专利名称：一种合金热轧用可粘贴绝热棉及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种难变形合金保温热轧用保温材料，具体是一种合金热轧用可粘贴绝热棉，其重点作为难变形高温合金保温热轧用保温材料，也可作为难变形钛合金及难变形不锈钢保温热轧用的保温材料。本发明还涉及上述保温材料的制造方法。
背景技术：
难变形高温合金是现代高端动力装置的关键特种金属材料，热加工温度范围狹窄，变形抗力大，热轧时必须对热轧坯(工件)采取充分有效的保温措施。本发明人的另一发明专利，名称为可粘贴绝热棉及其制备方法，专利号为ZL200510023801.0，该专利公开了一种可粘贴绝热棉，该可粘贴绝热棉中呈不连续分布的玻璃粉可迅速粘贴于900 1250°C高温下的合金钢坯表面进行自由锻，对加热的合金工件具有良好的保温效果，有效突破了难变形高温合金自由锻的瓶颈。上述可粘贴绝热棉中玻璃粉作为绝热棉与加热工件的粘结齐U，即使软化点较高，润滑性较低，由于工件的加热温度显著高于玻璃粉中的软化点，使在高温下的玻璃粉呈熔融状态，将这种可粘贴绝热棉粘贴于高温合金工件(轧坯)表面进行保温热轧时，由于可粘贴绝热棉中玻璃粉的润滑效应，使工件与轧辊之间摩擦力显著降低，导致工件与轧辊之间打滑，轧辊处于空转状态，环坯在原位置处于零变形状态，保温热轧无法进行，有关试验表明，因此上述可粘贴绝热棉不能应用于难变形合金进行保温热轧。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种难变形合金保温热轧用可粘贴绝热棉，该可粘贴绝热棉显著强化高温下包复可粘贴绝热棉的加热工件与轧辊之间摩擦力，合理平衡应用含玻璃粉绝热棉保温热轧时润滑与摩擦的矛盾，使保温热轧得以顺利进行。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种合金热轧用可粘贴绝热棉，所述绝热棉可卷曲，展开后是一个长方形平面板，在所述绝热棉长方形平面板的整个正面布满浇灌双粘结剂的孔洞，相邻孔洞的间距为1=20 50mm，所述孔洞的直径为6 10mm，所述孔洞的深度H2与所述绝热棉的厚度Hl之间的关系为:H2= (0.6 0.8)H1，且Hl — H2彡2mm ;所述绝热棉正面双粘结剂的面积之和SI与绝热棉正面总面积S2的比例关系是SI:S2=0.55 0.80，所述双粘结剂由室温粘结剂和软化点较高的玻璃粉组成的混合物，所述孔洞内底部设置有强化工件与轧辊之间摩擦力的材料作为摩擦质。绝热棉应选用优质的陶瓷耐火纤维材料，与一般绝热棉相比，纤维应较长，较不易粉化，不得使用矿物性石棉原材料(简称石棉)制造的绝热棉，而应采用品质良好的Al2O3和SiO2等原材料、经高温熔炼后甩丝而成的优质绝热棉，其质量要求是低导热率、低热容量，室温 130(TC高温下较不易粉化，仍保持较好弹性。
室温粘结剂的作用在于将软化点较高的玻璃粉粘附在绝热棉中，软化点较高的玻璃粉作为高温粘结剂，其作用在于将绝热棉粘附于经高温加热的轧坯表面。
可粘贴绝热棉中嵌入了强化工件与轧辊之间摩擦力的材料作为摩擦质，显著强化高温下包复可粘贴绝热棉的加热工件与轧辊之间摩擦力，合理平衡应用含玻璃粉绝热棉保温热轧时润滑与摩擦的矛盾，使保温热轧得以顺利进行。作为优选，所述摩擦质为镁砂(即氧化镁砂粒)。镁砂的边界尺寸偏小则不足以使工件与轧辊之间形成足够的摩擦力，从而不能充分避免工件与轧辊之间打滑。因此，镁砂的尺寸应足够大，但是在使用边界尺寸过大的镁砂时，我们发现会导致工件热 轧时轧辊与工件之间产生剧烈抖动，这样将会带来一定的质量问题，因此为了避免工件热轧时轧辊与工件之间产生剧烈抖动，镁砂的边界尺寸为
1.5mm-4mm置于孔洞底部的镁砂数量为2至6颗即可，氧化镁熔点高达2800°C，在1250°C仍具有相当高的硬度，而高温合金最高热加工温度基本上不高于1250°C，所以首选氧化镁砂粒(即镁砂)作为难变形合金热轧的摩擦剂。在整个绝热棉的正面上将每个孔洞视为一个点，所述孔洞以正方形或面心正方形点阵结构形式呈周期性分布，每个点阵均与绝热棉的长度矢向或宽度矢向相平行。所述软化点较高的玻璃粉软化点温度为850 950°C，其主要成分是Si02、B203、A1203、CaO0若软化点温度偏低，则粘度偏低，润滑性偏高，不宜作为高温粘结剂。室温粘结剂可以选用天然植物纤维素或化学纤维素，或为天然植物纤维素和化学纤维素，室温下使用水溶剂加以溶解；天然植物纤维素可以是淀粉；化学纤维素可以是优质羧甲基纤维素。上述合金热轧用可粘贴绝热棉的制造方法包括以下步骤:(I)将卷曲的绝热棉展开，在绝热棉平面的正面开戳孔洞，以便于将摩擦质置于孔洞底部和浇灌双粘结剂；孔洞的最大直径6 10mm，深度H2小于绝热棉的厚度Hl，H2=(0.6 0.8)H1，Hl — H2彡2mm ;将每个孔洞视为一个点，布满绝热棉正面的孔洞，在整个绝热棉的正面上，孔洞以正方形或面心正方形点阵结构形式呈周期性分布，每个点阵均与绝热棉的长度矢向或宽度矢向相平行，与长度矢向或宽度矢向相平行的相邻孔洞的邻间距L=20 50mm ;(2)将摩擦质置入可粘贴绝热棉的孔洞底部；(3)双粘结剂的制备:将室温粘结剂、软化点较高的玻璃粉按(40 20):(60 80)的重量比例均匀混合，室温粘结剂、软化点较高的玻璃粉混合物，加水充分搅拌成双粘结剂；(4)将双粘结剂灌入绝热棉正面已置入镁砂的孔洞内，烘干后双粘结剂的表面应与绝热棉的正面基本持平，绝热棉正面双粘结剂的面积之和SI与绝热棉正面总面积S2的比例关系是，SI:S2=0.55 0.80，且在绝热棉的正面呈不连续的点状分布，绝热棉正面的双粘结剂的形状不应出现薄膜状、平片状、长条状。在所述步骤(2 )中，所述摩擦质为镁砂。每个孔洞置放2-6颗镁砂，每颗镁砂的边界尺寸为1.5mm-4mm。双粘结剂呈粘稠状，室温下粘度30 100P (手感粘性良好，P是粘度单位)；必要时，在所述步骤(3)中还包括对双粘结剂加热的步骤，对双粘结剂进行适当加热，使“双粘结齐Γ在略高于室温下具有适当的流动性与足够的粘度，确保“双粘结剂”在室温下粘合在绝热棉孔洞中。与现有技术相比，本发明具有下列优点:1、合金热轧用可粘贴绝热棉中“双粘结剂”含有的玻璃粉具有较高的软化点，高温下粘度高，与工件(轧坯)的粘合牢实，可直接粘贴在加热工件的表面，对工件具有良好的保温效应。若干颗氧化镁砂粒(镁砂)置于孔洞底部，靠近绝热棉背面，绝热棉背面则与轧辊的表面相接触，镁砂作为摩擦质，显著强化高温下包复可粘贴绝热棉的加热工件与轧辊之间摩擦力，合理平衡应用含玻璃粉绝热棉保温热轧时润滑与摩擦的矛盾，有效平衡了保温热轧时绝热棉中玻璃粘结剂的润滑性与所需摩擦力的矛盾，突破了高温合金应用可粘贴绝热棉进行保温热轧所需较高摩擦力的要求，实现了应用一种特殊的可粘贴绝热棉进行保温热轧的可行性，保温热轧得以顺利进行。2、与传统的“不锈钢板+绝热棉”复合包套保温热轧技术相比较，不存在由于不锈钢变形抗力远低于高温合金的变形抗力、导致工件上包复的不锈钢板轧薄后形成层层折皱的问题，从而不影响保温热轧对轧材尺寸和形状控制的可操作性。3、与传统的“不锈钢板+绝热棉”复合包套保温热轧技术相比较，一种合金热轧用可粘贴绝热棉的正面可直接粘贴在热轧坯的表面，用于轧坯的保温包覆，无需在绝热棉背面包覆钢板加以固定，简化了工艺，节约了生产成本。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是一种合 金热轧用可粘贴绝热棉的正面结构示意图。图2是图1的A— A剖面示意图。
具体实施例方式本发明合金热轧用可粘贴绝热棉如图1、2所示，其所述绝热棉选用市场可供应优质陶瓷耐火纤维材料，与一般绝热棉相比，纤维应较长，较不易粉化，不得使用矿物性石棉原材料(简称石棉)制造的绝热棉，而应采用品质良好的Al2O3和SiO2等原材料、经高温熔炼后甩丝而成的优质绝热棉，其质量要求是低导热率、低热容量，800 1300°C高温下不易粉化，仍保持较好弹性。可以卷曲的绝热棉，展开后是一个长方形的平面板，其长度可为宽度的10倍以上，例如，宽度为600mm时,长度则可超过6000mm,厚度Hl —般为12mm至15mm,在绝热棉长方形平面板的整个正面(与背面相对应)布满浇灌双粘结剂的孔洞1，直径为6 10mm，深度H2小于绝热棉的厚度Hl，H2= (0.6 0.8) Hl，Hl — H2彡2_ ;每个孔洞I以正方形(或面心正方形)点阵结构形式呈周期性均匀分布，每个点阵均与绝热棉的长度矢向(或宽度矢向)相平行，与长度矢向(或宽度矢向)相平行的相邻孔洞I的邻间距L=20 50mm。上述孔洞I底部放置有摩擦质3 (镁砂)，然后在孔洞I内浇灌双粘结剂2，所述双粘结，2由室温粘结剂和软化点较高的玻璃粉组成的混合物。上述合金热轧用可粘贴绝热棉制造方法:(I)将卷曲的绝热棉展开，如图1所示，在绝热棉平面的正面开戳孔洞1，以便于将摩擦质置于孔洞I底部和浇灌双粘结剂；孔洞I的最大直径6 10mm，深度H2小于绝热棉的厚度H1，H2= (0.6 0.8) Hl，Hl — H2彡2mm ;将每个孔洞I视为一个点，布满绝热棉正面的孔洞1，在整个绝热棉的正面上，孔洞I以正方形或面心正方形点阵结构形式呈周期性均匀分布，每个点阵均与绝热棉的长度矢向或宽度矢向相平行，与长度矢向或宽度矢向相平行的相邻孔洞I的邻间距L=20 50mm。(2)采用镁砂作为摩擦质3，如图2所示，将镁砂置入可粘贴绝热棉的孔洞I底部；每个孔洞置放2-6颗镁砂，每颗镁砂的边界尺寸为1.5mm-4mm。(3)双粘结剂2的制备:将室温粘结剂、软化点较高的玻璃粉按(40 20): (60 80)的重量比例均匀混合，室温粘结剂、软化点较高的玻璃粉混合物加水充分搅拌成双粘结剂；必要时，对双粘结剂2进行适当加热，使双粘结剂2在略高于室温下具有适当的流动性与足够的粘度，确保双粘结剂2在室温下粘合在绝热棉孔洞中。(4)将双粘结剂2灌入绝热棉正面已置入镁砂的孔洞I内，烘干后双粘结剂2的表面应与绝热棉的正面基本持平，绝热棉正面双粘结剂的面积之和Si与绝热棉正面总面积S2的比例关系是，SI:S2=0.55 0.80，且在绝热棉的正面呈不连续的点状分布，绝热棉正面的双粘结剂的形状不应出现薄膜状、平片状、长条状。上述方法获得的合金热轧用可粘贴绝热棉的应用一:在某环轧机上进行常规热轧工艺(即热轧时不对加热的环坯工件表面采取保温措施)和采用本发明的合金热轧用可粘贴绝热棉的保温热轧工艺的轧环对比试验，轧环材料为GH4145高温合金，环坯工件尺寸为(Φ 1140/Φ 700) X 270mm，轧后环件尺寸为(Φ 2020/Φ 1860) X 350mm，工件的加热温度为1190°C。当采用常规热轧工艺轧环件时，热轧过程中工件降温迅速，曾被迫采取三火的热轧工艺，每火变形量不足30%，检验表明，热轧环件晶粒较为粗大(3 2级);当采用本发明合金热轧用可粘贴绝热棉的保温热轧工艺热轧环时，热轧过程中工件降温较慢，一火即可完成环件的热轧，一火热轧变形量超过50%，检验表明，热轧环件晶粒较为细小(约5级)，综合力学性能良好，充用显示了采用《一种合金热轧用可粘贴绝热棉》保温热轧环件工艺的优越性。上述方法获得的合金热轧用可粘贴绝热棉的应用二:分别采用专利号为ZL200510023801.0公开的可粘贴绝热棉和本发明的合金热轧用可粘贴绝热棉，在Φ500轧机上轧制Nimonic80A合金棒材,轧还尺寸为130mm方还,车L后棒材尺寸为Φ 80mm棒材，轧坯加热温度为1100°C(通常按1150 1160°C加热，容易导致轧棒局部晶粒偏粗)，应用结果表明:当采用专利号为ZL200510023801.0公开的可粘贴绝热棉保温热轧时，轧坯与轧辊之间打滑，轧辊处于空转状态，轧坯在原位置处于零变形状态，保温热轧无法进行；当采用本发明合金热轧用可粘贴绝热棉保温热轧时，热轧过程顺畅，终轧温度达980°C，检验结果表明，轧棒的组织与性能良好，优于通常轧制的NimonicSOA合金棒材，显示出采用本发明合金热轧用可粘贴绝热棉进行高温合金保温热轧的可行性和有效性，突破了采用较低加热温度保温热轧Nimonic80A合金以获得均匀细晶轧棒的难题。上述实 施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种合金热轧用可粘贴绝热棉，所述绝热棉可卷曲，展开后是一个长方形平面板，在所述绝热棉长方形平面板的整个正面布满浇灌双粘结剂的孔洞，相邻孔洞的间距为1=20 50mm，所述孔洞的直径为6 10mm，所述孔洞的深度H2与所述绝热棉的厚度Hl之间的关系为:H2= (0.6 0.8)H1，且Hl — H2彡2mm ;所述绝热棉正面双粘结剂的面积之和SI与绝热棉正面总面积S2的比例关系是SI:S2=0.55 0.80，其特征在于:所述双粘结剂由室温粘结剂和软化点较高的玻璃粉组成的混合物，所述孔洞内底部设置有强化工件与轧辊之间摩擦力的摩擦质。
2.根据权利要求1所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉，其特征在于:所述摩擦质为镁砂。
3.根据权利要求2所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉，其特征在于:所述镁砂的边界尺寸为1.5mm-4mm。
4.根据权利要求2或3所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉，其特征在于:每个孔洞底部的镁砂数量为2-6颗。
5.根据权利要求1所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉，其特征在于:在整个绝热棉的正面上将每个孔洞视为一个点，所述孔洞以正方形或面心正方形点阵结构形式呈周期性均匀分布，每个点阵均与绝热棉的长度矢向或宽度矢向相平行。
6.根据权利要求1所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉，其特征在于:所述软化点较高的玻璃粉软化点温度为850 950°C，其主要成分是Si02、B203、A1203、CaO0
7.一种合金热轧用可粘贴绝热棉的制造方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将卷曲的绝热棉展开，在绝热棉平面的正面开戳孔洞，以便于将摩擦质置于孔洞底部和浇灌双粘结剂；孔洞 的最大直径6 10mm，深度H2小于绝热棉的厚度H1，H2= (0.6 0.8)H1，Hl - H2 ^ 2mm ;将每个孔洞视为一个点，布满绝热棉正面的孔洞，在整个绝热棉的正面上，孔洞以正方形或面心正方形点阵结构形式呈周期性均匀分布，每个点阵均与绝热棉的长度矢向或宽度矢向相平行，与长度矢向或宽度矢向相平行的相邻孔洞的邻间距L=20 50mm ; (2)将摩擦质置入可粘贴绝热棉的孔洞底部； (3)双粘结剂的制备:将室温粘结剂、软化点较高的玻璃粉按(40 20):(60 80)的重量比例均匀混合，室温粘结剂、软化点较高的玻璃粉混合物，加水充分搅拌成双粘结剂； (4)将双粘结剂灌入绝热棉正面已置入镁砂的孔洞内，烘干后双粘结剂的表面应与绝热棉的正面基本持平，绝热棉正面双粘结剂的面积之和SI与绝热棉正面总面积S2的比例关系是，SI:S2=0.55 0.80，且在绝热棉的正面呈不连续的点状分布，绝热棉正面的双粘结剂的形状不应出现薄膜状、平片状、长条状。
8.根据权利要求7所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉的制造方法，其特征在于:在所述步骤(2)中，所述摩擦质为镁砂。
9.根据权利要求8所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉的制造方法，其特征在于:每个孔洞置放2-6颗镁砂，每颗镁砂的边界尺寸为1.5mm-4mm。
10.根据权利要求7所述的一种合金热轧用可粘贴绝热棉的制造方法，其特征在于:在所述步骤(3)中还包括对双粘结剂加热的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种合金热轧用可粘贴绝热棉及其制造方法，首先，在所述绝热棉整个正面布满浇灌双粘结剂的孔洞，所述孔洞内底部设置有摩擦质，由室温粘结剂和软化点较高的玻璃粉组成的混合物加水混合制备成双粘结剂后浇灌进孔洞，可粘贴绝热棉中嵌入了强化工件与轧辊之间摩擦力的材料，作为摩擦质，显著强化高温下包复可粘贴绝热棉的加热工件与轧辊之间摩擦力，合理平衡应用含玻璃粉绝热棉保温热轧时润滑与摩擦的矛盾，使保温热轧得以顺利进行。
文档编号F16L59/02GK103225726SQ201310177558
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月14日 优先权日2013年5月14日
发明者周奠华, 马建兴 申请人:江苏苏南重工机械科技有限公司