[发明专利]一种用于激光切割设备的耐高温材料及其制备方法

说明书

本发明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50‑65重量份的铝矾土，5‑15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；(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32‑72h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。本发明提供的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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

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，本发明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，本发明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，本发明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。

第一方面，本发明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：

(1)将50-65重量份的铝矾土，5-15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；

(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32-72h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；

(4)脱模，即得耐高温材料。

进一步的，铝矾土为Al₂O₃含量大于85％的特级铝矾土。