本发明涉及耐磨陶瓷材料,具体为一种耐磨陶瓷基材料。
背景技术:
1、耐磨陶瓷是以al2o3为主要原料,以稀有金属氧化物为熔剂,经高温焙烧而成的特种刚玉陶瓷,再分别用特种橡胶和高强度的有机/无机粘合剂组合而成的产品,其洛氏硬度为hra80-90,硬度仅次于金刚石,远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。
2、目前的耐磨陶瓷材料是通过金属氧化物为熔剂直接烧制成陶瓷,并使用粘合剂组合而成,这样虽然制得的陶瓷基材料的硬度和耐磨性能很高,但是陶瓷基材料的整体抗拉强度和冲击韧性较低,容易发生陶瓷基材料碎裂的问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种耐磨陶瓷基材料,解决了目前的耐磨陶瓷材料是通过金属氧化物为熔剂直接烧制成陶瓷,并使用粘合剂组合而成,这样虽然制得的陶瓷基材料的硬度和耐磨性能很高,但是陶瓷基材料的整体抗拉强度和冲击韧性较低,容易发生陶瓷基材料碎裂的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种耐磨陶瓷基材料,按质量份数包括以下成分:三氧化二铝粉15-35份、二氧化硅粉15-25份、镍粉3-8份、氧化锆粉2-6份、碳化钨粉4-12份、碳化铬1-6份和石英砂粉10-18份。
5、优选的,包括以下制备步骤:
6、步骤一:将三氧化二铝粉、二氧化硅粉、镍粉、氧化锆粉、碳化钨粉、碳化铬和石英砂粉进行干燥后过筛,将过筛后的材料进行混合;
7、步骤二:将混合后的材料注入模具中并加压成型,制得粗坯;
8、步骤三:将制得的粗坯放到加热炉中进行加热,使得将不同材料烧结为一体;
9、步骤四:将步骤三中烧结后陶瓷放到加压设备中利用提高气压的方式进行加压,利用高气压提高陶瓷内部的密度,完成对陶瓷的复压;
10、步骤五:将步骤四中复压后的陶瓷放到加热炉中缓慢加热到950-980℃,随后在加热炉中进行冷却,完成对烧结后的陶瓷进行退火的热处理。
11、优选的,所述步骤一中将所有材料全部投放到干燥炉中进行搅拌干燥,过筛材料所使用的筛网的目数为300目。
12、优选的,所述步骤二中加压成型是通过使用液压机完成粗坯的加压成型,加压的压力为80-120mpa。
13、优选的,所述步骤三中加热烧结分为是三个阶段,第一阶段将粗坯加热到200-350℃,加热的时间为6h,第二阶段将粗坯加热到650-800℃,加热的时间为4.5h,第三阶段将粗坯加热到1050-1200℃,加热时间为2.5h。
14、优选的,所述步骤四中复压的压力为350-400mpa,复压的时间为6h。
15、优选的,所述步骤五中陶瓷加热的温度为830-860℃,陶瓷在加热炉中冷却的平均速度为3-5℃/h。
16、(三)有益效果
17、本发明提供了一种耐磨陶瓷基材料。具备以下有益效果:
18、1、通过对烧结后的陶瓷粗坯进行复压,使得陶瓷基材料的内部密度更大,有利于提高陶瓷基材料整体的抗拉强度,通过添加碳化钨和碳化铬,可以有效地提高陶瓷基材料的耐磨性能和抗氧化性能以及提高抗爆能力。
19、2、通过对陶瓷基材料进行退火的热处理工艺,可以有效地提高消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向,细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷,且能够达到降低硬度提高陶瓷基材料的冲击韧性。
1.一种耐磨陶瓷基材料,其特征在于:按质量份数包括以下成分:三氧化二铝粉15-35份、二氧化硅粉15-25份、镍粉3-8份、氧化锆粉2-6份、碳化钨粉4-12份、碳化铬1-6份和石英砂粉10-18份。
2.根据权利要求1所述的基于一种耐磨陶瓷基材料提出的制备方法,其特征在于:包括以下制备步骤:
3.根据权利要求2所述的一种耐磨陶瓷基材料的制备方法,其特征在于:所述步骤一中将所有材料全部投放到干燥炉中进行搅拌干燥,过筛材料所使用的筛网的目数为300目。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨陶瓷基材料的制备方法,其特征在于:所述步骤二中加压成型是通过使用液压机完成粗坯的加压成型,加压的压力为80-120mpa。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨陶瓷基材料的制备方法,其特征在于:所述步骤三中加热烧结分为是三个阶段,第一阶段将粗坯加热到200-350℃,加热的时间为6h,第二阶段将粗坯加热到650-800℃,加热的时间为4.5h,第三阶段将粗坯加热到1050-1200℃,加热时间为2.5h。
6.根据权利要求2所述的一种耐磨陶瓷基材料的制备方法,其特征在于:所述步骤四中复压的压力为350-400mpa,复压的时间为6h。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷基材料的制备方法,其特征在于:所述步骤五中陶瓷加热的温度为830-860℃,陶瓷在加热炉中冷却的平均速度为3-5℃/h。