一种盐浴淬火炉用高强度浇注料的制作方法

1.本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种盐浴淬火炉用高强度浇注料。


背景技术：

2.在机械制造领域，淬火是一种常用的工艺，其主要作用是通过冷却改变工件内部的组织结构，从而达到对工件性能进行调节的目的。常见的淬火工艺有空冷淬火、风冷淬火、水冷淬火、油冷淬火、盐浴淬火等，其中盐浴淬火是应用熔融状态的盐对工件进行加热淬火的工艺，在淬火工艺中具有非常重要的地位。由于在盐浴淬火中需要接触高温的熔盐，因此，对盐浴淬火炉用耐火材料提出了很高的性能要求，不仅需要其具有优良的抗侵蚀性能，能够缓解熔盐对耐火材料的侵蚀过程，从而延长其淬火炉的使用寿命，还需要具有良好的机械强度和耐高温性能。


技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种盐浴淬火炉用高强度浇注料。
4.本发明提出的一种盐浴淬火炉用高强度浇注料，包括下述质量份的原料：莫来石60-80份、刚玉20-30份、多孔sio2包覆al2o3微粉3-5份、sic微粉0.5-1份、硅溶胶5-8份。
5.优选地，所述多孔sio2包覆al2o3微粉的制备方法为：将无水乙醇、氨水和水混合得到溶剂，然后加入al2o3微粉和十六烷基三甲基溴化铵分散均匀，再加入正硅酸乙酯在常温下搅拌反应，反应结束后过滤，将滤饼干燥后煅烧处理，即得。
6.优选地，所述al2o3微粉、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为10：(0.1-0.2)：(1-3)。
7.优选地，所述正硅酸乙酯与溶剂的比例为1g：(8-10)ml，所述溶剂由无水乙醇、氨水和水按体积比为(1-3)：(2-5)：(3-5)混合得到。
8.优选地，所述煅烧的温度为450-550℃，煅烧的时间为1-5h。
9.优选地，所述al2o3微粉的粒径≤0.043mm。
10.优选地，所述莫来石由粒径大于5mm且小于等于8mm的莫来石、粒径大于3mm且小于等于5mm的莫来石、粒径大于1mm且小于等于3mm的莫来石和粒径小于等于0.074mm的莫来石按质量比为(1-2)：(1.5-2.5)：(1-2)：(2.5-3)组成。
11.优选地，所述刚玉由粒径大于等于1mm且小于等于3mm的刚玉和粒径小于等于0.074mm的刚玉按质量比为(0.5-1.5)：1组成。
12.优选地，所述sic微粉的粒径为5-15μm。
13.优选地，所述硅溶胶的固含量为20-30％。
14.本发明的有益效果如下：
15.本发明通过将十六烷基三甲基溴化铵对al2o3微粉进行表面改性，同时正硅酸乙酯在溶剂中发生水解，在碱性条件下通过静电吸附作用在al2o3微粉包覆一层sio2壳层，再通过煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，形成多孔结构，从而得到多孔sio2包覆的al2o3微粉，能
在高温煅烧时促进sio2与al2o3反应而在试样内形成均匀分布的莫来石物相，从而起到提高机械强度的效果，并通过添加适当sic微粉，利用sic在高温下表面被氧化成液相sio2膜，可以封闭试样内的气孔，促进试样的烧结致密化，进一步提高材料的机械强度。本发明的浇注料不仅具有优良的抗侵蚀能力，而且机械强度高，耐高温稳定性好，其在高温下可以保持良好的机械强度，有助于延长盐浴淬火炉的使用寿命。
具体实施方式
16.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
17.实施例1
18.一种盐浴淬火炉用高强度浇注料，包括下述质量份的原料：莫来石60份、刚玉30份、多孔sio2包覆al2o3微粉3份、sic微粉0.5份、固含量为20％的硅溶胶5份。
19.多孔sio2包覆al2o3微粉的制备方法为：将无水乙醇、氨水和水按体积比为1：2：3混合得到溶剂，然后加入al2o3微粉和十六烷基三甲基溴化铵分散均匀，再加入正硅酸乙酯在常温下搅拌反应，反应结束后过滤，将滤饼在80℃下干燥4h后，在450℃下煅烧处理5h，即得，其中al2o3微粉、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为10：0.1：1，正硅酸乙酯与溶剂的比例为1g：8ml，al2o3微粉的粒径≤0.043mm。
20.莫来石由粒径大于5mm且小于等于8mm的莫来石、粒径大于3mm且小于等于5mm的莫来石、粒径大于1mm且小于等于3mm的莫来石和粒径小于等于0.074mm的莫来石按质量比为1：1.5：1：2.5组成；刚玉由粒径大于等于1mm且小于等于3mm的刚玉和粒径小于等于0.074mm的刚玉按质量比为0.5：1组成；sic微粉的粒径为5-15μm。
21.上述浇注料的制备方法为：
22.按质量份称取莫来石、刚玉、多孔sio2包覆al2o3微粉和sic微粉，加入搅拌机中干混均匀，然后加入硅溶胶充分搅拌均匀，即得。
23.实施例2
24.一种盐浴淬火炉用高强度浇注料，包括下述质量份的原料：莫来石75份、刚玉25份、多孔sio2包覆al2o3微粉4份、sic微粉0.75份、固含量为25％的硅溶胶6份。
25.多孔sio2包覆al2o3微粉的制备方法为：将无水乙醇、氨水和水按体积比为2：4：4混合得到溶剂，然后加入al2o3微粉和十六烷基三甲基溴化铵分散均匀，再加入正硅酸乙酯在常温下搅拌反应，反应结束后过滤，将滤饼在85℃下干燥3h后，在500℃下煅烧处理3h，即得，其中al2o3微粉、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为10：0.15：2，正硅酸乙酯与溶剂的比例为1g：9ml，al2o3微粉的粒径≤0.043mm。
26.莫来石由粒径大于5mm且小于等于8mm的莫来石、粒径大于3mm且小于等于5mm的莫来石、粒径大于1mm且小于等于3mm的莫来石和粒径小于等于0.074mm的莫来石按质量比为1.5：2：1.5：2.8组成；刚玉由粒径大于等于1mm且小于等于3mm的刚玉和粒径小于等于0.074mm的刚玉按质量比为1：1组成；sic微粉的粒径为5-15μm。
27.上述浇注料的制备方法同实施例1。
28.实施例3
29.一种盐浴淬火炉用高强度浇注料，包括下述质量份的原料：莫来石80份、刚玉30份、多孔sio2包覆al2o3微粉5份、sic微粉1份、固含量为30％的硅溶胶8份。
30.多孔sio2包覆al2o3微粉的制备方法为：将无水乙醇、氨水和水按体积比为3：2：3混合得到溶剂，然后加入al2o3微粉和十六烷基三甲基溴化铵分散均匀，再加入正硅酸乙酯在常温下搅拌反应，反应结束后过滤，将滤饼在90℃下干燥2h后，在550℃下煅烧处理1h，即得，其中al2o3微粉、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量比为10：0.2：3，正硅酸乙酯与溶剂的比例为1g：10ml，al2o3微粉的粒径≤0.043mm。
31.莫来石由粒径大于5mm且小于等于8mm的莫来石、粒径大于3mm且小于等于5mm的莫来石、粒径大于1mm且小于等于3mm的莫来石和粒径小于等于0.074mm的莫来石按质量比为2：2.5：2：3组成；刚玉由粒径大于等于1mm且小于等于3mm的刚玉和粒径小于等于0.074mm的刚玉按质量比为1.5：1组成；sic微粉的粒径为5-15μm。
32.上述浇注料的制备方法同实施例1。
33.对比例1
34.对比例1与实施例1的区别仅为：采用粒径≤0.043mm的al2o3微粉代替多孔sio2包覆al2o3微粉。
35.上述浇注料的制备方法为：
36.按质量份称取莫来石、刚玉、al2o3微粉和sic微粉，加入搅拌机中干混均匀，然后加入硅溶胶充分搅拌均匀，即得。
37.试验例
38.分别将实施例1-3和对比例1制得的浇注料浇注成型，常温养护24h，然后脱模，制成试样，依次进行110℃、24h干燥处理和1400℃、3h煅烧处理，分别测试试样在110℃、24h处理、1400℃、3h处理后的常温抗压强度和常温抗折强度。
39.测试煅烧处理后的试样在1400℃、0.5h的高温耐折强度。
40.其中，耐压强度的检测参照gb/t 5072-2008，耐折强度的检测参照gb/t3001-2007，高温抗折强度的检测参照gb/t 3002-2004。
41.测试结果如表1所示：
42.表1浇注料的性能测试结果
[0043][0044]
从表1可以看出，本发明浇注料的机械性能得到显著的提升，是一种高强度的浇注料。
[0045]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。