一种用于激光切割设备的耐高温材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及激光切割技术领域，具体涉及一种用于激光切割设备的耐高温材料及其制备方法。耐高温材料的制备方法包括如下步骤：(1)将50

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光切割设备的耐高温材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及激光切割
，具体涉及一种用于激光切割设备的耐高温材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在加工切割领域的广泛应用中，激光切割技术的发展速度日益加快。激光切割的功率由低功率逐步向高功率快速发展，切割金属板材的厚度也由原来的几个毫米逐渐发展为几十甚至上百毫米。尽管激光切割行业如火如荼地快速发展，但目前普遍缺乏对激光切割设备床身保护的关注，激光切割设备用耐高温材料的研究跟不上激光切割的快速发展，导致昂贵的激光切割设备损坏，对企业造成较大损失。
[0003]现阶段，激光切割行业所使用的耐高温材料主要以高铝耐火砖、石墨板、铸铁板及碳钢板为主。高铝耐火砖虽然经过高温烧制成型，耐温性能优异，但是其缺陷也是非常明显的。高铝耐火砖通常大小是固定的(230mm
×
114mm
×
20mm)，不能根据所需要的尺寸进行调整；而且在保证其厚度的把情况下，增加长宽，难以成型，在烧制过程中更容易出现裂纹、断裂等问题，在激光切割行业中，激光切割设备往往比较大，因此需要保护的床身面积也较大，需要大量的耐火砖进行拼装，耐火砖与耐火砖之间的缝隙较多且较宽，当大量的金属残渣喷溅在耐火砖表面时，金属溶液容易流到缝隙中将耐火砖包裹，导致清渣困难。石墨板虽能起到隔热、导热的作用，但由于断裂韧性较差，清理熔渣时易碎，需要经常更换。金属的铸铁板、碳钢板虽然弥补了石墨板的易碎缺点，但是激光切割过程中温度过高，容易将铸铁板、碳钢板熔化，与金属残渣彼此相融，冷却后会形成一个整体，难以分离；而且铸铁板、碳钢板受热影响严重，长时间处于该工况下易发生严重变形，从而影响其作用。
[0004]因此，提供一种可以定制尺寸、易于清渣、耐高温性能优异的耐高温材料及其制备方法对激光切割行业具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有耐高温材料不能同时满足激光行业在尺寸定制、易清理、耐高温、防激光击穿以及稳定性优异等方面的性能要求的技术问题，本专利技术提供一种用于激光切割设备的耐高温材料及其制备方法，利用金属材料与无机非金属材料在物理化学性质上具有不相容性的特点，保证了耐高温材料在使用时难以与金属残渣形成稳定的结合；利用金属材料与无机非金属材料在热膨胀系数上的明显区别，激光切割过程实际就是无机非金属材料与金属材料不断加热冷却的过程。综上所述，本专利技术提供的以无机非金属为主的耐高温材料保证了金属残渣便于清理，且因其相比金属材料具有更小的热膨胀系数和更优秀的隔绝热影响的能力，本专利技术耐高温材料可以更好地保护激光切割设备，降低热应力影响程度，减少床身变形，提高切割精准度。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种用于激光切割设备的耐高温材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将50
‑
65重量份的铝矾土，5
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15重量份的硅酸盐水泥、5
‑
15重量份的防火沙、10
‑
20重量份的Al2O3粉末和5
‑
15重量份的水混合均匀，得到浆料；
[0008](2)在模具内平铺耐高温钢丝网，将浆料倒入模具中，置于恒温环境中干燥成型，得到复合硅凝防烧板；
[0009](3)在成型后的32
‑
72h内，每8h向复合硅凝防烧板洒水一次，提高复合硅凝防烧板的水化过程，以提高材料强度；
[0010](4)脱模，即得耐高温材料。
[0011]进一步的，铝矾土为Al2O3含量大于85％的特级铝矾土。
[0012]进一步的，铝矾土为大、中、小三种粒径铝矾土按照4：4：2的质量比复配的混合物。
[0013]进一步的，步骤(1)将铝矾土、硅酸盐水泥、防火沙、Al2O3粉末和水置于搅拌机中，以200
‑
500r/min的转速搅拌10
‑
60min，此转速搅拌可以使化学键充分破坏和重新结合，产生均衡状态。
[0014]进一步的，模具根据激光切割设备所需耐高温材料的尺寸设计，模具的四周为可拆卸挡板，便于脱模。
[0015]进一步的，步骤(2)中，耐高温钢丝网平铺于模具厚度方向的中间位置。
[0016]进一步的，步骤(2)中，浆料倒入模具后，先用抹泥刀抹平浆料，然后在振动台上进行振动，提高材料的致密性，减少成品孔洞，振动后对不满足水平要求的表面再进行抹平。浇注浆料必须振动充分，确保将浆料内的气体充分驱逐出来，内部结构均匀，不允许表面出现气泡状干燥颗粒。
[0017]进一步的，步骤(4)为洒水完成后，继续静置，然后脱模。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种采用上述制备方法生产的用于激光切割设备的耐高温材料，该耐高温材料的主要成分为复合硅凝材料，即含铝氧化物和含硅氧化物，含铝氧化包括各等级铝矾土、氧化铝粉末，含硅氧化物包括二氧化硅或含有二氧化硅的固体，如：二氧化硅粉末、硅酸盐水泥以及防火沙等。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术所使用的铝矾土和防火沙的熔点高，在该材料中作为主要的成型物质，能够保证该材料具有较高的耐火性；硅酸盐水泥是以石灰石、粘土(铝硅酸盐)、铁矿石和石膏为主要成分经过高温烧制成型的物质，具有很好的粘接性、吸附性和润滑性，在此材料中作为粘结剂使用；Al2O3的熔点为2054℃，折光系数高，高温稳定性好，可以增加材料的反射性能，也可以与含硅固体结合，极大地提高材料的断裂韧度、热传导性及耐高温性能，此外Al2O3粉末还有较大的润湿角，可以降低后期金属熔渣与复合硅凝防烧板的结合力，方便清渣，提高客户的体验；耐高温钢丝网作为复合硅凝防烧板的结构骨架，能够增加材料的强度，避免材料脆性大导致的易碎等问题，进一步保证材料裂而不断，保证其耐高温、耐激光性能不受影响。这些原料相互配合、协同作用，克服了现有防烧材料存在的强度、韧性、耐高温以及防激光击穿性能难以同时满足使用需求的技术问题，使复合硅凝防烧板具备了结构牢靠、高强度，高耐高温性能和良好的导热性能，可有效保护激光设备床身免受高温影响，延长机床的使用寿命，提高切割加工的精确度。当浆料各组分的用量超出本专利技术限定的相应范围时，浆料的流动性发生变化，会导致耐高温材料之间的结合力下降，进一步影响防烧性能。且由于本耐高温材料原料大部分为无机材料，高温下环境下无特殊气味产生，无浓烟、无有害气体产生，对操作人员不会产生危害。
[0020]本专利技术提供激光切割设备上使用的耐高温材料的制备方法方便操作、设备简单、对于企业来说成本较低，符合实际生产需求。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术复合硅凝防烧板的结果示意图。
[0023]图2是本专利技术实施例1耐高温材料的表面形貌照片。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光切割设备的耐高温材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将50
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65重量份的铝矾土，5
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15重量份的硅酸盐水泥、5
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15重量份的防火沙、10
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20重量份的Al2O3粉末和5
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15重量份的水混合均匀，得到浆料；(2)在模具内平铺耐高温钢丝网，将浆料倒入模具中，置于恒温环境中干燥成型，得到复合硅凝防烧板；(3)在成型后的32
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72h内，每8h向复合硅凝防烧板洒水一次；(4)脱模，即得耐高温材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，铝矾土为Al2O3含量大于85％的特级铝矾土。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，铝矾土为大、中、小三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，路世强，陈鹏，翟德强，龚太杰，
申请(专利权)人：济南邦德激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：