CN101456748B - 软磁铁氧体烧结窑用推板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种软磁铁氧体烧结窑用推板及其制造方法，属于陶瓷制备技术领域。该推板原料组分及各组分的重量百分比为：红柱石颗粒40％～80％，刚玉颗粒10％～40％，氧化铝微粉5％～20％，超细熔融石英粉5％～15％，外加促烧剂0.1％～3％，外加结合剂2～5％。其制备工艺为混料、困料、成型、烘干、烧成。利用本发明制造的推板，生产成本低，使用次数可提高至90～150次左右，产品的使用性能与进口产品接近，而销售价格只有进口价格的1/4左右，本技术方案普及后，可有效降低我国磁性材料行业的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷制备技术领域，主要提出一种软磁铁氧体烧结窑用推板及其制造方法。
背景技术
软磁铁氧体是品种最多、应用最广、用量最大的一种磁性材料，是电子信息和家电工业等的重要基础功能材料。当今世界软磁铁氧体的生产有两个特点：一是亚洲更加突出其中心和大本营地位；二是生产重心已完成由发达国家向发展中国家的战略转移。我国作为最大的发展中国家，呈现出了飞速发展的趋势。
磁性材料行业的快速发展，带动了磁性材料烧结设备—推板窑数量迅速增多，从而使推板窑用推板的需求量迅速扩大。然而目前国产推板寿命一般在50次左右，而且使用过程中易发生破碎或粘连，一致性差、可靠性差而无法保证使用安全次数。而进口的推板，如日本东芝的推板重复使用次数可达100次左右，且具有较好的稳定性。目前，软磁铁氧体烧结用氮气保护推板窑一般长30m左右，甚至更长，推板每36h左右循环一次，推板在使用过程中只要有一块发生破碎、粘结或变形，就会导致无法继续推进而被迫停窑进行翻顶处理的重大事故，给使用者造成较大的经济损失。因此尽管国产推板具有价格优势仍未能被用户接受。目前，我国磁铁氧体烧结氮窑用推板仍然依赖进口。国内铁氧体企业所用推板主要来自日本和韩国，而日本东芝产品以较长的使用寿命和较好的定性占领了我国软磁铁氧体用推板的主要市场。面对软磁铁氧体烧成窑用推板巨大的市场前景，加快开发优质推板以替代进口产品，满足我国软磁铁氧体烧结窑的需求，是当前我国窑具行业的当务之急。
在发明专利“软磁制品烧成窑具及其制造方法”(专利号：200510037564.3)中提到软磁制品烧成窑具的制造方法，但是该发明专利是对现成的推板进行表面喷涂以满足软磁制品的烧成要求。
在发明专利“红柱石窑具制品的生产方法”(专利号：200610052095.7)中提到以红柱石为主要原料生产窑具制品，但是该发明专利原料中使用5～40％的预合成莫来石和5～15％的硅微粉，并在1500～1550℃烧成。
发明内容
本发明的目的是克服上述国产推板使用次数低，抗热震性差的缺陷，提供一种综合性能高、生产成本低的软磁铁氧体烧结窑用推板及其制造方法。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种软磁铁氧体烧结窑用推板，其特征是：所采用原料组分及各组分的质量百分比为：红柱石颗粒40％～80％，刚玉颗粒10％～40％，氧化铝微粉5％～20％，超细熔融石英粉5％～15％，外加促烧剂0.1％～3％，外加结合剂2～5％。
上述红柱石颗粒≤3mm，其Al2O3质量百分比为50～60％，SiO2质量百分比为36～38％。
上述刚玉为电熔白刚玉或板状刚玉，颗粒≤3mm，主晶相为α-Al2O3，其质量百分比为99％。
上述氧化铝微粉D50≤5um，超细熔融石英粉D50≤5um。
所述促烧剂为AlF3。
所述结合剂为PVA、纸浆、糊精其中的一种或几种混合物的水溶液。
一种生产权利要求1所述软磁铁氧体烧结窑用推板的制造方法，其工艺步骤如下：
1)混料：将原料按质量百分比放入混料机中混合均匀；
2)困料：将上述混合均匀的物料在密闭状态下静置12～36小时；
3)成型：将制备好的物料，称重后置入模具中成型；
4)烘干：成型后的素坯先自然干燥1～3天，然后入电加热干燥器在100～150℃下进行8～48小时烘干；
5)烧成：烘干后，在1400～1500℃温度下烧制4～6小时，即得到推板制品。
本发明的特点是：1.其主要原料是红柱石，质量百分比为40％～80％。利用红柱石在加热过程中可转化为莫来石，同时伴随有体积膨胀，这种体积膨胀可抵消推板在高温使用时出现液相而产生的体积收缩，减少局部应力，从而提高荷重软化温度的特性；2.使用超细熔融石英粉代替硅微粉，不仅降低了原料成本，也减少了杂质含量；3.AlF3作为促烧剂，在不增加杂质的基础上促进基质充分莫来石化，降低烧成温度100℃，有效降低了烧成成本，节约了能源；且基质中引入AlF3，在烧成后有类似晶须状的柱状莫来石形成，柱状莫来石有类似晶须的桥联作用，在断裂过程中，扩大其裂纹扩展路径，消耗其断裂能量，有利于提高制品的强度和抗热震性能。本发明完全利用基质的原位反应莫来石结合红柱石与刚玉，且基质采用铝微粉和超细熔融石英粉，并添加促烧剂，在1400～1500℃烧成。
采用本发明的方法制造的软磁铁氧体烧结窑用推板，通过国家相关检测部门的检测和使用单位的试用，其技术指标与日本东芝产品的技术指标的对比如下表：
| 显气孔率(％) | 体积密度(g/cm3) | 常温抗折强度(MPa) | 高温抗折强度(MPa) | 弹性模量(GPa) | 蠕变(mm) | 使用次数 | |
| 本发明 | 15.4 | 2.75 | 12.3 | 11.8 | 24.8 | 0 | 96 |
| 东芝 | 15.0 | 2.79 | 8.9 | 8.2 | 24.0 | 0 | 123 |
具体实施方式
实施例1：
由质量百分比为40％的红柱石颗粒、40％的电熔白刚玉颗粒、14％的氧化铝微粉和6％的超细熔融石英粉组成原料，1.5％的外加AlF3作为促烧剂，3％的外加PVA水溶液作为结合剂，工艺步骤如下：
1)混料：按上述比例将原料放入混料机中混合均匀；
2)困料：将上述混合均匀的物料在密闭状态下静置12小时；
3)成型：将2步骤制备好的物料，称重后置入模具中成型；
4)烘干：成型后的素坯先自然干燥1天，然后入电加热干燥器在100℃下进行8小时烘干；
5)烧成：烘干后，在1450℃温度下烧制6小时，即得到推板制品。
实施例2：
由质量百分比为80％的红柱石颗粒、10％的板状刚玉颗粒、5％的氧化铝微粉和5％的超细熔融石英粉组成原料，0.1％的外加AlF3作为促烧剂，2％的外加PVA与糊精的混合水溶液作为结合剂，工艺步骤如下：
1)混料：按上述比例将原料放入混料机中混合均匀；
2)困料：将上述混合均匀的物料在密闭状态下静置24小时；
3)成型：将2步骤制备好的物料，称重后置入模具中成型；
4)烘干：成型后的素坯先自然干燥2天，然后入电加热干燥器在150℃下进行24小时烘干；
5)烧成：烘干后，在1500℃温度下烧制4小时，即得到推板制品。
实施例3：
由质量百分比为50％的红柱石颗粒、15％的电熔白刚玉颗粒、20％的氧化铝微粉和15％的超细熔融石英粉组成原料，3％的外加AlF3作为促烧剂，5％的外加纸浆溶液作为结合剂，工艺步骤如下：
1)混料：按上述比例将原料放入混料机中混合均匀；
2)困料：将上述混合均匀的物料在密闭状态下静置36小时；
3)成型：将2步骤制备好的物料，称重后置入模具中成型；
4)烘干：成型后的素坯先自然干燥3天，然后入电加热干燥器在150℃下进行48小时烘干；
5)烧成：烘干后，在1400℃温度下烧制5小时，即得到推板制品。
Claims (2)
1.一种软磁铁氧体烧结窑用推板的制造方法，其特征在于：所采用组分及各组分的质量百分比为：红柱石颗粒40％～80％，刚玉颗粒10％～40％，氧化铝微粉5％～20％，超细熔融石英粉5％～15％，外加促烧剂AlF30.1％～3％；外加结合剂2％～5％，制品总重之和为100wt％；其中，所述红柱石颗粒≤3mm，其Al2O3质量百分比为50％～60％，SiO2质量百分比为36％～38％；所述刚玉为电熔白刚玉或板状刚玉，颗粒≤3mm，主晶相α-Al2O3，其质量百分比为99％；所述氧化铝微粉D50≤5μm，超细熔融石英粉D50≤5μm；其工艺步骤如下：
1)混料：将原料组分按质量百分比放入混料机中混合均匀；
2)困料：将上述混合均匀的物料在密闭状态下静置12～36小时；
3)成型：将制备好的物料，称重后置入模具中成型；
4)烘干：成型后的素坯先自然干燥1～3天，然后入电加热干燥器在100～150℃下进行8～48小时烘干；
5)烧成：烘干后，在1400～1500℃温度下烧制4～6小时，得到推板制品。
2.根据权利要求1所述的软磁铁氧体烧结窑用推板的制造方法，其特征在于所述结合剂为PVA、纸浆、糊精其中的一种或几种混合物的水溶液。
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