复合保温材料板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及大型铸钢件铸造技术领域，尤其涉及一种复合保温材料板。
【背景技术】
[0002] 在铸件的生产中经常采用保温材料来延长铸件局部的凝固时间，以便起到有利于 补缩或补缩通道的畅通的作用。但是对于铸钢件，由于钢水浇注温度高，因此对保温材料的 高温力学性能和稳定性能如耐火度、烧结点、高温强度、热膨胀系数要求很高，这些性能往 往和保温性能相矛盾，很难找到同时具有良好保温性能又具有良好耐高温性能的材料。尤 其在大型铸钢件的生产中，钢水凝固时间长，对保温材料的耐高温性能要求更高。因此在大 型铸钢件生产中经常出现保温材料变形、被压扁、被冲蚀以及和铸件烧结等问题。复合保温 材料在建筑等行业有广泛的应用，但是其应用温度远低于大型铸钢件的温度，而且其保温 性能和尺寸也和铸造行业的要求不同。一般复合结构多为层状复合或中间简单形式的骨架 复合。
【发明内容】
[0003] 鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种复合保温材料板， 其具有良好的保温性能和耐高温性能，适合大型铸钢件的生产。
[0004] 本发明的另一个目的在于提供一种复合保温材料板，其良好的保温性能和耐高温 性能能够降低冒口尺寸，改善冒口补缩效果，从而提高铸件的工艺出品率；同时，也会减小 铸件的清理工作，降低成本，符合节能环保的要求。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种复合保温材料板，其包括多个骨架单元和 基体。
[0006] 各骨架单元具有负泊松比，各骨架单元由多根长度不同的第一杆件、第二杆件、第 三杆件连接而成，第一杆件、第二杆件、第三杆件均采用同种杆件材料，该杆件材料的蓄热 系数满足：
[0008] 式I中，S1S杆件材料的蓄热系数，单位为χ/(πι2 · °C · sl/2)，s为秒；λ i为杆件 材料的导热系数，单位为W/ (m · °C ) ; P i为杆件材料的密度，单位为kg/m 3;c i为杆件材料 的比热，单位为J/ (kg · °C )。
[0009] 杆件材料的耐火度多1600°C;杆件材料的高温强度在1600°C以上的条件下大于等 于1.0 MPa ;杆件材料的热膨胀系数在200°C~1600°C条件下为1.0 X 10 6/°C。
[0010] 基体使所述多个骨架单元埋设于基体内并与基体成为一体，且基体的蓄热系数满
II
[0011] 式II中，S2为基体的蓄热系数，单位为χ/(??2· °C · sl/2)，s为秒；人2为基体的 导热系数，单位为W(m ·Γ ) ; P 2为基体的密度，单位为kg/m3;c 2为基体的比热，单位为J/ (kg · °C ) 〇
[0012] 本发明的有益效果如下：在本发明的复合保温材料板中，复合保温材料板的骨架 采用负泊松比结构，具有良好的保温性能和耐高温性能，受压变形时会产生抗压能力，从而 能够很好的抵御冲击和弯曲变形，这非常适合大型铸钢件的铸造过程，当然不限于此，可以 适用于任何合适的领域。同时，由于复合保温材料板的骨架和基体良好的保温性能和耐高 温性能，当应用于大型铸钢件的铸造过程时，可降低冒口尺寸，改善冒口补缩效果，从而提 高了铸件的工艺出品率，也减小了铸件的清理工作，降低了成本，符合节能环保。
【附图说明】
[0013] 图1是根据本发明的复合保温材料板的一个骨架单元的立体图；
[0014] 图2是图1的骨架单元的左视图；
[0015] 图3是图1的骨架单元的中间部分的示意图，并示出了杆件长度、骨架的总高度以 及相连的两杆件之间的夹角的关系。
[0016] 图4是根据本发明的复合保温材料板的骨架单元在模具的内腔内埋设于基体烧 结后的立体图，其中外部为模具，内部为基体，中间框架为骨架单元。
[0017] 图5是图4中的虚线框部分的放大图其中为了清除起见，仅示出与图1相同的一 个骨架单元。
[0018] 其中，附图标记说明如下：
[0019] 1骨架单元
[0020] H骨架单元的总高度
[0021] 11第一杆件
[0022] 12第二杆件
[0023] 13第三杆件
[0024] Ll第一杆件11的长度
[0025] L2第二杆件12的长度
[0026] L3第三杆件13的长度
[0027] Θ第一杆件11和第三杆件13之间的夹角
[0028] 2 基体
[0029] d复合保温材料板的板厚
[0030] M 模具
【具体实施方式】
[0031 ] 下面参照附图来详细说明根据本发明的复合保温材料板。
[0032] 参照图1至图5,根据本发明的复合保温材料板包括多个骨架单元1和基体2。
[0033] 各骨架单元1具有负泊松比，各骨架单元1由多个长度不同的第一杆件11、第二 杆件12、第三杆件13连接而成，第一杆件11、第二杆件12、第三杆件13均采用同种杆件材 料，该杆件材料的蓄热系数满足：
[0035] 式I中，杆件材料的蓄热系数，单位为χ/(πι2 · °C · sl/2)，s为秒；λ i为杆件 材料的导热系数，单位为W/ (m · °C ) ; P i为杆件材料的密度，单位为kg/m 3;c i为杆件材料 的比热，单位为X/(kg · °C )。
[0036] 杆件材料的耐火度等于或大于1600°C;杆件材料的高温强度在1600°C以上的条件 下等于或大于1.0 MPa ;杆件材料的热膨胀系数在200°C~1600°C条件下为1.0 X 10 6/°C。
[0037] 基体2使所述多个骨架单元1埋设于基体2内并与基体2成为一体，且基体2的 蓄热系数满足：
[0039] 式II中，S2为基体2的蓄热系数，单位为χ/(πι2 · °C · sl/2)，s为秒；λ2为基体2 的导热系数，单位为WAm · °C ) ; P 2为基体2的密度，单位为kg/m 3;c 2为基体2的比热，单 位为 JAkg · °C )。
[0040] 在本发明的复合保温材料板中，复合保温材料板的骨架1采用负泊松比结构，具 有良好的保温性能和耐高温性能，受压变形时会产生抗压能力，从而能够很好的抵御冲击 和弯曲变形，这非常适合大型铸钢件的铸造过程，当然不限于此，可以适用于任何合适的领 域。同时，由于复合保温材料板的骨架1和基体2良好的保温性能和耐高温性能，当应用于 大型铸钢件的铸造过程时，可降低冒口尺寸，改善冒口补缩效果，从而提高了铸件的工艺出 品率，也减小了铸件的清理工作，降低了成本，符合节能环保。
[0041] 在一实施例中，各骨架单元1可为内凹蜂窝结构、手形结构、星形结构或双箭头形 结构，但不仅限如此，还可为其它形状的结构。
[0042] 在一实施例中，参照图1至图5,各骨架单元1采用内凹蜂窝结构，在各骨架单元1 中，第一杆件11形成两层，第二杆件12对应连接在所述两层的竖向外侧，第三杆件（13)对 应连接在所述两层之间；复合保温