一種保溫吸波防磁材料配方及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保溫吸波防磁材料配方及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]防磁材料在國內(nèi)被稱為高氮鉻錳不銹鋼，這種無磁不銹鋼最初是在七八十年代由國家鋼鐵研究總院與撫順特鋼聯(lián)合研制的。最初研制應(yīng)用于我們國家的鉆井技術(shù)。開發(fā)出的W1813N和N1310兩種無磁不銹鋼廣泛應(yīng)用于國內(nèi)無磁鉆鋌市場。由于在研制這種無磁鋼時(shí)，我們國家的鉆井技術(shù)非常落后，并沒有碰到比較復(fù)雜的井下環(huán)境(高溫、腐蝕環(huán)境)，因此W1813N和N1310的耐腐蝕性能極差，所以國產(chǎn)無磁不銹鋼鉆鋌在國際上由于耐蝕性差的原因，導(dǎo)致名聲不好。我國1975年將lCrl7Mn6Ni5N和lCrl8Mn8Ni5N納入國標(biāo)(GB)。研究發(fā)現(xiàn)CrMn系不銹鋼有很多不可多得的特性，如1、固溶處理后高的強(qiáng)度，2、冷加工高的硬化率、高的強(qiáng)化系數(shù)，3、無磁性(冷加工狀態(tài)下極低的導(dǎo)磁率)，4優(yōu)良的耐磨性，5較小的晶間腐蝕傾向。所以CrMn系不斷得到改良和創(chuàng)新，不斷開發(fā)出一系列新鋼種，這就形成CrMnN不銹鋼與AISI300(CrNi系)并列的AISI200(CrMn系)不銹鋼。由于這些鋼種Mn含量都很高，大大增加鋼中N的溶解度，因此N含量都在0.3-0.4%，固溶處理后可得到完全奧氏體組織，而且十分穩(wěn)定，冷作后可得到無磁及較高的強(qiáng)度。
[0003]目前國內(nèi)防磁材料在電磁攪拌過程應(yīng)用中，基本采用高的T1、N1、Cr、Mo合金，昂貴的T1、N1、Cr、Mo合金造成應(yīng)用領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高漲。并且，材料應(yīng)用中分項(xiàng)性能指標(biāo)也有不能滿足現(xiàn)場需求的狀況，停機(jī)檢修更換組件影響產(chǎn)量，壽命有待進(jìn)一步提高。在生產(chǎn)現(xiàn)場連鑄無磁夾送輥的材料具體選取上，一般通用歐洲的材料標(biāo)準(zhǔn)。原設(shè)計(jì)材質(zhì)是X5NiCrTi26-15(西馬克)，屬于德國牌號(hào)。國內(nèi)對(duì)應(yīng)成分為0Crl5Ni25Ti2MoAlVB。該成分的主要特點(diǎn)是依靠添加大量的穩(wěn)定奧氏體化的元素Ni，來獲得單相的奧氏體鋼，使其具有較低的磁導(dǎo)率，形成的產(chǎn)品在變頻高磁場強(qiáng)度環(huán)境下，減少對(duì)穿越鑄坯的磁力線的屏蔽，以改善鑄坯等軸晶率。此材料總體上能完成設(shè)計(jì)意圖，但相對(duì)工況使用要求合金元素過量浪費(fèi)，價(jià)格昂貴。并且此材料相對(duì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)較低，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品后，表現(xiàn)為屈服強(qiáng)度較低，使用過程極易發(fā)生撓曲變形；在硬度方面表現(xiàn)不理想，耐磨能力極差，使用中在磨粒磨損和粘著磨損狀態(tài)下，過早啃噬不能完成工藝要求。在焊接性能方面也不太好，熔敷過程中層間熔池反應(yīng)區(qū)氣體不宜上升，存留量較多，給后期修復(fù)帶來不便;另外，我們發(fā)現(xiàn)，材料在使用中受到冷卻水的侵蝕絕不容忽視，工廠所送噴淋冷卻水，通過前期的凈化水處理，大量藥品留存在冷卻水當(dāng)中，造成電導(dǎo)率極高，對(duì)材料的電化學(xué)腐蝕非常明顯。
[0004]更重要的是，目前的防磁材料并為制備出具有保溫和吸波功能的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述的問題，本發(fā)明提供了一種保溫吸波防磁材料配方及其制備方法，克服了現(xiàn)有防磁材料使用時(shí)存在強(qiáng)度和硬度較差、易腐蝕且成本較高的問題，通過該制備方法制得的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕，良好的性能可以使連鑄生產(chǎn)現(xiàn)場澆注不銹鋼及特殊鋼時(shí)減少中心偏析，減少粗大的柱狀晶，同時(shí)使用壽命的有效提高減少了停機(jī)下線的更換次數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)固定能耗少，增加鑄坯產(chǎn)能，有效地提高了連鑄效率，而且，本發(fā)明使得防磁材料具備保溫和吸波的功能，可以有效解決【背景技術(shù)】中的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種保溫吸波防磁材料配方，由保溫原料、吸波原料和防磁原料組成，其分別由下列重量份數(shù)的原料組成:
保溫原料:聚醚多元醇5-8份、苯均四酸二亞酰胺4-8份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯3-5份、辛酸亞錫10-14份、泡沫穩(wěn)定劑1-4份、二乙醇胺7-9份、蒸餾水20-30份、?；⒅?1_26份、膨脹石墨25-29份、聚磷酸銨12-15份；
吸波原料:丙烯腈4-7份、衣康酸6-8份、偶氮異丁腈10-12份、二甲基亞砜3-6份；
防磁原料:低碳合金35-41份、溴化聚苯乙烯35-64份、鐵15-23份、銅11-18份、改性硅灰石5-8份、石油磺酸鈣11-18份、鈦25-30份、膨脹珍珠粉1-7份、滑石粉10-17份、動(dòng)物膠5-14份、玻璃微珠11-24份、氫氧化鎂5.5-9份、苯乙烯-丙烯腈共聚物23-55份、羧甲基纖維素10-13份、硅灰粉5-7份、色母粒19-38份、微晶石蠟12_23份、硅1-9份、硅酸鈉5.5_11份。
[0007]進(jìn)一步地，由保溫原料、吸波原料和防磁原料組成，其分別由下列重量份數(shù)的原料組成:
保溫原料:聚醚多元醇5份、苯均四酸二亞酰胺4份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯3份、辛酸亞錫10份、泡沫穩(wěn)定劑I份、二乙醇胺7份、蒸餾水20份、?；⒅?1份、膨脹石墨25份、聚磷酸銨12份；
吸波原料丙烯腈4份、衣康酸6份、偶氮異丁腈10份、二甲基亞砜3份；
防磁原料:低碳合金35份、溴化聚苯乙烯35份、鐵15份、銅11份、改性硅灰石5份、石油磺酸鈣11份、鈦25份、膨脹珍珠粉I份、滑石粉1份、動(dòng)物膠5份、玻璃微珠11份、氫氧化鎂5.5份、苯乙烯-丙烯腈共聚物23份、羧甲基纖維素10份、硅灰粉5份、色母粒19份、微晶石蠟12份、娃I份、娃酸鈉5.5份。
[0008]另外本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種保溫吸波防磁材料的制備方法，先分別制備保溫膜層、吸波膜層和防磁膜層，然后將保溫膜層、吸波膜層和防磁膜層通過在真空環(huán)境中加熱壓縮，得到保溫吸波防磁材料。
[0009]進(jìn)一步地，所述保溫膜層的制備方法為:先將?；⒅榉湃肴萜髦袛嚢杈鶆?將聚醚多元醇、泡沫穩(wěn)定劑、蒸餾水按配方比例均勻混合成組分A，稱量144份苯均四酸二亞酰胺作為組分B，將多亞甲基多苯基多異氰酸酯、辛酸亞錫、二乙醇胺、膨脹石墨、聚磷酸銨混合作為C組，然后將A、B和C三組在塑料燒杯中混合并攪拌15s，倒入裝有?；⒅榈娜萜髦?，用電動(dòng)攪拌器快速攪拌45s，攪拌完畢后，立即將其倒入自制的模具中自由發(fā)泡，待發(fā)泡完畢后，將泡沫放入70 0C的烘箱中熟化24h。
[0010]進(jìn)一步地，所述電動(dòng)攪拌器的轉(zhuǎn)速勾速控制在1500r/min。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述模具的尺寸為15cmX 15cmX 15cm。
[0012]進(jìn)一步地，所述吸波膜層的制備方法為:將丙烯腈、衣康酸、偶氮異丁腈溶解在二甲基亞砜中，在60°C聚合24h后制得PAN聚合液，按其固含量的10%分別加入鐵，攪拌30分鐘后壓制成復(fù)合PAN膜，并在60 V下烘干，在N2氛圍中熱處理至700 V，制得吸波膜層。
[0013]進(jìn)一步地，所述防磁膜層的制備方法為:先將所有防磁原料送入鍛造煤氣爐混合加熱至1150-1200°C，保溫30-40分鐘，然后取出混合加熱的原料用鍛錘開鍛至溫度降至900°C，入爐加熱至1150-120(TC取出開鍛，反復(fù)操作至鍛造毛坯符合鍛造要求，鍛造毛坯加入臺(tái)車爐加熱至1050-1100°C保溫40-45分鐘，隨爐空冷至常溫后進(jìn)行粗加工，最后加熱至1120-1160°(:保溫90-95分鐘后，620-680°(:的溫度下水冷10-16小時(shí)，然后升溫至750-8101€保溫14-20小時(shí)后，空冷至常溫，并切成膜狀。
[0014]本發(fā)明有益效果為:本發(fā)明克服了現(xiàn)有防磁材料使用時(shí)存在強(qiáng)度和硬度較差、易腐蝕且成本較高的問題，通過該制備方法制得的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕，良好的性能可以使連鑄生產(chǎn)現(xiàn)場澆注不銹鋼及特殊鋼時(shí)減少中心偏析，減少粗大的柱狀晶，同時(shí)使用壽命的有效提高減少了停機(jī)下線的更換次數(shù)，單位時(shí)間內(nèi)固定能耗少，增加鑄坯產(chǎn)能，有效地提高了連鑄效率，而且，本發(fā)明使得防磁材料具備保溫和吸波的功能。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016]根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好的理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1:
一種保溫吸波防磁材料配方，由保溫原料、吸波原料和防磁原料組成，其分別由下列重量份數(shù)的原料組成:
保溫原料:聚醚多元醇5份、苯均四酸二亞酰胺4份、多亞甲基多苯基多異氰酸酯3份、辛酸亞錫10份、泡沫穩(wěn)定劑I份、二乙醇胺7份、蒸餾水20份、?；⒅?1份、膨脹石墨25份、聚磷酸銨12份；
吸波原料丙烯腈4份、衣康酸6份、偶氮異丁腈10份、二甲基亞砜3份；
防磁原料:低碳合金35份、溴化聚苯乙烯35份、鐵15份、銅11份、改性硅灰石5份、石油磺酸鈣11份、鈦25份、膨脹珍珠粉I份、滑石粉1份、動(dòng)物膠5份、玻璃微珠11份、氫氧化鎂5.5份、苯乙烯-丙烯腈共聚物23份、羧甲基纖維素10份、硅灰粉5份、色母粒19份、微晶石蠟12份、娃I份、娃酸鈉5.5份。
[0018]該材料的制備方法為:先分別制備保溫膜層、吸波膜層和防磁膜層，然后將保溫膜層、吸波膜層和防磁膜層通過在真空環(huán)境中加熱壓縮，得到保溫吸波防磁材料；
其中保溫膜層的制備方法為:先將?；⒅榉湃肴萜髦袛嚢杈鶆?將聚醚多元醇、泡沫穩(wěn)定劑、蒸餾水按配方比例均勻混合成組分A，稱量144份苯均四酸二亞酰胺作為組分B，將多亞甲基多苯基多異氰酸酯、辛酸亞錫、二乙醇胺、膨脹石墨、聚磷酸銨混合作為C組，然后將A、B和C三組在塑料燒杯中混合并攪拌15s，倒入裝有?；⒅榈娜萜髦校秒妱?dòng)攪拌器快速攪拌45s，攪拌完畢后，立即將其倒入自制的模具中自由發(fā)泡，待發(fā)泡完畢后，將泡沫放入70 0C的烘箱中熟化24h，所述電動(dòng)攪拌器的轉(zhuǎn)速勻速控制在1500r/min，所述模具的尺寸為15cmX 15cmX15cm；
其中吸波膜層的制備方法為:將丙烯腈、衣康酸、偶氮異丁腈溶解在二甲基亞砜中，在60°C聚合24h后制得PAN聚合液，按其固含量的10%分別加入鐵，攪拌30分鐘后壓制成復(fù)合PAN膜，并在600C下烘干，在N2氛圍中熱處理至700 V，制得吸波膜層。
[0019]其中防磁膜層的制備方法為