備方法，本發(fā)明以動(dòng)態(tài)水熱合成法合成的硬硅鈣石為原料，添加一定量的增強(qiáng)纖維、高溫粘結(jié)劑，混合均勻，然后壓制成型、干燥，最后機(jī)械加工為成品。包括以下步驟:
(1)將硬硅鈣石粉體與增強(qiáng)纖維、高溫粘結(jié)劑按照一定的質(zhì)量比混合均勻；
(2)將(I)混合的原料放入模具中以一定的壓力壓制成型；
(3)將(2)得到的制品干燥; (4)將(3)制備的材料根據(jù)具體需要機(jī)械加工成產(chǎn)品。
[0006]在優(yōu)選實(shí)施方式中,所述硬娃I丐石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%_95%。
[0007]在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述增強(qiáng)纖維為玻璃纖維或碳纖維，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%_10%。
[0008]在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述高溫粘結(jié)劑為水玻璃或磷酸二氫鋁，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%-5%。
[0009]在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述壓制成型壓力為20_40MPa。
[0010]本發(fā)明所制備產(chǎn)品的密度為800-1100kg/m3。
[0011]本發(fā)明所制備產(chǎn)品的彎曲強(qiáng)度為8-llMPa。
[0012]本發(fā)明所制備產(chǎn)品的使用溫度可達(dá)到1000°C。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
將170g硬硅鈣石、20g玻璃纖維、1g磷酸二氫鋁，混合均勻，放入模具中，在20MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為840kg/m3、彎曲強(qiáng)度為8.3MPa、使用溫度可達(dá)到1000°C。
[0014]實(shí)施例2
將180g硬硅鈣石、13g玻璃纖維、7g磷酸二氫鋁，混合均勻，放入模具中，在20MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為823kg/m3、彎曲強(qiáng)度為8.4MPa、使用溫度可達(dá)到1000°C。
[0015]實(shí)施例3
將190g硬硅鈣石、6g玻璃纖維、4g磷酸二氫鋁，混合均勻，放入模具中，在20MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為846kg/m3、彎曲強(qiáng)度為8.3MPa、使用溫度可達(dá)到1000°C。
[0016]實(shí)施例4
將180g硬硅鈣石、13g玻璃纖維、7g磷酸二氫鋁，混合均勻，放入模具中，在30MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為954kg/m3、彎曲強(qiáng)度為10.0MPa、使用溫度可達(dá)到1000°C。
[0017]實(shí)施例5
將180g硬硅鈣石、13g碳纖維、7g水玻璃，混合均勻，放入模具中，在40MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為1074kg/m3、彎曲強(qiáng)度為11.0MPa、使用溫度可達(dá)到1000°c。
[0018]實(shí)施例6
將180g硬娃I丐石、13g碳纖維、7g水玻璃,混合均勻,放入模具中，在30MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為934kg/m3、彎曲強(qiáng)度為10.4MPa、使用溫度可達(dá)到1000°C。
[0019]實(shí)施例7
將180g硬硅鈣石、13g碳纖維、7g水玻璃，混合均勻，放入模具中，在20MPa壓力下壓制成型，然后在100°C下干燥12h。所制備的產(chǎn)品密度為956kg/m3、彎曲強(qiáng)度為9.1MPa、使用溫度可達(dá)到1000°C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種免蒸壓工藝制備鑄鋁用硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:以動(dòng)態(tài)水熱合成法制備的硬硅鈣石為原料，添加一定量的增強(qiáng)纖維、高溫粘結(jié)劑，混合均勻，放入模具中，以一定的壓力壓制成型，將成型后的制品進(jìn)行干燥，最后根據(jù)具體需要機(jī)械加工成產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，硬硅鈣石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%-95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，增強(qiáng)纖維為玻璃纖維或碳纖維，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%-10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，高溫粘結(jié)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%-5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，壓制成型壓力為20-40MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的方法可制備密度為800-1100kg/m3、彎曲強(qiáng)度為8_llMPa、最高使用溫度可達(dá)1000°c、保溫性能優(yōu)良的鑄鋁用轉(zhuǎn)接板材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種免蒸壓工藝制備鑄鋁用硬硅鈣石型轉(zhuǎn)接板材料的方法，所述方法以動(dòng)態(tài)水熱合成法制備的硬硅鈣石為原料，添加一定量的玻璃纖維或碳纖維、高溫粘結(jié)劑（硬硅鈣石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%-95%、增強(qiáng)纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%-10%、高溫粘結(jié)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%-5%），混合均勻后放入模具中，以20-40MPa壓力壓制成型，根據(jù)具體需要機(jī)械加工成產(chǎn)品。所制備的產(chǎn)品密度為800-1100kg/m3、彎曲強(qiáng)度8-11MPa、最高使用溫度可達(dá)1000℃。本發(fā)明制備的鑄鋁用轉(zhuǎn)接板材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、保溫性能優(yōu)良、適合精確機(jī)械加工。
【IPC分類】C04B35-66
【公開號(hào)】CN104692821
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510109124
【發(fā)明人】杜慶洋, 王前, 李森, 張尚尚, 徐會(huì)君
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日