CN100384959C - 高纯度氧化铝密封环及其制造方法 - Google Patents

高纯度氧化铝密封环及其制造方法 Download PDF

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高纯度氧化铝密封环及其制造方法，以含量为99.5%左右Al2O3，采用湿法球磨高压喷雾造粒、高压上模制坯、高温烧结等工艺，制成的微晶结构的氧化铝密封环，其纯度提高到99.5%左右，密度为3.85～3.92g/cm2，硬度为HRA89-91，抗折强度为310～365MPa，使用寿命达到4800小时。解决了氧化铝密封环的高密度、高强度和高抗拆强度问题，从而大大地提高氧化铝密封环的耐磨性和抗酸碱性，提高了密封等级，延长使用寿命一倍以上。

Description

高纯度氧化铝密封环及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种密封环，特别是关于一种高纯度氧化铝密封环。
背景技术
氧化铝密封环被广泛用于泵、釜类用的密封。目前国内生产氧化铝密封环存在的缺陷难以适应许多恶劣环境的使用需要。如化工、石油煤炭等行业急需能在酸、碱、瓦斯气等腐蚀性物品使用的密封环。而且这种恶劣环境对密封环的腐蚀作用相当严重，原有材料结构的密封环难以适应这种环境。使其磨损加大，成为上述行业实现机械化自动化的阻碍。而且在这种恶劣环境使用的密封材料无法为其他高技术手段所代替。因而必须寻找一种高质量、高密度、具有较强耐磨性和密闭性的材料来代替原有的密封件的材料结构。
发明内容
本发明的目的是针对氧化铝密封环用于恶劣环境不耐腐蚀、磨损大的缺陷，而研制一种密度高、耐磨损的氧化铝陶瓷密封环。
本发明采用的以下组成成份和制造工艺实现上述目的。
高纯度氧化铝密封环，其特征是组成成份为：氧化铝为99.4～99.6％重量，氧化镁为0.02～0.03％重量，氧化钙为0.02～0.03％重量，氧化锰为0.03～0.05％重量，分散剂为0.3～0.5％重量。
高纯度氧化铝密封环的制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
a、将氧化铝、氧化镁、氧化钙和氧化锰以及分散剂按成份称量、粉碎混合均匀；
b、将已混合均匀的粉料用纯净水按1∶0.8的体积比稀释，搅拌成浆料；
c、将所述浆料置于球磨机中，常温球磨2～4小时；
d、将所述球磨过浆料置于喷雾干燥塔中喷雾造粒，泵出压力为1.5～3MPa，进口温度320～360℃，出口温度110～140℃，
e、将喷雾造粒粉放在模具内施以80～200MPa/cm2压力成型；
f、将已压制成型的坯料在氧化气氛中温度控制在1650～1750C，保温1～4小时烧结成型。
所述的氧化铝为含-Al2O399.8％重量的煅烧粉，原晶粒度为1～1.5μm。
所述的分散剂为多醚基、多羟基、多羧基混合物，商品代号为A-15。
所述的纯净水为去离子纯净水。
所述的球磨机为搅拌高速球磨机，料∶球＝1∶3、陶瓷球直径5～8mm。
采用上述组成成份和工艺步骤的有益效果是使氧化铝密封环的微观结构由细晶结构转为微晶结构。纯度从原来的99％提高到99.5％左右，密度从原来的3.70g/cm2提高到≥3.85g/cm2，硬度从HRA88提高到HRA91，抗折强度从250MPa提高到365MPa，使用寿命从原来的2000小时提高到4800小时，解决了氧化铝密封环的高密度、高硬度和高折抗强度问题，从而大大地提高了氧化铝密封环的耐磨性和抗酸碱性，提高了密封的等级，延长了使用寿命一倍以上。
具体实施方式
实施例1
组成成份：Al2O3为99.5％重量，MgO为0.03％重量，CaO为0.04％重量，MnO为0.03％重量，分散剂为0.4％重量。
工艺步骤：将含
Figure C20051006045800042
-Al2O399.8％重量的氧化铝煅烧粉按含量计算称重，将MgO、CaO、MnO和分散剂按成份称重并与Al2O3粉碎混合均匀；用纯净水按料∶水＝1∶0.8体积比稀释搅拌成浆料；浆料置于球磨机中常温封密球磨2～4小时；球磨后的浆料置于泵出压力为1.5～3MPa，进口温度320～360℃，出口温度110～140℃喷雾造粒；将喷雾造粒粉放在钢模具中施以80～200MPa/cm2压力成型；将已压制的坯料在氧化气氛中烧结，温度控制在1650～1750C，保温1～4小时：将环体表面加工研磨，检验入库。
技术性能指标，试制品按产品抽样方式抽样送上海硅酸盐研究检测结果如下：Al2O3纯度99.5％，体积密度3.90g/cm2，硬度HRA90.1，抗折强度340MPa。
实施例2
组成成份：Al2O3为99.4％重量，MgO为0.03％重量，CaO为0.03％重量，MnO为0.04％重量，分散剂为0.5％重量。
工艺步骤：将含-Al2O399.8％重量的氧化铝煅烧粉按含量计算称重，将MgO、CaO、MnO和分散剂按成份称重并与Al2O3粉碎混合均匀；用纯净水按料；水＝1∶0.8体积比稀释搅拌成浆料；浆料置于球磨机中常温封密球磨2～4小时；球磨后的浆料置于泵出压力为1.5～3MPa，进口温度320～360℃，出口温度110～140℃喷雾造粒；将喷雾造粒粉放在钢模具中施以80～200MPa/cm2压力成型；将已压制的坯料在氧化气氛中烧结，温度控制在1650～1750℃，保温1～4小时；将环体表面加工研磨，检验入库。
技术性能指标，试制品按产品抽样方式抽样送上海硅酸盐研究检测结果如下：Al2O3纯度99.4％，体积密度3.85g/cm2，硬度HRA89，抗折强度310MPa。
实施例3
组成成份：Al2O3为99.6％重量，MgO为0.02％重量，CaO为0.03％重量，MnO为0.04％重量，分散剂为0.3％重量。
工艺步骤：将含
Figure C20051006045800051
-Al2O399.8％重量的氧化铝煅烧粉按含量计算称重，将MgO、CaO、MnO和分散剂按成份称重并与Al2O3粉碎混合均匀；用纯净水按料∶水＝1∶0.8体积比稀释搅拌成浆料；浆料置于球磨机中常温封密球磨2～4小时，球磨后的浆料置于泵出压力为1.5～3MPa，进口温度320～360℃，出口温度110～140℃喷雾造粒；将喷雾造粒粉放在钢模具中施以80～200MPa/cm2压力成型；将已压制的坯料在氧化气氛中烧结，温度控制在1650～1750℃，保温1～4小时；将环体表面加工研磨，检验入库。
技术性能指标，试制品按产品抽样方式抽样送上海硅酸盐研究检测结果如下：Al2O3纯度99.6％，体积密度3.91g/cm2，硬度HRA90.2，抗折强度365MPa。

Claims (3)

1.高纯度氧化铝密封环，其特征是组成成份为：氧化铝为99.4～99.6％重量，氧化镁为0.02～0.03％重量，氧化钙为0.02～0.03％重量，氧化锰为0.03～0.05％重量，分散剂为0.3～0.5％重量。
2.如权利要求1所述的高纯度氧化铝密封环，其特征是氧化铝密封环的技术性能指标如下：Al2O3的纯度为99.4～99.6％，体积密度为3.85～3.92g/cm2，硬度为HRA89-91，抗折强度为310～365MPa。
3.高纯度氧化铝密封环的制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
a、将氧化铝、氧化镁、氧化钙和氧化锰以及分散剂按成份称量、粉碎混合均匀；
b、将已混合均匀的粉料用纯净水按1∶0.8的体积比稀释，搅拌成浆料；
c、将所述浆料置于球磨机中，常温球磨2～4小时；
d、将所述球磨过浆料置于喷雾机中喷雾造粒，泵出压力为1.5～3Mpa，进口温度320～360℃，出口温度110～140℃；
e、将喷雾造粒粉放在模具内施以80～200MPa/cm2压力成型；
f、将已压制成型的坯料在氧化气氛中温度控制在1650～1750℃，保温1～4小时烧结成型。
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