专利名称：一种橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在橡胶基体上镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，属于复合材料技术 领域。
背景技术：
在冶金、电力、建材、机械、化工等行业，耐磨橡胶和陶瓷常被用于制作耐磨部件， 如耐磨衬板、输送带、管道等。橡胶材料的弹性形变大，弹性模量极小；橡胶的泊松比大， 形变时体积几乎不变。橡胶不仅广泛用于车辆轮胎的制造，而且也用于贮仓、漏斗、滑槽等 装置耐磨部件的制造。申请号为93111075.0的中国发明专利“轻重负荷型冷料用超耐磨 橡胶衬板及制造方法”，以天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶为胶料，选用适量的活化剂、促进 齐U、软化剂、老化剂、硫化剂、增塑剂、补强剂和补强填充剂为配合剂，按合理的配方和加料 顺序、工艺过程制造出了耐磨衬板。申请号为9421U91. 1的中国实用新型专利“一种输送 带”，在橡胶内设有金属网骨架，该金属网骨架的主要作用是保证输送带在300°C高温下不 变形，不断裂。申请号为200710179841. 3中国发明专利“一种耐磨橡胶复合材料的制备方 法”，采用石墨改性技术，发明了石墨/橡胶复合材料，制备出了性能优异、低摩擦系数、高耐 磨性的橡胶复合材料。橡胶耐磨衬板具有成本低、重量轻、易安装、维修方便、寿命长、韧性 和塑性好、耐冲击等优点。陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等性能远远优于金属 材料和橡胶等高分子材料。但是，脆性是陶瓷材料的一个致命弱点。因此，陶瓷材料只适于 冲击载荷不大的工况。如中国实用新型专利ZL03207616. 9“焊接式耐磨陶瓷片”，其陶瓷片 由氧化铝粉经高温烧制工艺制作，在陶瓷片的中部设有广2个圆锥形焊接孔，采用塞焊工 艺连接到耐磨构件上，若干块连接形成整体。该专利解决了将陶瓷片粘贴于磨损部位，使用 中容易脱落的问题。将陶瓷材料与其他材料复合，制成复合材料，以克服陶瓷材料脆性大，不耐冲击的 缺陷。申请号200910015174. 4的中国发明专利“一种金属陶瓷复合耐磨材料及其制备方 法”，采用特殊结构设计的耐磨陶瓷块，利用焊接技术将耐磨陶瓷块与金属基体连接起来， 制成金属陶瓷复合耐磨材料。申请号2009100163M.4的中国发明专利“金属中镶嵌陶瓷 的耐磨材料及其制备方法”，耐磨陶瓷块的结构特殊设计成工作段、定位段，采用粘接或热 装技术与金属基板连接，制成金属中镶嵌陶瓷的耐磨材料。金属与陶瓷复合提高了陶瓷的 耐冲击性能，但在载荷的冲击动量较大的工况下，由于金属变形的变形能力差，容易造成陶 瓷材料的成块脱落。并且，金属的重量较陶瓷大，制成的金属陶瓷复合材料的重量也远大于 陶瓷材料，使得安装不甚方便。申请号为93233642. 6的中国实用新型专利“耐磨陶瓷橡胶 衬板”提出了将陶瓷顶板和橡胶层底板通过粘胶层粘接制成耐磨衬板的技术，作为耐磨工 作层的陶瓷顶板由于在横向没有橡胶的缓冲，容易在冲击载荷作用下，成块脱落。申请号为 95247096. 9的中国实用新型专利“陶瓷橡胶复合衬板”则是将陶瓷块、橡胶板、金属板通过 热硫化粘接到一起，与申请号为93233642. 6的中国实用新型专利类似容易在冲击载荷作用下，成块脱落。申请号为01276122. 2中国实用新型专利“陶瓷橡胶耐磨复合板”、申请号 为92107080. 2实用新型专利“一种耐磨陶瓷橡胶衬板”、申请号为200820059180. 0实用新 型专利“一种耐磨陶瓷橡胶衬板”、均是将陶瓷块粘接到橡胶表面上，而不是将陶瓷嵌入橡 胶内部。由橡胶和陶瓷制成复合材料，充分利用了橡胶弹性变形大，可吸收冲击载荷的能 量，减缓物料的冲击作用，而且陶瓷的高耐磨性将大大延长耐磨件的使用寿命。橡胶的质量 轻，橡胶和陶瓷复合材料整体质量也小于金属与陶瓷的复合材料，便于安装，特别是现场的 安装维修。但橡胶与陶瓷的复合材料的耐热性能不如金属与陶瓷的复合材料。随着机械零部件使用工况的日益苛刻，特别是物料落差大，冲击动量大，耐磨件的 磨损相当严重；有些象输送物料等的设备，要求耐磨件的质量轻，耐磨件安装容易。因此，用 户对耐强冲击、高耐磨、质量轻的耐磨件的需求也比较迫切。发明内容基于现有耐磨橡胶抗磨性能不如陶瓷材料，但其韧性、塑性好，比重小，变形能力 强，能够吸收大的冲击动量；陶瓷材料脆性大，抗冲击性能差，但其具有高抗磨性能的特点。 本实用新型提供一种橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，利用了两种材料各自的优点，既具 有高抗磨、抗强冲击，又能通过变形吸收大冲击动量的优点。本实用新型采用如下技术方案一种橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，它包括橡胶基板，所述橡胶基板上设有若 干个盲孔，在盲孔内镶嵌有与盲孔尺寸相匹配的耐磨陶瓷块，橡胶基板与耐磨陶瓷块采用 紧配合或者粘接连接。耐磨陶瓷块的磨损面称为工作面。镶嵌是指陶瓷块部分或者完全镶 嵌入橡胶中。所述的橡胶基板为平板或弧面板，橡胶基板上设有与其相连接或嵌在橡胶基板内 的连接件。所述的连接件为螺栓或螺母或钢板或台阶通孔，其中螺栓或螺母或钢板与橡胶基 板相连接，台阶通孔设置于橡胶基板内。所述的耐磨陶瓷块为旋转体或者多面体或者旋转体与多面体的组合体，旋转体包 括圆台、圆柱、球体、半球体、圆锥以及上述旋转体的组合体，多面体包括棱台、棱柱、棱锥。 回转体优选圆台或圆柱，多面体优选棱台、棱柱。为了提高耐磨陶瓷块与橡胶的结合强度， 对与橡胶接触的耐磨陶瓷块的整个表面可以进行如下处理保持原几何体的表面形状，或 者在耐磨陶瓷块表面上预置上若干凹槽，或者预置上若干凹坑。以上所述凹槽的深度为 0. 5mnT3. 0mm，宽度不超过5mm，相邻两槽距离不超过10mm，凹槽横截面的形状为长方形、梯 形、三角形、半圆形之一，凹槽与陶瓷块工作面的夹角为0° ^30°。以上所述凹坑的深度为 0. 5mnT3. 0mm,体积不超过100立方毫米，凹坑横截面的形状为长方形、梯形、三角形、半圆 形之一，其在耐磨陶瓷块表面任意分布。所述耐磨陶瓷块为氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶 瓷、塞隆陶瓷中的一种所制成，耐磨陶瓷块的高度为2mnT48mm，且不小于盲孔深度。陶瓷块 的高度等于盲孔深度时为完全嵌入；陶瓷块的高度大于盲孔深度时为部分嵌入；陶瓷块的 体积不小于8立方毫米。所述耐磨陶瓷块优先选用氧化铝陶瓷。[0014]所述橡胶基板厚度为3mnT50mm，盲孔深度小于基板厚度，橡胶基板选用天然橡胶、 丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶中的一种或多 种。所述橡胶基板优选丁苯橡胶或顺丁橡胶或丁腈橡胶。橡胶基板的长度和宽度根据使用 工况的需要可以任意确定。所述盲孔的横截面为圆形或多边形或其他规则形状，盲孔横截面面积不小于4平 方毫米，相邻盲孔边缘之间的最小距离不小于0. 8mm。本实用新型所述橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料，其应用和实施具有如下明显 效果(1)橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料，既有橡胶材料韧塑性好，抗冲击的优点， 又有陶瓷材料硬度高，耐磨性能优良的长处。可用于承受较大冲击载荷的工况，克服了高耐 磨性陶瓷材料不耐冲击的弊端；(2)采用特殊结构设计的耐磨陶瓷块，硫化粘接剂在橡胶的生产过程中实现陶瓷 与橡胶的粘接，两者的结合强度高，使用时不容易脱落；(3)本实用新型的橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料与陶瓷耐磨材料相比，容易 安装，特别适合现场快速抢修安装；(4)本实用新型的橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料可以通过螺栓、螺母、钢板 (底板)机械连接到其他构件上，也可以采用粘接剂与其他构件连接，安装方便快捷。
图1为橡胶中镶嵌圆台状耐磨陶瓷块复合材料(板材)的上表面(耐磨工作面)；图2为橡胶中镶嵌圆台状耐磨陶瓷块复合材料(板材)的局部剖视图。图3为橡胶中镶嵌圆柱状耐磨陶瓷块复合材料(板材)的水平局部剖视图；图4为橡胶中镶嵌圆柱状耐磨陶瓷块复合材料(板材)的纵向局部剖视图；图5为橡胶中镶嵌圆柱状耐磨陶瓷块复合材料(板材)的横向局部剖视图；图6为与其他构件采用螺栓连接的结构图，其中上表面为耐磨工作面；图7为与其他构件采用螺母连接的结构图，其中上表面为耐磨工作面；图8为与其他构件采用台阶通孔连接的结构图，其中上表面为耐磨工作面。图9为安装有与其他构件连接用钢板的结构图，其中上表面为耐磨工作面。其中1耐磨陶瓷块，2橡胶基板，3螺栓，4螺母，6上表面，7下表面，8钢板(底 板)。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。图1、图2中，橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料包括橡胶基板2，橡胶基板2上 开设有若干个盲孔，橡胶基板盲孔开孔的一面为上表面6，盲孔不开孔的一面为下表面7。 在盲孔内镶嵌有与盲孔横截面尺寸相匹配的耐磨陶瓷块1，耐磨陶瓷块1可以部分或者全 部嵌入橡胶基板2中，橡胶基板2与耐磨陶瓷块1采用紧配合或者粘接连接，耐磨陶瓷块 1横截面面积最大的部位位于橡胶基板内部，或者在与橡胶接触的耐磨陶瓷块的侧面预制 上凹槽或者凹坑，在硫化阶段，这些凹槽或凹坑就会被嵌入橡胶，从结构上防止耐磨陶瓷块脱落。橡胶基板2厚度在3mm-50mm，盲孔深度小于橡胶基板2的厚度。橡胶基板2选用天 然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶中的一 种，或者选用将上述橡胶的两种或两种以上混炼后的橡胶。橡胶基板2优选丁苯橡胶或顺 丁橡胶或丁腈橡胶。橡胶基板的长度和宽度根据使用工况的需要可以任意确定。盲孔的横 截面为圆形或多边形或其他规则形状，横截面面积不小于4平方毫米，相邻盲孔边缘之间 的最小距离不小于0. 8mm。耐磨陶瓷块为氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶 瓷、氮化硅陶瓷、塞隆陶瓷中的一种。耐磨陶瓷块为旋转体或者多面体，耐磨陶瓷块的高度 为2mnT48mm，耐磨陶瓷块高度不小于盲孔深度。耐磨陶瓷块的高度等于盲孔深度时为完全 嵌入；耐磨陶瓷块的高度大于盲孔深度时为部分嵌入；耐磨陶瓷块的体积不小于8立方毫 米。本实用新型的橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料并不仅限于板材，也适合于其他形状， 如圆管、弧面板等，改变形状的橡胶中镶嵌耐磨陶瓷块的复合材料也在本专利的保护范围 之内。实施例1 (1)制备耐磨陶瓷块，采用已有技术制备耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块1的几何体为正 圆台，正圆台的下底面直径为10mm，上底面直径为7mm，高度为10mm。耐磨陶瓷块1的材质 为氧化铝陶瓷。(2)耐磨陶瓷块和螺母的处理，对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块用超声波清洗10分 钟，然后再用去离子水清洗并烘干；在上述制备的耐磨陶瓷块表面均勻涂上聚异氰酸酯胶热硫化粘接剂，涂两遍，每 遍涂后在室温下凉置30分钟，粘接剂涂层厚度30mm ；选用4个M16标准螺母，将螺母的侧面用机械加工的方法加工到与垂直面呈30° 角，对侧面按已有工艺进行喷砂处理，除去其表面的杂质、污物，然后用汽油清洗，自然晾干 20分钟，与橡胶接触的螺母表面上，均勻涂上聚异氰酸酯胶热硫化粘接剂，涂两遍，每遍涂 后在室温下凉置25分钟，粘接剂涂层厚度为30mm ；(3)选用丁苯橡胶为基板，橡胶基板的设计长度和宽度分别为305mm、200mm，厚度 为25mm，连接螺母的中心到橡胶基板长边和短边的距离均为25mm。根据橡胶基板的尺寸， 按已有技术设计硫化的模具。根据现有的橡胶生产技术和工艺选择生产橡胶的原料，进行 塑炼、混炼、压延后获得半成品原料，即胶料，然后进行硫化；把步骤(2)处理的4个螺母放 置到下模具上，横截面面积大的朝上，其中心到模具长边和短边的距离均为25mm。再把半成 品胶料放入下模具中，胶料的多少根据橡胶基板的厚度确定，然后将步骤(2)制备的耐磨陶 瓷块260个，均勻放置到胶料上表面，圆台形耐磨陶瓷块的上底面朝上，耐磨陶瓷块中心线 之间的距离为15mm。盖上上模具，把模具推入压力机的平板间，上、下两平板压紧，按现有工 艺进行硫化。硫化结束后，耐磨陶瓷块和螺母就在所加压力作用下，镶嵌到橡胶中。(4)将步骤( 制备的镶嵌有耐磨陶瓷块和螺母的橡胶基板，进行表面清理后，即 制得成品。实施例2 (1)制备耐磨陶瓷块采用已有技术制备耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块1的几何体为圆柱，圆柱的直径11mm， 高度为10mm。耐磨陶瓷块1的材质为塞隆陶瓷。6[0043](2)耐磨陶瓷块和螺栓的处理，对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块，用汽油清洗，清洗 清洁后自然晾干10分钟，或用风机吹干。在上述制备的耐磨陶瓷块表面均勻涂上聚氨酯胶，涂两遍，每遍涂后在室温下凉 置20分钟，粘接剂涂层厚度50mm ；选用4个M16 X 60标准螺栓，将螺栓头的侧面采用车床，用车削加工方法加工到与 垂直面呈35°角，加工后螺栓头横截面面积小的位于螺杆一侧，除去其表面的杂质、污物， 然后用汽油清洗，自然晾干20分钟，在与橡胶接触的螺栓表面上，均勻涂上聚氨酯胶，涂两 遍，每遍涂后在室温下凉置20分钟，粘接剂涂层厚度为50mm ；(3)选用顺丁橡胶为基板，橡胶基板的设计长度和宽度分别为304mm、304mm，厚度 为30mm，连接螺栓的中心线到橡胶基板长边和短边的距离均为^mm。根据橡胶基板的尺 寸，按已有技术设计硫化的模具。根据现有的橡胶生产技术和工艺选择生产橡胶的原料， 进行塑炼、混炼、压延后获得半成品原料，即胶料，然后进行硫化；把步骤(2)得到的4个螺 栓放置到下模具上，螺杆朝下插入模具的孔内，这样可以使螺杆在硫化结束后，不被橡胶包 覆。螺栓中心到模具长边和短边的距离均为^mm。再把半成品胶料放入下模具中，胶料的 多少根据橡胶基板的厚度确定，然后将步骤(2)得到的耐磨陶瓷块400个，均勻放置到胶料 上表面，圆柱轴线垂直胶料上表面，陶瓷块中心线之间的距离为15mm，盖上上模具。把模具 推入压力机的平板间，上、下两平板压紧，按现有工艺进行硫化。硫化结束后，耐磨陶瓷块和 螺栓就在所加压力作用下，镶嵌到橡胶中；(4)将步骤(3)制备的镶嵌有耐磨陶瓷块和螺栓的橡胶基板，进行表面清理后，即 制得成品。实施例3 (1)制备耐磨陶瓷块采用已有制备耐磨陶瓷块坯料，陶瓷块是直径10mm，长度50mm的圆柱体。耐磨陶 瓷块1的材质为碳化硅陶瓷；(2)耐磨陶瓷块的处理对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块用超声波清洗20分钟，然 后再用去离子水清洗并烘干；(3)选用丁基橡胶为基板，橡胶基板的设计长度和宽度分别为335mm、305mm，厚度 为20mm，根据橡胶基板的尺寸，按已有技术设计硫化的模具；根据现有的橡胶生产技术和 工艺选择生产橡胶的原料，进行塑炼、混炼、压延后获得半成品原料，即胶料，然后进行硫 化。把半成品胶料放入下模具中，胶料的多少根据橡胶基板的厚度确定，然后将步骤(2)制 备的耐磨陶瓷块120个，均勻放置到胶料上表面，圆柱轴线平行于胶料上表面，陶瓷块中心 线之间的距离为15mm，轴线方向相邻圆柱陶瓷块端面的最小距离为5mm，盖上上模具，把模 具推入压力机的平板间，上、下两平板压紧，按现有工艺进行硫化。硫化结束后，耐磨陶瓷块 在所加压力作用下，镶嵌到橡胶中；(4)将步骤(3)制备的橡胶中镶嵌有耐磨陶瓷块的复合材料，进行表面清理后，即 制得成品。该实施例制备的橡胶中镶嵌有耐磨陶瓷块的复合材料可以采用粘接剂粘接到构 件表面，作为耐磨衬板使用；也可以作为物料输送带使用。实施例4 (1)制备耐磨陶瓷块[0056]采用已有技术制备耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块1的几何体为正四棱台，正四棱台的 下底面为边长为12mm的正方形，上底面为边长8mm的正方形，高度为6mm。耐磨陶瓷块1的 材质为氮化硅陶瓷；(2)耐磨陶瓷块的处理对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块用超声波清洗30分钟，然 后再用去离子水清洗并烘干；在上述制备的耐磨陶瓷块表面均勻涂上环氧树脂胶，涂两遍，每遍涂后在室温下 凉置20分钟，粘接剂涂层厚度IOmm ；(3)选用天然橡胶和氯丁橡胶各占50% (wt%)的混炼胶为基板，橡胶基板的设计 长度和宽度分别为454mm、364mm，厚度为40mm ；采用台阶通孔与其他构件连接，台阶通孔的 中心线距橡胶板长边和短边的距离均为25mm，台阶通孔的孔径分别为40mm和18mm，直径 40mm孔的高度为30mm，直径18mm孔的高度为10mm，根据橡胶基板的尺寸，按已有技术设计 硫化的模具。根据现有的橡胶生产技术和工艺选择生产橡胶的原料，进行塑炼、混炼、压延 后获得半成品原料，即胶料；把半成品胶料放入下模具中，胶料的多少根据橡胶基板的厚度 确定，然后将步骤(3)制备的耐磨陶瓷块300个，均勻放置到胶料上表面，正四棱台的上表 面朝上，正四棱台的轴线垂直胶料上表面，轴线之间的距离为18mm。盖上上模具，把模具推 入压力机的平板间，上、下两平板压紧，按现有工艺进行硫化，同时通过模具直接制作出台 阶通孔；硫化结束后，耐磨陶瓷块在所加压力作用下，镶嵌到橡胶中；(4)将步骤( 制备的镶嵌有耐磨陶瓷块的橡胶基板，进行表面清理后，即制得成ρBFI ο实施例5:(1)制备耐磨陶瓷块采用已有技术制备耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块1的几何体为正圆台，正圆台的下底 面直径为10mm，上底面直径为7mm，高度为10mm。在正圆台的侧面采用现有技术预置上凹 槽，凹槽的深度为1. Omm,宽度为4mm，相邻两凹槽距离为8mm，凹槽横截面的形状为长方形， 凹槽与圆台上表面的夹角为0°，凹槽在圆台的侧面均勻分布。耐磨陶瓷块1的材质为氧化 铝陶瓷；(2)耐磨陶瓷块和螺母的处理对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块用超声波清洗15分 钟，然后再用去离子水清洗并烘干；；在上述制备的耐磨陶瓷块表面均勻涂上酚醛树脂胶，涂两遍，每遍涂后在室温下 凉置30分钟，粘接剂涂层厚度30mm ；选用4个M16标准螺母，将螺母的侧面用机械加工的方法加工到与垂直面呈30° 角，对侧面按已有工艺进行喷砂处理，除去其表面的杂质、污物，然后用汽油清洗，自然晾干 20分钟，与橡胶接触的螺母表面上，均勻涂上酚醛树脂胶，涂两遍，每遍涂后在室温下凉置 25分钟，粘接剂涂层厚度为30mm ；(3)选用丁苯橡胶为基板，橡胶基板的设计长度和宽度分别为305mm、200mm，厚度 为25mm，连接螺母的中心到橡胶基板长边和短边的距离均为25mm。根据橡胶基板的尺寸， 按已有技术设计硫化的模具。根据现有的橡胶生产技术和工艺选择生产橡胶的原料，进行 塑炼、混炼、压延后获得半成品原料，即胶料，然后进行硫化；把步骤(2)处理的4个螺母放 置到下模具上，横截面面积大的朝上，其中心到模具长边和短边的距离均为25mm。再把半成品胶料放入下模具中，胶料的多少根据橡胶基板的厚度确定，然后将步骤( 制备的耐磨 陶瓷块260个，均勻放置到胶料上表面，陶瓷块圆台的上底面朝上，陶瓷块中心线之间的距 离为15mm。盖上上模具。把模具推入压力机的平板间，上、下两平板压紧，按现有工艺进行 硫化。硫化结束后，耐磨陶瓷块和螺母就在所加压力作用下，镶嵌到橡胶中。(4)将步骤( 制备的镶嵌有耐磨陶瓷块和螺母的橡胶基板，进行表面清理后，即 制得成品。实施例6 (1)制备耐磨陶瓷块采用已有技术制备耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块1的几何体为正四棱台，正四棱台的 下底面为边长为120mm的正方形，上底面为边长IOOmm的正方形，高度为30mm。在正四棱台 的侧面采用现有技术预置上两个平行的凹槽，凹槽最浅处的深度为1. Omm,宽度为4mm，两 凹槽距离为8mm，凹槽横截面的形状为长方形，凹槽与正四棱台下底面的夹角为0°，凹槽 到正四棱台下底面的最短距离为2mm。耐磨陶瓷块1的材质为氧化铝陶瓷；(2)耐磨陶瓷块和螺母的处理对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块用超声波清洗18分 钟，然后再用去离子水清洗并烘干；在上述制备的耐磨陶瓷块表面均勻涂上聚异氰酸酯胶热硫化粘接剂，涂两遍，每 遍涂后在室温下凉置30分钟，粘接剂涂层厚度30mm ；选用4个M16标准螺母，将螺母的侧面用机械加工的方法加工到与垂直面呈30° 角，然后用汽油清洗，自然晾干20分钟，与橡胶接触的螺母表面上，均勻涂上聚异氰酸酯胶 热硫化粘接剂，涂两遍，每遍涂后在室温下凉置25分钟，粘接剂涂层厚度为30mm ；(3)选用氯丁橡胶为基板，橡胶基板的设计长度和宽度分别为660mm、660mm，厚度 为50mm，连接螺母的中心到橡胶基板长边和短边的距离均为30mm。根据橡胶基板的尺寸， 按已有技术设计硫化的模具。根据现有的橡胶生产技术和工艺选择生产橡胶的原料，进行 塑炼、混炼、压延后获得半成品原料，即胶料，然后进行硫化；把步骤(2)处理的4个螺母放 置到下模具上，横截面面积大的朝上，其中心到模具长边和短边的距离均为30mm。再把半成 品胶料放入下模具中，胶料的多少根据橡胶基板的厚度确定，然后将步骤( 制备的耐磨 陶瓷块25个，均勻放置到胶料上表面，陶瓷块正四棱台的上底面朝上，陶瓷块中心线之间 的距离为130mm，陶瓷块到模具边缘的最小距离为10mm。陶瓷块插入上模具深度为IOmm的 孔内，以使陶瓷块在橡胶的表面凸起10mm，在橡胶中嵌入20mm，盖上上模具。把模具推入压 力机的平板间，上、下两平板压紧，按现有工艺进行硫化。硫化结束后，耐磨陶瓷块和螺母就 在所加压力作用下，螺母镶嵌到橡胶中，耐磨陶瓷块嵌入橡胶20mm，IOmm凸起于橡胶表面。(4)将步骤( 制备的镶嵌有耐磨陶瓷块和螺母的橡胶基板，进行表面清理后，即 制得成品。实施例7 (1)制备耐磨陶瓷块采用已有技术制备耐磨陶瓷块，耐磨陶瓷块1的几何体为正四棱台，正四棱台的 下底面为边长为120mm的正方形，上底面为边长IOOmm的正方形，高度为30mm。在正四棱台 的侧面采用现有技术预置上两个平行的凹槽，凹槽最浅处的深度为1. Omm,宽度为4mm，两 凹槽距离为8mm，凹槽横截面的形状为长方形，凹槽与正四棱台下底面的夹角为0°，凹槽到正四棱台下底面的最短距离为2mm。耐磨陶瓷块1的材质为氧化铝陶瓷；(2)耐磨陶瓷块和钢板的处理对步骤(1)制备的耐磨陶瓷块1用超声波清洗18 分钟，然后再用去离子水清洗并烘干；对边长为660mm、厚度为12mm的正方形Q345钢板，按照现有的喷砂工艺进行处理， 除去Q345钢板表面的杂质、污物，然后用汽油清洗Q345钢板表面，清洗后自然晾干10分钟。在上述制备的与橡胶接触的耐磨陶瓷块1的表面和Q345钢板的表面均勻涂上聚 异氰酸酯胶热硫化粘接剂，涂两遍，每遍涂后在室温下凉置20分钟，粘接剂涂层厚度30mm ；(3)选用氯丁橡胶为基板，橡胶基板的设计长度和宽度分别为660mm、660mm，厚度 为30mm。根据橡胶基板的尺寸，按已有技术设计硫化的模具。根据现有的橡胶生产技术 和工艺选择生产橡胶的原料，进行塑炼、混炼、压延后获得半成品原料，即胶料，然后进行硫 化；把步骤(2)处理的钢板放置到下模具上，涂有热硫化粘接剂的面朝上。再把半成品胶料 放入下模具中，胶料的多少根据橡胶基板的厚度确定，然后将步骤( 制备的耐磨陶瓷块 25个，均勻放置到胶料上表面，陶瓷块正四棱台的上底面朝上，陶瓷块中心线之间的距离为 130mm，陶瓷块到模具边缘的最小距离为10mm。陶瓷块插入上模具深度为IOmm的孔内，以使 陶瓷块在橡胶的表面凸起10mm，在橡胶中嵌入20mm，盖上上模具。把模具推入压力机的平 板间，上、下两平板压紧，按现有工艺进行硫化。硫化结束后，Q345钢板与橡胶板的下表面 连为一体。耐磨陶瓷块嵌入橡胶20mm，IOmm凸起于橡胶表面。(4)将步骤( 制备的镶嵌有耐磨陶瓷块、下表面粘接有钢板的橡胶基板，进行表 面清理后，即制得成品。
权利要求1.一种橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，它包括橡胶基板，所述橡胶基板上 设有若干个盲孔，在盲孔内镶嵌有与盲孔尺寸相匹配的耐磨陶瓷块，橡胶基板与耐磨陶瓷 块采用紧配合或者粘接连接。
2.按照权利要求1所述的橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，所述的橡胶基 板为平板或弧面板，橡胶基板上设有与其相连接或嵌在橡胶基板内的连接件。
3.按照权利要求2所述的橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，所述的连接件 为螺栓或螺母或钢板或台阶通孔，其中螺栓或螺母或钢板与橡胶基板相连接，台阶通孔设 置于橡胶基板内。
4.按照权利要求1或2所述的橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，所述的耐磨 陶瓷块为旋转体或多面体或者旋转体与多面体的组合体。
5.按照权利要求4所述的橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，所述的旋转体 为圆台体或圆柱体或侧面带有凹槽的圆台体或者侧面带有凹槽的圆柱体或侧面带有凹坑 的圆台体或者侧面带有凹坑的圆柱体；所述的多面体为棱台体或棱柱体或棱锥体或侧面带 凹槽的棱台体或侧面带凹槽的棱柱体或侧面带凹槽的棱锥体。
6.按照权利要求5所述的橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，所述凹槽的深 度为0. 5mm 3. Omm,宽度不超过5mm，相邻两槽距离不超过10mm，凹槽横截面的形状为长方 形、梯形、三角形或半圆形之一，凹槽与耐磨陶瓷块工作面的夹角为0° 30°。
7.按照权利要求5所述的橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，其特征是，所述的凹坑的 深度为0. 5mnT3. 0mm,体积不超过100立方毫米，凹坑横截面的形状为长方形、梯形、三角 形、半圆形之一。
专利摘要本实用新型公开了一种橡胶中镶嵌陶瓷的耐磨复合材料，它包括橡胶基板，所述橡胶基板上设有若干个盲孔，在盲孔内镶嵌有与盲孔尺寸相匹配的耐磨陶瓷块，橡胶基板与耐磨陶瓷块采用紧配合或者粘接连接。在橡胶的硫化工艺过程中，在橡胶中嵌入预处理的耐磨陶瓷块，橡胶与耐磨陶瓷块采用紧配合或者粘接连接。本实用新型复合材料既有橡胶材料韧塑性好，抗冲击的优点，又有陶瓷材料硬度高，耐磨性能优良的长处。可用于承受较大冲击载荷的工况，克服了高耐磨性陶瓷材料不耐冲击的弊端。
文档编号F16S1/00GK201836636SQ201020182988
公开日2011年5月18日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者孙俊生, 孙逸群 申请人:山东大学