【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双辊薄带铸轧，尤其是涉及到一种复合侧封板及其制备方法。
技术介绍
1、双辊薄带铸轧是将高温液态金属直接浇注到铸辊以及侧封板组成的熔池内，经过结晶辊的相对旋转，在极短的时间内完成液态金属到固态金属的非平衡快速凝固。众所周知，双辊薄带铸轧因其短流程、低能耗、低排放、亚快速凝固的特点，近些年来受到广泛关注。
2、侧封技术是双辊薄带铸轧工艺中最关键的技术之一，侧封板材料的使用性能直接决定了双辊薄带铸轧工艺的稳定性与安全性，最终决定双辊薄带铸轧技术能否大规模应用于工业化生产。侧封板材质和结构优化成为改善其使用性能和寿命的关键。
3、专利cn101648260b提出将含氮化硼材料的面板和铝硅系保温隔热材料的基板通过改性硅树脂粘接剂粘接制备复合侧封板；专利cn101259517a提出在侧封板表面涂覆1至2毫米复合涂料，提高侧封板使用寿命，降低维修费用，保证大批量工业化生产；专利cn205996139u提出一种复合侧封板及侧封装置，其中复合侧封板包括耐侵蚀层、耐磨层、加热层及基层，依靠加强块将不同层集成在一起；cn106541092b和cn109877284a提出根据侧封板功能区选用不同材质，其中耐蚀区为氧化锆基陶瓷、耐磨层主要为bn-zro2-sic基陶瓷；cn115947610提出一种包括工作层、本体、保温层、层间过渡层的多层复合侧封板，多层复合结构通过原料配比后热压烧结制成。然而这些侧封板或多或少存在着热应力过大、膨胀不均匀、耐磨性差、抗侵蚀能力弱或导热系数大等问题，这主要是因为侧封板复合层之间物理性
4、侧封板的导热系数、热膨胀系数、弹性模量等各项物理性能参数对其使用性能具有重要作用。具体地，侧封板在受到高温流动钢液的冲击时，厚度和高度方向上不同位置的温度不同，从而产生一定的温度梯度，进而产生热应力。侧封板的导热系数过小，导致内部形成温差过大，容易产生较大的热应力；侧封板的线膨胀系数过大，容易导致由于热变形而受到较大的热应力，产生断裂；侧封板的弹性模量过大，不容易发生形变，侧封板受热时体积越膨胀，受到热应力越大。由于侧封板所产生的热应力与背面支撑力的复杂相互作用，导致侧封板表面产生裂纹，经过长时间浇铸，容易导致断裂，并且物理性能参数也会影响侧封板的抗热震性和耐钢水侵蚀性，严重时可能发生安全事故。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种复合侧封板及其制备方法，该复合侧封板应用于双辊薄带铸轧工艺时，能够有效降低复合侧封板产生的最大热应力，避免由于热应力与支撑力的相互作用导致复合侧封板出现裂纹甚至断裂，提高复合侧封板的使用寿命。
2、本专利技术第一方面的实施例，提供了一种应用于双辊薄带铸轧工艺的复合侧封板，复合侧封板的导热系数、弹性模量和线膨胀系数沿厚度方向梯度变化；或复合侧封板的导热系数、弹性模量和线膨胀系数沿高度方向梯度变化。
3、优选地，复合侧封板的物理性能参数沿非工作面至工作面梯度变化的特征为：导热系数增大、弹性模量减小和线膨胀系数减小；或复合侧封板的物理性能参数沿顶部至底部梯度变化的特征为：导热系数增大、弹性模量减小和线膨胀系数减小。
4、优选地，复合侧封板的化学成分沿非工作面至工作面梯度变化，按质量百分比为：氮化硼在70％至20％范围内减少，氧化锆在10％至60％范围内增加，氧化铝在1％至20％范围内增加，碳化硅在20％至1％范围内减少，其余为添加剂；或复合侧封板的化学成分沿顶部至底部梯度变化，按质量百分比为：氮化硼在70％至20％范围内减少，氧化锆在10％至60％范围内增加，氧化铝在1％至20％范围内增加，碳化硅在20％至1％范围内减少，其余为添加剂。
5、优选地，复合侧封板的化学成分沿非工作面至工作面梯度变化，按质量百分比为：氮化硼在60％至25％范围内减少，氧化锆在20％至50％范围内增加，氧化铝在1％至10％范围内增加，碳化硅在10％至1％范围内减少，其余为添加剂；或复合侧封板的化学成分沿顶部至底部梯度变化，按质量百分比为：氮化硼在60％至25％范围内减少，氧化锆在20％至50％范围内增加，氧化铝在1％至10％范围内增加，碳化硅在10％至1％范围内减少，其余为添加剂。
6、优选地，添加剂是氧化钇、氧化镁、石墨、硼粉、塞隆和硼酸盐中的一种、两种或多种。
7、优选地，复合侧封板的化学成分沿非工作面至工作面变化的梯度特征为线性函数或二次函数；或复合侧封板的化学成分沿顶部至底部变化的梯度特征为线性函数或二次函数。
8、优选地，复合侧封板的物理性能参数沿非工作面至工作面梯度变化的特征具体为：导热系数在8至30w/(m·k)范围内增大、弹性模量在100至50gpa范围内减小和线膨胀系数在7.5x10-6至2.5x10-6k-1范围内减小；或复合侧封板的物理性能参数沿顶部至底部梯度变化的特征具体为：导热系数在8至30w/(m·k)范围内增大、弹性模量在100至50gpa范围内减小和线膨胀系数在7.5x10-6至2.5x10-6k-1范围内减小。
9、优选地，复合侧封板的物理性能参数沿非工作面至工作面梯度变化的特征具体为：导热系数在8至20w/(m·k)范围内增大、弹性模量在80至50gpa范围内减小和线膨胀系数在5x10-6至2.5x10-6k-1范围内减小；或复合侧封板的物理性能参数沿顶部至底部梯度变化的特征具体为：导热系数在8至20w/(m·k)范围内增大、弹性模量在80至50gpa范围内减小和线膨胀系数在5x10-6至2.5x10-6k-1范围内减小。
10、本专利技术第二方面的实施例，提供了一种复合侧封板的制备方法，包括：
11、步骤一：称取氮化硼、氧化锆、氧化铝、碳化硅以及添加剂，按照权利要求4或5的化学成分制备质量百分比不同的复合材料粉末；
12、步骤二：将复合材料粉末依据质量百分比关系依次逐层铺粉，并置于热压模具中，在真空氛围下进行热压烧结；
13、步骤三：热压烧结结束后，缓慢冷却至室温，同时卸载压力，得到复合侧封板胚体；
14、步骤四：对复合侧封板胚体进行加工处理，即得到复合侧封板。
15、优选地，热压烧结温度为1500至1800℃，热压烧结压力为20至60mpa，热压烧结时间为60至240min。
16、本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：一种应用于双辊薄带铸轧工艺的复合侧封板，复合侧封板的导热系数、弹性模量和线膨胀系数沿厚度方向梯度变化；或复合侧封板的导热系数、弹性模量和线膨胀系数沿高度方向梯度变化。由此，该复合侧封板应用于双辊薄带铸轧工艺时，能够有效降低复合侧封板产生的最大热应力，避免由于热应力与支撑力的相互作用导致复合侧封板出现裂纹甚至断裂，提高复合侧封板的使用寿命。
17、本专利技术采用在厚度或高度方向铺设不同组分质量百分比的复合粉末，通过热压烧结得到整体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合侧封板，应用于双辊薄带铸轧工艺，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种复合侧封板，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种复合侧封板，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种复合侧封板，其特征在于：
5.根据权利要求3或4任一所述的一种复合侧封板，其特征在于：
6.根据权利要求3或4所述的一种复合侧封板，其特征在于：
7.根据权利要求3所述的一种复合侧封板，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种复合侧封板，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的一种复合侧封板的制备方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种复合侧封板的制备方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种复合侧封板，应用于双辊薄带铸轧工艺，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种复合侧封板，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种复合侧封板，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种复合侧封板，其特征在于：
5.根据权利要求3或4任一所述的一种复合侧封板，其特征在于：
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁国，张延胜，方烽，李振垒，张元祥，王洋，王超，康健，张晓明，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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