本发明属于耐火材料技术领域。具体涉及一种含金属钛的al2o3-c耐火材料及其制备方法。
背景技术：
目前钢铁企业中滑板的主流产品为铝碳质、铝锆碳质滑板，其生产过程需要高温烧成和浸油工序。滑板在使用过程中存在碳氧化问题，碳氧化造成滑板结构疏松，使铁和锰等氧化物渗入滑板基体中，与滑板中的氧化铝发生反应而生成的铝铁和锰铝尖晶石，此反应反过来又加速了碳的氧化。
洪彦若等在研究非氧化物复合耐火材料时，提出了金属塑性相复合耐火材料的理论及实现该材料的工艺，即过渡塑性相工艺。在刚性的无机氧化物中加入一定量的金属，金属在材料成型过程中将原本材料的刚性成型转变为塑性成型，提高制坯密度并降低了气孔率；在烧结过程中，金属相液化或软化，填充孔隙并同时与材料及环境气氛反应生成非氧化物增强相，进而提高材料的高温强度和热震稳定性。
ti(c,n)是一种性能优良、用途广泛的非氧化物陶瓷材料，兼具tin和tic的优点，具有高熔点、高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蚀等特性，并具有良好的导热性、导电性和化学稳定性，在机械、化工、汽车制造和航空航天等许多领域有广泛的应用。炼铁工作者通过多年实践证明使用含钛炉料是保护炉缸炉底、延长高炉寿命的有效手段，其原因就是钛氧化物在炼铁过程中部分被还原，进而在高炉炉壁和炉底形成一层以tic、tin和ti(c,n)为主的渣皮起到了良好的护炉作用。由此证明，ti(c,n)能够成为耐火材料中一种优异的非氧化物组分。
技术实现要素：
本发明旨在制备出一种无需高温烧成、无须浸油的不烧滑板，其即克服了现有滑板由于材料中含有大量aln、al4c3而不能长期存放，进而使得产品工业化生产非常困难的缺陷；又精简了生产工序，大大降低了生产成本。同时具有强度高、热震稳定性好、抗侵蚀性好、寿命长等特点。
本发明的技术方案：
按重量百分比计，原料组成为82-95％的刚玉、1-15％的金属钛，0-3％的炭黑或石墨，外加上述原料总量2-6％的酚醛树脂为结合剂。
刚玉粒度范围为：1≤粒度≤3mm、0.1≤粒度≤1mm、0≤粒度≤0.1mm，所述炭黑或石墨粒度为：0≤粒度≤0.1mm，所述金属钛粒度为：0≤粒度≤0.1mm。
所述不烧含金属钛al2o3-c复合滑板耐火材料的成型方法，按配比称取各种原料，混合均匀，经混炼得到泥料，然后加压成型，在120-600℃下干燥5-25h。
本发明以过渡塑性理论为基础，在滑板使用过程中使得金属钛发挥过渡塑性相的作用，即部分金属钛在滑板升温过程中原位转化为非氧化物增强相ti(c,n)，剩余金属钛作为过渡塑性相，制备出一种性能优良的无需高温烧成，无需浸油工序的不烧含金属钛的al2o3-c滑板。
本发明的积极效果
1、本发明利用过渡塑性相工艺制备了含金属钛的al2o3-c复合滑板，滑板在使用过程中不会生成易水化的al4c3和aln，具有较好的抗水化性能。
2、本发明产品无需高温烧成、无需浸油工序，大大降低了生产成本
3、本发明所得产品为金属和非金属结合滑板，其中游离态的钛能够降低材料的气孔率并发挥着塑性相的作用，提升材料的韧性和热震稳定性。
4、由于滑板中不会生成aln和al4c3，滑板具有良好的抗水化性能，便于滑板的长期存放。
5、本发明产品在高温使用过程中能够原位生成非氧化物增强相ti(c,n)，提升材料抗侵蚀性能和高温强度。
6、本发明具有优良的物理性能指标。显气孔率3-10％、体积密度3.05-3.40g/cm3、常温耐压强度100-250mpa、高温抗折强度10-70mpa。
具体实施方式
实施例1：一种不烧含金属钛的al2o3-c复合滑板的制备方法，按重量百分比计，原料组成为：95％的刚玉、3％的金属钛、2％石墨，外加3.5％的热固性酚醛树脂。生产时，先按配比称取各种原料，混合均匀，经混炼得到泥料，然后经摩擦压砖机压制成型，在120-600℃下干燥9h；再经加箍、磨制、涂布即制成本发明产品。所述粉料为粒度小于325目的金属钛粉以及部分刚玉，所述骨料为粒度为3-1mm、1-0.1mm的刚玉，上述刚玉分别为板状刚玉和白刚玉。
所得产品的性能指标为：显气孔率3.7％、体积密度3.35g/cm3、常温耐压强度220mpa、高温抗折强度44mpa，其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例2：生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
按重量百分比计，原料组成为：92％的刚玉、6％的金属钛、2％石墨，外加3.5％的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为：显气孔率3.9％、体积密度3.31g/cm3、常温耐压强度194mpa、高温抗折强度49mpa，其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例3：生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
按重量百分比计，原料组成为：89％的刚玉、9％的金属钛、2％石墨，外加3.5％的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为：显气孔率4.3％、体积密度3.27g/cm3、常温耐压强度187mpa、高温抗折强度55mpa，其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例4：生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
按重量百分比计，原料组成为：86％的刚玉、12％的金属钛、2％石墨，外加3.5％的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为：显气孔率4.9％、体积密度3.21g/cm3、常温耐压强度179mpa、高温抗折强度44mpa，其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
实施例5：生产工艺和实施例1相同，不同之处在于：
按重量百分比计，原料组成为：83％的刚玉、15％的金属钛、2％石墨，外加3.5％的热固性酚醛树脂。所得产品的性能指标为：显气孔率5.9％、体积密度3.16g/cm3、常温耐压强度163mpa、高温抗折强度41mpa，其抗热震性、抗侵蚀性、抗氧化性及抗水化性均较好。
1.一种含金属钛的al2o3-c复合滑板，其特征在于：按重量百分比计，原料组成为82-95％的刚玉、1-15％的金属钛，0-3％的炭黑或石墨，外加上述原料总量2-6％的酚醛树脂为结合剂。
2.根据权利要求1所述的含金属钛的al2o3-c滑板，其特征在于：所述刚玉粒度范围为：1≤粒度≤3mm、0.1≤粒度≤1mm、0≤粒度≤0.1mm，所述炭黑或石墨粒度为：0≤粒度≤0.1mm，所述金属钛粒度为：0≤粒度≤0.1mm。
3.如权利要求1或2所述的含金属钛的al2o3-c滑板的制备方法，其特征在于：按配比称取各种原料，混合均匀，经混炼得到泥料，然后加压成型，在120-600℃下干燥5-25h，再经加箍、磨制、涂布即制成本发明产品。