[发明专利]薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的制备方法

说明书

薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的制备方法，它涉及一种封板材料及其制备方法。本发明是为了解决氮化硼基复相陶瓷侧封材料烧结温度高和低熔点烧结助剂导致侧封材料服役性能下降的技术问题。材料由氮化硼、电熔氧化锆、碳化硅和添加剂制成。方法：一、称取原料；二、将制备复合粉末；三、制备氮化硼复合粉末；四、氮化硼基陶瓷侧封板材料预制坯体的制备；五、薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的制备。本发明所制备的薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的致密度可达到97％以上，具有优异的综合力学性能，其抗弯强度值可达到420MPa。本发明属于陶瓷侧封板材料的制备领域。

技术领域

本发明涉及一种封板材料的制备方法。

背景技术

双辊薄带连铸技术是一种新型的薄带钢生产工艺，作为钢铁工业发展方向的前沿技术，可不经连铸、加热和热轧等生产工序，直接由液态钢水生产出厚度为1～5mm的薄带坯，在短时间内完成从液态金属到固态薄带的全部过程。另外，在获得特殊性能方面具有独特优势，可实现高性能钢材的减量化生产途径，得到了世界钢铁界的广泛重视，但仍需要不断完善以尽快实现工业化生产。

侧封板是在结晶辊两端添加的防漏部件，起到约束金属液体，促进薄带成型，保证薄带边缘质量等作用。但结晶辊的工况要求较为复杂，对侧封板材料的机械性能和理化性能稳定性均提出了较为苛刻的要求，需同时具备抗热震性能、抗钢水侵蚀性能、耐高温摩擦磨损性能和高温尺寸稳定性等要求，致使传统的耐火材料不能满足侧封板的工况要求。

六方氮化硼陶瓷材料，具有高温自润滑作用、热膨胀系数低、热导率高、抗热震性能好、高温化学稳定性良好、对凝固物的剥离性好、与熔融金属不浸润等优点，是先进陶瓷材料家族中重要的一员，可广泛应用于金属冶炼以及高温摩擦磨损等关键工程领域。但氮化硼具有高熔点、共价键强和自扩散系数低等物理特性，以及在烧结过程中易形成卡片房结构，即使施加外力也很难将其破坏。采用一般的常规热压烧结工艺，需在1800～2000℃，20～40MPa的高温热压条件下才能将其烧结致密，增加了氮化硼陶瓷材料的制备成本，阻碍了氮化硼材料在工程领域的广泛应用。

添加低熔点烧结助剂能够有效的促进氮化硼复相陶瓷材料烧结致密化，提高陶瓷材料的致密度和室温力学性能。但低熔点烧结助剂的大量残留会导致热机械性能受到显著的影响，高温抗弯强度和抗热蠕变性能明显降低。此外，低熔点相向钢水中的溶解扩散，不仅降低了氮化硼复相陶瓷的抗钢水侵蚀性能，降低其使用寿命和使用安全性，还会对钢水造成污染，影响产品质量。因此，如何选择有效的烧结助剂和制备技术，满足既可以发挥低熔点相对氮化硼基侧封板材料的助烧作用，降低制备成本，也能在后期减少低熔点相对侧封板材料服役性能的影响，这一直是亟需解决的工程技术难题。因此，研制和开发出组分组成合理和相应的制备技术，从而制备出服役性能优异的侧封板材料对薄带连铸技术的发展和大规律工业化生产具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决氮化硼基复相陶瓷侧封材料烧结温度高和低熔点烧结助剂导致侧封材料服役性能下降的技术问题，提供了一种薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的制备方法。

薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料按照重量份数由55份～85份的氮化硼、15份～35份的电熔氧化锆、5份～15份的碳化硅和5～10份的添加剂制成，所述添加剂为硼酸盐或硼酸盐水合物。

所述硼酸盐为硼酸钠、硼酸钙、硼酸镁、硼酸镁钙及硼酸钠钙中的一种或一种以上的组合。

所述硼酸盐水合物为十水四硼酸钠、十水四硼酸钙、十水硼酸镁钙及十水硼酸钠钙中的一种或一种以上的组合。

薄带连铸用氮化硼基陶瓷侧封板材料的制备方法如下：

一、按照重量份数称取55份～85份的氮化硼、15份～35份的电熔氧化锆、5份～15份的碳化硅和5～10份的添加剂，所述添加剂为硼酸盐或硼酸盐水合物；