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一種特種耐磨陶瓷材料的制作方法

文檔序號(hào):11766162閱讀:293來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域,具體來(lái)說(shuō)是一種特種耐磨陶瓷材料。



背景技術(shù):

在礦山、化工等領(lǐng)域,皮帶輸送生產(chǎn)線(xiàn)是非常常見(jiàn)且用量很大的設(shè)備裝置,在一條輸送皮帶與另一條皮帶之間都有金屬管件或溜槽進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。這些管件長(zhǎng)期經(jīng)受物料沖刷,段時(shí)間內(nèi)就會(huì)將管壁磨穿,導(dǎo)致物料外泄,既造成了物料損失浪費(fèi),又污染了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。檢修人員四處補(bǔ)漏,每一處漏點(diǎn)采用普通鋼板補(bǔ)漏的周期為20—30天,且漏點(diǎn)多處于高處、高空,人生安全受到威脅。

現(xiàn)有技術(shù)著重提高陶瓷的高硬度,使其耐磨,但在應(yīng)對(duì)采礦、冶煉等大塊物料沖擊時(shí),現(xiàn)有陶瓷易產(chǎn)生斷裂,形成故障點(diǎn),由此開(kāi)始局部的損壞、脫落,局部脫落帶來(lái)大面積的損壞和脫落,不能發(fā)揮陶瓷的耐磨特性。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是在保留高硬度的前提下,提高陶瓷的抗沖擊性,提高陶瓷的整體性能,使其適應(yīng)于更多更惡劣的工況環(huán)境。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:

一種特種耐磨陶瓷材料,所述陶瓷材料由al2o3、mgo、zro2(ysz)、cr2o3、wc、蘇州土混合燒制而成。

在上述技術(shù)方案中,所述陶瓷包括以下重量份的原料:al2o3:75—95份、mgo:0.98—1.65份、蘇州土:3—20份、zro2(ysz):7—15份、cr2o3:0.1—0.3份、wc:0.5—8份。

在上述技術(shù)方案中,所述al2o3為α-al2o3。

在上述技術(shù)方案中,所述陶瓷材料還包括金紅石,所述金紅石中二氧化鈦含量占陶瓷材料的0.5-1.5份。

在上述技術(shù)方案中,所述陶瓷材料的制作過(guò)程為:

步驟一:將原料按配方進(jìn)行取量并粉碎至100—300μm的粉狀;

步驟二:將粉料在100—150℃環(huán)境下烘焙水分,取有機(jī)粘結(jié)劑與粉料混合均勻;

步驟四:采用全自動(dòng)液壓式干壓成型法將上述混合物制成相應(yīng)的坯形;

步驟四:對(duì)坯形進(jìn)行熱燒加溫,并同時(shí)對(duì)坯形進(jìn)行加壓,當(dāng)溫度和壓力穩(wěn)定后保持3-5個(gè)小時(shí)即可完成制作。

在上述技術(shù)方案中,所述有機(jī)粘接劑與粉料的比例在10%-40%之間。

在上述技術(shù)方案中,所述坯形溫度保持在1000—1800℃,壓力保持在20—400mpa。

綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:

本發(fā)明在常規(guī)工藝上進(jìn)行改進(jìn),通過(guò)在整體組分的基礎(chǔ)上降低對(duì)于zro2(ysz)在總體上的含量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷材料進(jìn)行曾韌,而在材料中增加cr2o3的含量,從而提高成品的硬度。在現(xiàn)有材料高硬度的前提下,提高了陶瓷的抗沖擊性,提高陶瓷的整體性能。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征,或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟,除了互相排斥的特征和/或步驟以外,均可以以任何方式組合。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是以al2o3為主要原料,以提供高硬度保障,加入zro2+y203(氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯),經(jīng)過(guò)1000—1800℃的溫度,歷時(shí)3—5小時(shí)的燒制,對(duì)al2o3進(jìn)行增韌,得到氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯多晶陶瓷材料。材料主要成份及配比:α-al2o3:75—95%,mgo:0.98—1.65%,蘇州土:3%—20%,zro2(ysz):8%—16%,cr2o3:0.1%—0.3%,wc:0.5%—8%,為了取得更好的效果,還可以在材料中添加金紅石。

而陶瓷的制作工藝為:

步驟1、制粉:將al2o3,mgo2,zro,cro,wc,蘇州土、金紅石按配方進(jìn)行取量并粉碎至100—300μm;

步驟2、混合:將粉料在100—150℃環(huán)境下烘焙水分,按10—40%的有機(jī)粘結(jié)劑比例與al2o3等粉料混合均勻;

步驟3、制坯:采用全自動(dòng)液壓式干壓成型法;

步驟4、燒制:在加熱燒制的同時(shí)對(duì)坯體進(jìn)行加壓,加壓保持在20—400mpa,溫度燒至1000—1800℃,溫度達(dá)到后保溫3—5小時(shí)加溫的時(shí)候加壓可以實(shí)現(xiàn)低溫?zé)瞥尚?,?jié)省能耗,控制成本。

實(shí)施方式一:

取75份α-al2o3,8份zro2(ysz),11份蘇州土,0.8份cr2o3,1.1份mgo,1份wc進(jìn)行上述制粉、混合、制坯、燒制四項(xiàng)步驟制造的陶瓷成品具備體積密度:4.2g/cm3,硬度:hra≥88,斷裂韌性:5.6mpa,抗彎強(qiáng)度≥480mpa。

實(shí)施方式二:

取80份α-al2o3,10份zro2(ysz),12份蘇州土,1份cr2o3,1.5份mgo,1.1份wc進(jìn)行上述制粉、混合、制坯、燒制四項(xiàng)步驟制造的陶瓷成品具備體積密度:4.6g/cm3,硬度:hra≥90,斷裂韌性:7.2mpa,抗彎強(qiáng)度≥670mpa。

實(shí)施方式三:

取80份α-al2o3,12份zro2(ysz),13份蘇州土,1份cr2o3,1.5份mgo,1.1份wc,1份金紅石進(jìn)行上述制粉、混合、制坯、燒制四項(xiàng)步驟制造的陶瓷成品具備體積密度:4.8g/cm3,硬度:hra≥92,斷裂韌性:9.3mpa,抗彎強(qiáng)度≥780mpa。

通過(guò)上述的不同組分和成品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,隨著α-al2o3的增加,成品的硬度在增加,而隨著zro2(ysz)在增加,成品的斷裂韌性也在增加,同時(shí)因?yàn)樵黾恿私鸺t石,而產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度則大幅度進(jìn)行了提高。同時(shí),在α-al2o3不變的情況下,zro2(ysz)的改變,使得斷裂韌性明顯改變。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合,以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。



技術(shù)特征:

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種特種耐磨陶瓷材料,所述陶瓷材料由AL2O3、MgO、ZrO2(YSZ)、Cr2O3、WC、蘇州土混合燒制而成。本發(fā)明在常規(guī)工藝上進(jìn)行改進(jìn),通過(guò)在整體組分的基礎(chǔ)上降低對(duì)于ZrO2(YSZ)在總體上的含量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化鋁陶瓷進(jìn)行增韌,而在材料中Cr2O3和WC的組分,可以顯著提高氧化鋁陶瓷的硬度,使產(chǎn)品在具有更高硬度的前提下,具備更強(qiáng)的抗沖擊性,提高陶瓷的整體性能和使用廣度。

技術(shù)研發(fā)人員:葉波;梁光文;王英
受保護(hù)的技術(shù)使用者:綿陽(yáng)市美匯科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日:2017.06.29
技術(shù)公布日:2017.10.20
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