一种特种耐磨陶瓷材料的制作方法

文档序号:11766162阅读:271来源:国知局

本发明涉及材料领域,具体来说是一种特种耐磨陶瓷材料。



背景技术:

在矿山、化工等领域,皮带输送生产线是非常常见且用量很大的设备装置,在一条输送皮带与另一条皮带之间都有金属管件或溜槽进行转运。这些管件长期经受物料冲刷,段时间内就会将管壁磨穿,导致物料外泄,既造成了物料损失浪费,又污染了现场环境。检修人员四处补漏,每一处漏点采用普通钢板补漏的周期为20—30天,且漏点多处于高处、高空,人生安全受到威胁。

现有技术着重提高陶瓷的高硬度,使其耐磨,但在应对采矿、冶炼等大块物料冲击时,现有陶瓷易产生断裂,形成故障点,由此开始局部的损坏、脱落,局部脱落带来大面积的损坏和脱落,不能发挥陶瓷的耐磨特性。



技术实现要素:

本发明的目的是在保留高硬度的前提下,提高陶瓷的抗冲击性,提高陶瓷的整体性能,使其适应于更多更恶劣的工况环境。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种特种耐磨陶瓷材料,所述陶瓷材料由al2o3、mgo、zro2(ysz)、cr2o3、wc、苏州土混合烧制而成。

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

在上述技术方案中,所述al2o3为α-al2o3。

在上述技术方案中,所述陶瓷材料还包括金红石,所述金红石中二氧化钛含量占陶瓷材料的0.5-1.5份。

在上述技术方案中,所述陶瓷材料的制作过程为:

步骤一:将原料按配方进行取量并粉碎至100—300μm的粉状;

步骤二:将粉料在100—150℃环境下烘焙水分,取有机粘结剂与粉料混合均匀;

步骤四:采用全自动液压式干压成型法将上述混合物制成相应的坯形;

步骤四:对坯形进行热烧加温,并同时对坯形进行加压,当温度和压力稳定后保持3-5个小时即可完成制作。

在上述技术方案中,所述有机粘接剂与粉料的比例在10%-40%之间。

在上述技术方案中,所述坯形温度保持在1000—1800℃,压力保持在20—400mpa。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

本发明在常规工艺上进行改进,通过在整体组分的基础上降低对于zro2(ysz)在总体上的含量,从而实现对陶瓷材料进行曾韧,而在材料中增加cr2o3的含量,从而提高成品的硬度。在现有材料高硬度的前提下,提高了陶瓷的抗冲击性,提高陶瓷的整体性能。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本发明采用的技术方案是以al2o3为主要原料,以提供高硬度保障,加入zro2+y203(氧化钇稳定的四方氧化锆),经过1000—1800℃的温度,历时3—5小时的烧制,对al2o3进行增韧,得到氧化钇稳定的四方氧化锆多晶陶瓷材料。材料主要成份及配比:α-al2o3:75—95%,mgo:0.98—1.65%,苏州土:3%—20%,zro2(ysz):8%—16%,cr2o3:0.1%—0.3%,wc:0.5%—8%,为了取得更好的效果,还可以在材料中添加金红石。

而陶瓷的制作工艺为:

步骤1、制粉:将al2o3,mgo2,zro,cro,wc,苏州土、金红石按配方进行取量并粉碎至100—300μm;

步骤2、混合:将粉料在100—150℃环境下烘焙水分,按10—40%的有机粘结剂比例与al2o3等粉料混合均匀;

步骤3、制坯:采用全自动液压式干压成型法;

步骤4、烧制:在加热烧制的同时对坯体进行加压,加压保持在20—400mpa,温度烧至1000—1800℃,温度达到后保温3—5小时加温的时候加压可以实现低温烧制成型,节省能耗,控制成本。

实施方式一:

取75份α-al2o3,8份zro2(ysz),11份苏州土,0.8份cr2o3,1.1份mgo,1份wc进行上述制粉、混合、制坯、烧制四项步骤制造的陶瓷成品具备体积密度:4.2g/cm3,硬度:hra≥88,断裂韧性:5.6mpa,抗弯强度≥480mpa。

实施方式二:

取80份α-al2o3,10份zro2(ysz),12份苏州土,1份cr2o3,1.5份mgo,1.1份wc进行上述制粉、混合、制坯、烧制四项步骤制造的陶瓷成品具备体积密度:4.6g/cm3,硬度:hra≥90,断裂韧性:7.2mpa,抗弯强度≥670mpa。

实施方式三:

取80份α-al2o3,12份zro2(ysz),13份苏州土,1份cr2o3,1.5份mgo,1.1份wc,1份金红石进行上述制粉、混合、制坯、烧制四项步骤制造的陶瓷成品具备体积密度:4.8g/cm3,硬度:hra≥92,断裂韧性:9.3mpa,抗弯强度≥780mpa。

通过上述的不同组分和成品的试验数据可以看出,随着α-al2o3的增加,成品的硬度在增加,而随着zro2(ysz)在增加,成品的断裂韧性也在增加,同时因为增加了金红石,而产品的抗弯强度则大幅度进行了提高。同时,在α-al2o3不变的情况下,zro2(ysz)的改变,使得断裂韧性明显改变。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。



技术特征:

技术总结
本发明公开一种特种耐磨陶瓷材料,所述陶瓷材料由AL2O3、MgO、ZrO2(YSZ)、Cr2O3、WC、苏州土混合烧制而成。本发明在常规工艺上进行改进,通过在整体组分的基础上降低对于ZrO2(YSZ)在总体上的含量,从而实现对氧化铝陶瓷进行增韧,而在材料中Cr2O3和WC的组分,可以显著提高氧化铝陶瓷的硬度,使产品在具有更高硬度的前提下,具备更强的抗冲击性,提高陶瓷的整体性能和使用广度。

技术研发人员:叶波;梁光文;王英
受保护的技术使用者:绵阳市美汇科技有限公司
技术研发日:2017.06.29
技术公布日:2017.10.20
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