CN101565316A - 高温耐磨陶瓷板的制备方法 - Google Patents

高温耐磨陶瓷板的制备方法 Download PDF

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庹林涛
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Abstract

一种高温耐磨陶瓷板的制备方法,选取粒度为1-3mm的电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、电熔莫来石为主料;粒度为180目、0.088-1mm、325目的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、氮化硅、碳化硼,及粒度≤2um的活性a-Al2O3粉和粒度≤200nm的纳米级微硅粉为辅料;粒度为180目或325目的软质黏土、锂灰石、膨润土、金属硅为烧结剂;纯铝酸钙水泥或亚硫酸纸浆废液为临时结合剂;六偏磷酸钠、氧化锆为外加剂;将前述各种材料在强力搅拌机内搅拌10-15分钟;再加入洁净的水或亚硫酸纸浆废液继续搅拌5-10分钟;经浇注成型或压力成型;经250℃-300℃烘干并保温4-8小时;在高温窑炉内,烧结温度为1350℃-1650℃以上,保温4-10小时后出窑。

Description

高温耐磨陶瓷板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备方法,特别是应用于水泥建材或发电等 重工行业的非标管道、输送环节以及部份重型设备的一种高温耐磨陶瓷板的 制备方法。
背景技术
在水泥建材、火力发电、冶金矿山、石油化工等众多行业,有大量的输 送管道处于全天候不间断运行的工况,管道底部及两侧长期受到高硬度、高 速运行的颗粒或块状物料的冲击、冲刷以及磨损、腐蚀。直接导致此类部位 钢体很快磨穿漏料,停机增多,维修费用增加,设备运转率降低;同时,也 导致整个工艺线效能下降,耗电增加,生产成本上升以及环境污染等不良后 果。
随着水泥建材等重工行业工艺技术的发展,对此类非标管道、输送斜槽 的可靠性和耐久性提出了更高要求。这些部位的工艺表层,要求耐磨、耐腐 蚀、耐冲击、耐高温等诸多特性缺一不可。解决上述难题,通常限于在这些 管道内被介质冲刷、磨损或腐蚀的部位,采用铸石板、陶瓷片、耐磨钢板、 高分子耐磨板等传统产品,但这些产品均存在很大的缺限,如:铸石板韧性 太差、易脆、不耐冲击;粘贴陶瓷片虽比较耐磨,但陶瓷片属于常温粘贴于 基层而不耐高温,高温下易与基层脱落,只能用于常温下;耐磨钢板尽管耐 磨性优良,韧性好,但难以加工成异型,且价格昂贵,安装周期长且困难, 且复合钢板的金属涂层不耐腐蚀;而高分子耐磨板虽韧性好,但耐磨性不高, 难以适应强冲刷、强磨损的工况,且因熔点低而不耐高温。在中国专利 ZL200710078149.1中公开的"if磨陶瓷涂料"技术,提到一种采用粒度为 l-3mm和0-lmm的棕刚玉为主要ii料制备的耐磨陶瓷涂料,由于兼有较好的 的抗腐蚀作用与较强的机械耐磨性能,已成功地应用于复杂的工作环境中, 应用范围较为广泛。但在实际应用中这种耐磨陶瓷涂料主要适宜应用在强冲 刷而非强冲击的工况环境下,而在物料粒度波动较大、物料落差较大、冲击 力较大的工况下,则其使用效果欠佳。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种高温耐磨陶瓷板的制 备方法,该制备方法工艺筒单,操作方便,制作的高温耐磨陶瓷板耐磨、耐 腐蚀、耐冲击、耐高温,使用寿命长。
本发明采用了这样的技术方案, 一种高温耐磨陶瓷板的制备方法,其特 征是它的制备工艺如下:
1) 、配料
a) 、主料:
粒度为l-3咖的电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、电 熔莫来石中的至少一种任意比例搭配,按重量份5-40份;
b) 、辅料:
粒度为0.088-lmm的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、 氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)中的至少一种任意比例搭配,按重量份10-40 份;
粒度为180目的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、氮 化硅(Si3N4)、碳化硼(BX)中的至少一种任意比例搭配,按重量份8-25 份;
粒度为325目的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、氮 化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)中的至少一种任意比例搭配,按重量份5-25 份;
粒度《2um的活性a-AU)3粉,按重量份0-6份; 粒度《200mn的纳米级微硅粉,按重量份0-4份;
c) 、烧结剂:粒度为180目或325目的软质黏土、锂灰石、膨润土、金 属硅中的至少一种任意搭配,按重量份2-7份;
d) 、临时结合剂:纯铝酸钙水泥或主要成份为木质素磺酸钙,质量浓度 30-50%的亚硫酸纸桨废液,按前述各种材嵙总重量的1-3%掺入;
e) 、外加剂:六偏磷酸钠、氧化锆中的至少一种,按前述各种材料总重 量的O. 2-0.4%掺入;
2) 、搅拌
a)、首先将前述各种干燥材料按其重量份装入强力搅拌机内,开机搅拌10-15分钟;
b)、按比例加入水或亚硫酸纸浆废液,继续搅拌5-IO分钟;
3) 、成型
将前述搅拌好的粉粒状物料经浇注成型或压力成型;
4) 、烘干
将前述预成型的胚板放入烘箱,经25(TC-30(TC烘干,保温4-8小时;
5) 、烧结
将烘干后的半成品放入高温窑炉内烧结,经一定的升温曲线后,烧结温 度达到1350°C-1650。C时,保温4-IO小时后出窑。
本发明可根据使用部位的温度、介质冲刷强度、冲击性及酸碱腐蚀等工 况有针对性的调整主、辅料成份,使本高温耐磨陶瓷板的综合性能适用于常 温到1500° C以上的各种工况。本发明提供的高温耐磨陶瓷板制备方法,工 艺筒单,操作方便,易于实施,按此方法制作的高温耐磨陶瓷板耐磨损、耐 腐蚀、耐冲击、耐高温,使用寿命长。
按本发明制备的高温耐磨陶瓷板,常温抗折强度》100Mpa,常温抗压^ 300Mpa,常温耐磨性CC(ASTMC704-2000)《0.8, 1200。C高温抗折^50Mpa。 其具有的耐磨性、抗冲击性和抗腐蚀能力,能有效地保护设备的易磨损部位 避免被介质冲刷和腐蚀,使用寿命可达普通钢板的10倍以上,而其使用成 本只有复合耐磨钢板的1/3-1/2,具有很好的经济效益。可以广泛的应用于 水泥熟料溜槽、三次风阀板、矿山输送斜槽、钢铁厂料仓、火电厂煤仓等受 到物料长期冲击、强烈冲刷、工况温度较高的地方。
具体实施方式
下面参照实施例说明本发明的实施方案。 实施例1
选取粒度为卜3mm的电熔棕刚玉20Kg和电熔亚白刚玉20Kg作为主料; 粒度为0. 088-lmm的致密棕刚玉15Kg和电熔亚白刚玉10Kg、粒度为巧0目 的致密棕刚玉18Kg、粒度为325目的致密棕刚玉5Kg、粒度《2um 的活性a-AlA粉6Kg、粒度《200mn的纳米级微硅粉4 Kg为辅料;选取粒 度为180目锂灰石2Kg为烧结剂;按前述主、辅料总重量的3%掺入临时结合剂纯铝酸钙水泥3Kg;按前述主、辅料总重量的0. 2%掺入外加剂六偏磷酸钠
0.2Kg;首先将前述各种干燥材料装入强力搅拌机内,开机搅拌10分钟;然
后将洁净的水4Kg加入强力搅拌机内,继续搅拌5分钟;将前述搅拌好的湿 料经模型浇注成型;将前述浇注成型的胚板放入烘箱,经30(TC烘干,保温
8小时;将烘干后的半成品放入高温窑炉内烧结,经一定的升温曲线;烧结
温度达到135(TC以上,保温4小时后出窑。 实施例2
主料选取粒度为l-3咖的电熔棕刚玉15Kg和电熔亚白刚玉10Kg;辅料 选取粒度为0. 088-lmm的致密棕刚玉20Kg和碳化硅10Kg、粒度为180目的 致密棕刚玉20Kg、碳化硅5Kg、粒度为325目的电熔亚白刚玉15Kg;选取粒 度为325目的软质黏土 5Kg为烧结剂;按前述主、辅料总重量的0. 2%分别掺 入外加剂六偏磷酸钠0. 2Kg和氧化锆粉0. 2Kg;首先将前述各种干燥材料装 入强力搅拌机内,开机搅拌12分钟;其次将主要成份为木质素磺酸钙、质 量浓度30%的亚硫酸纸浆废液的临时结合剂2Kg,加入强力搅拌机内,继续 搅拌8分钟;将前述搅拌好的散状物料经压力成型;将前述压制成型的胚板 放入烘箱,经275-C烘干,保温6小时;将烘干后的半成品放入高温窑炉内 烧结,经一定的升温曲线,烧结温度达到1500。C以上,保温7小时后出窑。
实施例3
主料选取粒度为l-3mm的电熔棕刚玉5Kg;辅料选取粒度为0. 088-lmm 的电熔白刚玉20Kg和碳化硅18Kg、粒度为180目的碳化硅25Kg、粒度为325 目的氮化硅15Kg和碳化硼10Kg;选取粒度为325目的软凍黏土 7Kg为烧结 剂;以前述主、辅料总重量为基准,按前述主、辅料总重量的0. 2%和0. 1% 分别掺入外加剂六偏磷酸钠0. 2Kg和氧化锆粉0. 1Kg;首先将前述各种干燥 材料装入强力搅拌机内,开机搅拌15分钟;其次将主要成份为木质素磺酸 钙、质量浓度5(m的亚硫酸纸浆废液的临时结合剂2Kg,加入强力搅拌机内, 继续搅拌10分钟;将前述搅拌好的散状物料经压力成型;将前述压制成型 的胚板放入烘箱,经250r烘干,保温4小时;将烘干后的半成品放入高温 窑炉内烧结,经一定的升温曲线,烧结温度达到165(TC以上,保温10小时 后出密。

Claims (1)

1、一种高温耐磨陶瓷板的制备方法,其特征是它的制备工艺如下: 1)、配料 a)、主料: 粒度为1-3mm的电熔棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、电熔莫来石中的至少一种任意比例搭配,按重量份5-40份; b)、辅料: 粒度为0.088-1mm的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)中的至少一种任意比例搭配,按重量份10-40份; 粒度为180目的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)中的至少一种任意比例搭配,按重量份8-25份; 粒度为325目的致密棕刚玉、电熔亚白刚玉、电熔白刚玉、碳化硅、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)中的至少一种任意比例搭配,按重量份5-25份; 粒度≤2um的活性a-Al2O3粉,按重量份0-6份; 粒度≤200nm的纳米级微硅粉,按重量份0-4份; c)、烧结剂:粒度为180目或325目的软质黏土、锂灰石、膨润土、金属硅中的至少一种任意搭配,按重量份2-7份; d)、临时结合剂:纯铝酸钙水泥或主要成份为木质素磺酸钙,质量浓度30-50%的亚硫酸纸浆废液,按前述各种材料总重量的1-3%掺入; e)、外加剂:六偏磷酸钠、氧化锆中的至少一种,按前述各种材料总重量的0.2-0.4%掺入; 2)、搅拌 a)、首先将前述各种干燥材料按其重量份装入强力搅拌机内,开机搅拌10-15分钟; b)、按比例加入水或亚硫酸纸浆废液,继续搅拌5-10分钟; 3)、成型 将前述搅拌好的粉粒状物料经浇注成型或压力成型; 4)、烘干 将前述预成型的胚板放入烘箱,经250℃-300℃烘干,保温4-8小时; 5)、烧结 将烘干后的半成品放入高温窑炉内烧结,经一定的升温曲线后,烧结温度达到1350℃-1650℃时,保温4-10小时后出窑。
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