一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法技术

本发明专利技术属于耐火材料技术领域，特别涉及一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法。本发明专利技术的模底砖上均匀地涂覆有厚度为0.5~1mm涂料，模底砖的制备方法包括以下步骤：（1）制备模底砖和涂覆在模底砖上的涂料；（2）将制备的涂料均匀地涂覆在模底砖的使用面上，并将涂覆有涂料的模底砖使用面朝上置于加热炉内烘烤，烘干后制得成品模底砖。本发明专利技术的模底砖由细小的粉末颗粒热压制得，抗冲击能力强，耐热腐蚀性能好；涂料是由粒径小于1μm的粉末颗粒制得，涂层更加光滑、紧致，涂层的使用使得模底砖更加耐钢液冲击，不易被钢液冲刷起耐火材料，在脱模的过程中不易粘砖；制备的模底砖较传统模底砖在强度上有较大提升，浇铸出来的高温合金洁净度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法
本专利技术属于耐火材料
，特别涉及一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法。
技术介绍
高温合金是指能在600℃以上高温及一定应力作用的环境下长期工作的一类合金。高温合金凭借优异的抗氧化和抗热腐蚀性能在航空发动机、汽车发动机、燃气轮机、核电、石油化工等多个领域广泛应用。我国目前正在大力发展航天航空产业，力求能自主研发国际先进的航天航空发动机。我国对高端高温合金的需求将会逐步增大。为了提高高温合金产品质量，优化高温合金材料的各项性能指标，众多冶金工作者做出了大量的努力。而模底砖作为真空感应炉熔炼浇铸过程中直接接触钢液的一个部件，其性能情况值得重视。真空感应熔炼高温合金使用的模底砖是一种钢锭模下部的衬砖。浇注时钢液会直接浇注至模底砖的上部，因此，模底砖的各项性能指标将会对熔炼的高温合金质量产生一定的影响。目前传统的模底砖表层易冲刷，冲刷下的耐火材料会进入钢液，对钢液造成污染，而且在脱模时还会发生粘砖现象，为后续钢锭的处理带来麻烦。因为以上问题，所以找到一种性能优异的模底砖和耐火涂层势在必行。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术缺陷，提供了一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法。本专利技术制备的模底砖较传统模底砖在强度上有较大提升，可以有效地抵抗钢液的冲刷，热腐蚀，能够提高钢锭质量，且采用本专利技术模底砖及涂层浇铸出来的高温合金洁净度更高，有效地提高了高温合金质量。为解决现有技术的不足，本专利技术采用以下技术方案：一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法，所述模底砖上均匀地涂覆有厚度为0.5～1mm涂料，具体包括以下步骤：(1)制备模底砖和涂覆在模底砖上的涂料；(2)将制备的涂料均匀地涂覆在模底砖的使用面上，并将涂覆有涂料的模底砖使用面朝上置于加热炉内烘烤，烘干后制得成品模底砖。所述模底砖的材质为刚玉-莫来石，按质量分数计，包括以下组分：白刚玉：30％～40％，电熔莫来石：30％～35％，氧化铝：25％～30％，结合粘土：4％～5％。所述模底砖的制备方法如下：将白刚玉、电熔莫来石、氧化铝粉末、结合粘土放入球磨机中球磨至粉末粒径小于5μm，将粉末放在模具中热压成型，得到刚玉-莫来石模底砖。所述热压成型时的热压温度为1350～1400℃，压力为30～40MPa，保温时间1～2h。所述刚玉-莫来石模底砖的外径公差为±1mm，高度公差为±0.5mm。所述涂料为氧化铅、氨化硅、碳的混合物，使用球磨机将以上原料分别研磨成粒径均小于1μm的粉末，将三种粉末和水以质量比1:1进行混合，混匀后置于加热炉内干燥，待涂料呈糊状时取出待用。按质量分数计，所述涂料的原料配比如下：氧化铅：60％～65％，氨化硅：30％～35％，碳：4％～6％。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的模底砖由细小的粉末颗粒热压制得，抗冲击能力强，耐热腐蚀性能好，并且不同于隧道窑烧制，模具制成的模底砖尺寸更严格，表面更平整。(2)本专利技术的涂料是由小于1μm的粉末颗粒制得，涂料更加细腻，涂层也更加光滑、紧致，涂层的使用也使得模底砖更加耐钢液冲击，不易被钢液冲刷起耐火材料，在脱模的过程中更不易粘砖。(3)本专利技术制备的模底砖较传统模底砖在强度上有较大提升，且采用本专利技术模底砖浇铸出来的高温合金洁净度更高，有效地提高了高温合金质量。附图说明图1为本专利技术模底砖使用的示意图。附图标记说明：1-钢锭模、2-模底砖、3-石棉绳。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法，所述模底砖上均匀地涂覆有厚度为0.5～1mm涂料，具体包括以下步骤：先制作模底砖，再制作模底砖的涂料，然后将涂料均匀地涂覆在模底砖的使用面上，再将模底砖置于加热炉内烘烤，烘干后即可使用。(1)模底砖制备：将35％白刚玉、32％电熔莫来石、28％氧化铝粉末、5％结合粘土放入球磨机中球磨，待粉末粒径小于5μm时研磨完成，然后将粉末放入模具中，在1380℃的温度和35MPa的压力下保持2h，得到刚玉-莫来石模底砖，并且热压成型的模底砖外径公差达到±1mm的要求，高度公差达到±0.5mm的要求。(2)涂料制备：涂料为氧化铅、氨化硅、碳的混合物，使用球磨机将以上原料分别球磨成粉末粒径小于1μm的粉末。取63％氧化铅、32％氨化硅、5％碳的粉末共2kg，然后用同等质量的水作为溶剂，将三种粉末加入水中，进行混匀，混匀后置于50℃的加热炉内干燥，待涂料呈糊状时取出使用。(3)将涂料涂于模底砖使用面上，厚度为0.8mm。(4)将涂上涂料的模底砖放置于加热炉内烘干，使用面朝上，加热炉温度为100℃，模底砖彻底干燥后取出，表面满足光滑、平整、无气孔、无气泡、无附着物等要求，并且表面无涂层剥落情况发生。若制得的模底砖表面涂料有剥落情况，需要清除表面的涂料，重新制作涂料为模底砖上涂层，直至模底砖涂层无剥落情况发生。对制成的模底砖进行强度检测，检测结果如表1所示：表1本专利技术实施例1模底砖强度在冶炼GH4169合金的过程中使用本专利技术实施例1制备的模底砖进行浇铸，对浇铸出的3根合金锭分别进行切片，检测其中夹杂物含量情况，具体情况如表2所示。表2采用本专利技术模底砖浇铸合金中夹杂物含量对比例1对传统的由隧道窑烧制而成的模底砖进行强度检测，检测结果如表3所示，传统的由隧道窑烧制而成的模底砖的成分包括90％Al2O3、9％SiO2和少量的MgO、CaO、Fe2O3、TiO2。表3对比例1传统模底砖强度同样在冶炼GH4169合金的过程中使用传统模底砖无涂层进行浇铸，对浇铸出的3根合金锭分别进行切片，检测其中夹杂物含量情况，具体情况如表4所示。表4传统模底砖浇铸合金中夹杂物含量从施例1和对比例1中模底砖的强度检测中可以看出，本专利技术的模底砖在低温及高温环境下，耐压强度及抗折强度方面均优于传统模底砖，能有效地抵抗钢液的冲击，并且本专利技术模底砖高温下线变化率小于传统模底砖，在浇注时不会发生大的变形。在浇注过程中因为本专利技术的模底砖耐冲击，不易变形等特点，所以只有较少的耐火材料作为外来夹杂物进入钢液中，提高了钢液洁净度，提升了合金质量。综上所述，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制，本专利技术的保护范围不限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法，其特征在于，所述模底砖上均匀地涂覆有厚度为0.5~1mm涂料，具体包括以下步骤：/n（1）制备模底砖和涂覆在模底砖上的涂料；/n（2）将制备的涂料均匀地涂覆在模底砖的使用面上，并将涂覆有涂料的模底砖使用面朝上置于加热炉内烘烤，烘干后制得成品模底砖。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温合金钢锭模用模底砖的制备方法，其特征在于，所述模底砖上均匀地涂覆有厚度为0.5~1mm涂料，具体包括以下步骤：
（1）制备模底砖和涂覆在模底砖上的涂料；
（2）将制备的涂料均匀地涂覆在模底砖的使用面上，并将涂覆有涂料的模底砖使用面朝上置于加热炉内烘烤，烘干后制得成品模底砖。


2.根据权利要求1所述的高温合金钢锭模用模底砖的制备方法，其特征在于，所述模底砖的材质为刚玉-莫来石，按质量分数计，包括以下组分：白刚玉：30%~40%，电熔莫来石：30%~35%，氧化铝：25%~30%，结合粘土：4%~5%。


3.根据权利要求1所述的高温合金钢锭模用模底砖的制备方法，其特征在于，所述模底砖的制备方法如下：将白刚玉、电熔莫来石、氧化铝粉末、结合粘土放入球磨机中球磨至粉末粒径小于5μm，将粉末放在模具中热压成型，得到刚玉-莫来石模底砖。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，荣文凯，李成龙，王玉葵，李晴，钟裕国，浦益龙，王世普，赵长虹，
申请(专利权)人：江苏隆达超合金航材有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32