[發明專利]一種激光切割機用防燒材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111089564.3
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN113523611B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 楊緒廣;王雅為;路世強;張偉;徐猛
• 申請（專利權）人: 濟南邦德激光股份有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;C23C22/68;C04B28/26
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 劉寶

本發明涉及激光切割技術領域，具體涉及一種激光切割機用防燒材料及其制備方法，所述防燒材料包括碳鋼板、耐高溫隔熱涂層、耐高溫反射涂層，所述制備方法包括：將含硅固體、膨潤土、無機硅酸鹽溶液、石墨鱗片、陶瓷纖維及納米氧化鋯混合，得到耐高溫隔熱涂料；將無機硅酸鹽溶液、滑石粉、納米二氧化鈦、三氧化二鋁、石墨烯混合，得到耐高溫反射涂料；在碳鋼板表面依次噴涂耐高溫隔熱涂料、耐高溫反射涂料，得到激光切割機用防燒材料。本發明借助涂料各原料的協同配合，克服了石墨板斷裂韌性差、鑄鐵板及碳鋼板熔點低的不足，結構牢靠，涂層不易脫落，可反射及散射激光，強度高。

技術領域

本發明涉及激光切割技術領域，具體涉及一種激光切割機用防燒材料及其制備方法。

背景技術

激光切割機工作時，激光器發出激光，激光由反射鏡傳遞并通過聚集鏡照射到待切割的工件表面，工件表面在熱能作用下溫度急速上升并處于熔融的狀態，利用輔助氣體將熔渣清除，便能實現加工目的。在加工過程中，熔渣以及激光穿透板材時散發的能量會對切割機造成一定的燒傷，影響切割機的使用壽命。

現階段一般采用在激光切割器床身上設置防燒材料的方法對切割機進行隔熱保護，防燒材料根據材質不同可分為石墨板、鑄鐵板、碳鋼板等。其中，石墨板雖能起到隔熱、導熱的作用，但由于斷裂韌性較差，清理熔渣時易碎，需要經常更換；鑄鐵板和碳鋼板存在熔點較低的缺陷，高功率切割下防護效果較差。

由于現有防燒材料不能同時滿足強度、韌性、耐高溫以及防激光擊穿等性能要求，提供一種具備結構牢靠、耐高溫、可反射激光、強度高的激光切割機用防燒材料及其制備方法便具備重要意義。

發明內容

針對現有防燒材料存在的強度、韌性、耐高溫以及防激光擊穿性能難以同時滿足使用需求的技術問題，本發明提供一種激光切割機用防燒材料及其制備方法，所述防燒材料包括碳鋼板、耐高溫隔熱涂層、耐高溫反射涂層三層，碳鋼板與耐高溫隔熱涂層之間可通過化學反應形成離子鍵和共價鍵，鍵能較大，粘結牢靠，且熔點較高；耐高溫隔熱涂層與耐高溫反射涂層之間可通過化學鍵及膨潤土形成牢固連接。使用本發明防燒材料能夠有效避免激光切割機工作時床體結構受熱升溫速度快，降低熱變形對機床加工精度的影響。

第一方面，本發明提供一種激光切割機用防燒材料，所述防燒材料包括三層，內層為碳鋼板，中間層為耐高溫隔熱涂層，外層為耐高溫反射涂層，

所述耐高溫隔熱涂層由耐高溫隔熱涂料形成，所述耐高溫隔熱涂料包括如下原料：

無機硅酸鹽溶液、含硅固體、石墨鱗片、膨潤土、陶瓷纖維、納米氧化鋯，其中所述含硅固體為二氧化硅或含有二氧化硅的固體，如純的二氧化硅粉末、砂子、水泥；

所述耐高溫反射涂層由耐高溫反射涂料形成，所述耐高溫反射涂料包括如下原料：

無機硅酸鹽溶液、納米二氧化鈦、三氧化二鋁、滑石粉、石墨烯。

進一步的，所述碳鋼板的厚度為5mm。當碳鋼板厚度5mm時，碳鋼板受熱或受沖擊時的變形量大，不易控制；當碳鋼板厚度5mm時，碳鋼板成本過高，且重量較大，搬運困難。

進一步的，所述無機硅酸鹽溶液為重量比3：1的硅酸鈉和膠體二氧化硅的混合溶液，所述無機硅酸鹽溶液的濃度為1000μg/mL（常溫）。

進一步的，所述耐高溫隔熱涂料包括如下重量份數的原料：

無機硅酸鹽溶液35-45份、含硅固體15-30份、石墨鱗片15-25份、膨潤土5-15份、陶瓷纖維2-10份、納米氧化鋯2-10份。

當用量超出范圍后，涂料的流動性改變，涂料附著力較差，防燒能力下降。

進一步的，所述耐高溫反射涂料包括如下重量份數的原料：