本发明涉及新材料技术领域，具体是一种新型耐热耐磨陶瓷材料及其制备工艺。
背景技术
随着当代科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据当代科技的研究成果，开发出新材料，新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料；新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类；按材料性能分为结构材料和功能材料：结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求的材料；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等，新材料在国防建设上作用重大；其中，现有技术领域中的新型陶瓷材料的耐磨性能和耐热性能还有待提高，因此，研制出一种新型耐热耐磨陶瓷材料显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种新型耐热耐磨陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型耐热耐磨陶瓷材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：人造磨料80-100份、金刚砂60-80份、金属铬粉20-35份、二氧化锆30-40份、聚乙烯醇缩丁醛5-10份、聚丙烯树脂10-25份、无机盐晶须10-20份、二氧化铪5-15份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：人造磨料85-95份、金刚砂65-75份、金属铬粉25-30份、二氧化锆33-38份、聚乙烯醇缩丁醛7-9份、聚丙烯树脂15-20份、无机盐晶须13-17份、二氧化铪8-13份。
作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：人造磨料90份、金刚砂70份、金属铬粉28份、二氧化锆35份、聚乙烯醇缩丁醛8份、聚丙烯树脂18份、无机盐晶须15份、二氧化铪10份。
作为本发明再进一步的方案：所述无机盐晶须为碳酸钙晶须和硫酸钙晶须的等比重混合物。
作为本发明再进一步的方案：所述人造磨料为人造白刚玉，所述人造白刚玉中三氧化二铝的含量为90％-95％，余量为氧化铁和氧化硅的混合物。
作为本发明再进一步的方案：所述金属铬粉的粒径为3um-10um。
所述新型耐热耐磨陶瓷材料的制备工艺，步骤如下：
1)将人造磨料、金刚砂、二氧化锆、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯树脂、无机盐晶须、二氧化铪充分混合后置于球磨机内进行球磨处理，球磨方式为湿法研磨，研磨后粒径为3um-10um，得到混合物a，备用；
2)向步骤1)中得到的混合物a中加入金属铬粉混合均匀得到混合物b；
3)将步骤2)中得到的混合物b置于80—120℃温度环境中，并加入按照重量份计20-30份的粘结剂，所述粘结剂为石蜡，充分搅拌反应1-2小时，得到浆料；
4)将步骤3)中得到的浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯；
5)将步骤4)中得到的素坯置于烧结设备中进行烧结，烧结过程分为5个阶段：a)低温阶段：温度280-320℃，时间30-40min；b)中温阶段：温度350-950℃，时间1h，升温速率10℃/min；c)高温阶段：温度1000-1200℃，时间1h；d)保温阶段：温度500-800℃，时间30min；e)冷却阶段：冷却至室温；得到成品新型耐热耐磨陶瓷材料。
上述新型耐热耐磨陶瓷材料在制备陶瓷产品中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的一种新型耐热耐磨陶瓷材料在各种原料的共同配合作用下，其洛氏硬度、抗压强度、抗弯强度、导热性和热膨胀系数均优于现有技术领域中的陶瓷材料，可得到广泛运用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种新型耐热耐磨陶瓷材料，包括以下按照重量份的原料：人造磨料80份、金刚砂60份、金属铬粉20份、二氧化锆30份、聚乙烯醇缩丁醛5份、聚丙烯树脂10份、无机盐晶须10份、二氧化铪5份。
本实施例中，所述新型耐热耐磨陶瓷材料的制备工艺，步骤如下：
1)将人造磨料、金刚砂、二氧化锆、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯树脂、无机盐晶须、二氧化铪充分混合后置于球磨机内进行球磨处理，球磨方式为湿法研磨，研磨后粒径为3um-10um，得到混合物a，备用；
2)向步骤1)中得到的混合物a中加入金属铬粉混合均匀得到混合物b；
3)将步骤2)中得到的混合物b置于80—120℃温度环境中，并加入按照重量份计20-30份的粘结剂，所述粘结剂为石蜡，充分搅拌反应1-2小时，得到浆料；
4)将步骤3)中得到的浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯；
5)将步骤4)中得到的素坯置于烧结设备中进行烧结，烧结过程分为5个阶段：a)低温阶段：温度280-320℃，时间30-40min；b)中温阶段：温度350-950℃，时间1h，升温速率10℃/min；c)高温阶段：温度1000-1200℃，时间1h；d)保温阶段：温度500-800℃，时间30min；e)冷却阶段：冷却至室温；得到成品新型耐热耐磨陶瓷材料。
实施例2
一种新型耐热耐磨陶瓷材料，包括以下按照重量份的原料：人造磨料85份、金刚砂65份、金属铬粉25份、二氧化锆33份、聚乙烯醇缩丁醛7份、聚丙烯树脂15份、无机盐晶须13份、二氧化铪8份。
本实施例中，所述新型耐热耐磨陶瓷材料的制备工艺，步骤如下：
1)将人造磨料、金刚砂、二氧化锆、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯树脂、无机盐晶须、二氧化铪充分混合后置于球磨机内进行球磨处理，球磨方式为湿法研磨，研磨后粒径为3um-10um，得到混合物a，备用；
2)向步骤1)中得到的混合物a中加入金属铬粉混合均匀得到混合物b；
3)将步骤2)中得到的混合物b置于80—120℃温度环境中，并加入按照重量份计20-30份的粘结剂，所述粘结剂为石蜡，充分搅拌反应1-2小时，得到浆料；
4)将步骤3)中得到的浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯；
5)将步骤4)中得到的素坯置于烧结设备中进行烧结，烧结过程分为5个阶段：a)低温阶段：温度280-320℃，时间30-40min；b)中温阶段：温度350-950℃，时间1h，升温速率10℃/min；c)高温阶段：温度1000-1200℃，时间1h；d)保温阶段：温度500-800℃，时间30min；e)冷却阶段：冷却至室温；得到成品新型耐热耐磨陶瓷材料。
实施例3
一种新型耐热耐磨陶瓷材料，包括以下按照重量份的原料：人造磨料90份、金刚砂70份、金属铬粉28份、二氧化锆35份、聚乙烯醇缩丁醛8份、聚丙烯树脂18份、无机盐晶须15份、二氧化铪10份。
本实施例中，所述新型耐热耐磨陶瓷材料的制备工艺，步骤如下：
1)将人造磨料、金刚砂、二氧化锆、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯树脂、无机盐晶须、二氧化铪充分混合后置于球磨机内进行球磨处理，球磨方式为湿法研磨，研磨后粒径为3um-10um，得到混合物a，备用；
2)向步骤1)中得到的混合物a中加入金属铬粉混合均匀得到混合物b；
3)将步骤2)中得到的混合物b置于80—120℃温度环境中，并加入按照重量份计20-30份的粘结剂，所述粘结剂为石蜡，充分搅拌反应1-2小时，得到浆料；
4)将步骤3)中得到的浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯；
5)将步骤4)中得到的素坯置于烧结设备中进行烧结，烧结过程分为5个阶段：a)低温阶段：温度280-320℃，时间30-40min；b)中温阶段：温度350-950℃，时间1h，升温速率10℃/min；c)高温阶段：温度1000-1200℃，时间1h；d)保温阶段：温度500-800℃，时间30min；e)冷却阶段：冷却至室温；得到成品新型耐热耐磨陶瓷材料。
实施例4
一种新型耐热耐磨陶瓷材料，包括以下按照重量份的原料：人造磨料95份、金刚砂75份、金属铬粉30份、二氧化锆38份、聚乙烯醇缩丁醛9份、聚丙烯树脂20份、无机盐晶须17份、二氧化铪13份。
本实施例中，所述新型耐热耐磨陶瓷材料的制备工艺，步骤如下：
1)将人造磨料、金刚砂、二氧化锆、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯树脂、无机盐晶须、二氧化铪充分混合后置于球磨机内进行球磨处理，球磨方式为湿法研磨，研磨后粒径为3um-10um，得到混合物a，备用；
2)向步骤1)中得到的混合物a中加入金属铬粉混合均匀得到混合物b；
3)将步骤2)中得到的混合物b置于80—120℃温度环境中，并加入按照重量份计20-30份的粘结剂，所述粘结剂为石蜡，充分搅拌反应1-2小时，得到浆料；
4)将步骤3)中得到的浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯；
5)将步骤4)中得到的素坯置于烧结设备中进行烧结，烧结过程分为5个阶段：a)低温阶段：温度280-320℃，时间30-40min；b)中温阶段：温度350-950℃，时间1h，升温速率10℃/min；c)高温阶段：温度1000-1200℃，时间1h；d)保温阶段：温度500-800℃，时间30min；e)冷却阶段：冷却至室温；得到成品新型耐热耐磨陶瓷材料。
实施例5
一种新型耐热耐磨陶瓷材料，包括以下按照重量份的原料：人造磨料100份、金刚砂80份、金属铬粉35份、二氧化锆40份、聚乙烯醇缩丁醛10份、聚丙烯树脂25份、无机盐晶须20份、二氧化铪15份。
本实施例中，所述新型耐热耐磨陶瓷材料的制备工艺，步骤如下：
1)将人造磨料、金刚砂、二氧化锆、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯树脂、无机盐晶须、二氧化铪充分混合后置于球磨机内进行球磨处理，球磨方式为湿法研磨，研磨后粒径为3um-10um，得到混合物a，备用；
2)向步骤1)中得到的混合物a中加入金属铬粉混合均匀得到混合物b；
3)将步骤2)中得到的混合物b置于80—120℃温度环境中，并加入按照重量份计20-30份的粘结剂，所述粘结剂为石蜡，充分搅拌反应1-2小时，得到浆料；
4)将步骤3)中得到的浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯；
5)将步骤4)中得到的素坯置于烧结设备中进行烧结，烧结过程分为5个阶段：a)低温阶段：温度280-320℃，时间30-40min；b)中温阶段：温度350-950℃，时间1h，升温速率10℃/min；c)高温阶段：温度1000-1200℃，时间1h；d)保温阶段：温度500-800℃，时间30min；e)冷却阶段：冷却至室温；得到成品新型耐热耐磨陶瓷材料。
对比例1
与实施例3相比，不含金属铬粉，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，不含二氧化锆和二氧化铪，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，不含金属铬粉、二氧化锆和二氧化铪，其他与实施例3相同。
对实施例1-5及对比例1-3所制备的一种新型耐热耐磨陶瓷材料进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
从以上结果中可以看出，本发明制备的一种新型耐热耐磨陶瓷材料在各种原料的共同配合作用下，其洛氏硬度、抗压强度、抗弯强度、导热性和热膨胀系数均优于现有技术领域中的陶瓷材料，可得到广泛运用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。