CN102809014A - 一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种刚玉陶瓷内衬弯头，包括：弯头主体；刚玉陶瓷内衬，设置于所述弯头主体内，包括若干相互连接的刚玉陶瓷内衬环，所述刚玉陶瓷内衬环内径相同，所述刚玉陶瓷内衬环在所述弯头主体外径处的厚度大于其在所述弯头主体内径处的厚度。本发明的刚玉陶瓷内衬弯头，采用刚玉陶瓷内衬，可大大减少弯头主体的冲击磨蚀，并且由于刚玉陶瓷内衬外径处受冲击磨蚀较刚玉陶瓷内衬内径处冲击磨蚀程度大，使刚玉陶瓷内衬位于弯头主体外径处的厚度大于其位于弯头主体内径处的厚度，可进一步提高弯头主体的使用寿命。

Description

一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法

技术领域

本发明涉及管道领域，特别是指一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法。

背景技术

混凝土泵车管道在长期使用过程中要受到混凝土拌合料的冲蚀作用，尤其是管道连接弯头处因混凝土拌合料运动方向发生变化产生离心力作用，弯头外径处所承受的冲击磨蚀最为严重，甚至磨穿，弯头磨损率高于直管部位数倍。现有的混凝土泵车管路弯头有的采用增加管路内壁金属厚度的，有的采用耐磨合金材料，以延长使用寿命，但是成本高，效果不尽理想。采用贴片刚玉陶瓷可以解决耐磨问题，但是贴片容易脱落，一旦脱落会造成附近的刚玉陶瓷片跟着脱落，影响弯头、管道的使用寿命。

发明内容

本发明提出一种刚玉陶瓷内衬弯头和一种刚玉陶瓷内衬的制造方法，解决了现有技术中弯头冲击磨蚀严重的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种刚玉陶瓷内衬弯头，包括：

弯头主体；

刚玉陶瓷内衬，设置于所述弯头主体内，包括若干相互连接的刚玉陶瓷内衬环，所述刚玉陶瓷内衬环内径相同，所述刚玉陶瓷内衬环在所述弯头主体外径处的厚度大于其在所述弯头主体内径处的厚度。

进一步地，所述刚玉陶瓷内衬由下述重量百分比的原料组成：α-Al₂O₃微粉74～78％、SiO₂0.2～1％、Y₂O₃1～2％、CeO₂1～2％、苏州土1～4％、ZrO₂18～22％，上述原料总重为100％，外加上述原料总重0.04～0.1％的聚乙烯醇溶液、0.1～0.5％的分散剂和80～85％的水。

进一步地，所述原料粒度为：α-Al₂O₃微粉5000～6000目、SiO₂300～325目、Y₂O₃300～400目、CeO₂300～325目、苏州土240～250目、ZrO₂150～180目。

优选地，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5～8％，所述分散剂为六偏磷酸钠。

进一步地，本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头，还包括：

环形槽，设置于所述弯头主体内两端。

进一步地，本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头，还包括：

耐高温高强度无机粘结剂，设置于所述刚玉陶瓷内衬环之间以及所述刚玉陶瓷内衬环与所述弯头主体内壁之间。

一种刚玉陶瓷内衬的制造方法，包括以下步骤：

按原料组成称料，将CeO₂和ZrO₂投入球磨机，加水球磨，当D₅₀达到4～5μm时，向球磨机中加入50％的α-Al₂O₃微粉，然后加入SiO₂、Y₂O₃和苏州土，再加入余下的α-Al₂O₃微粉，加入水和分散剂，球磨45～50h，取样检测粒度，要求粒度D₅₀为2～3μm；加入聚乙烯醇溶液，再球磨1～1.5h开始造粒，得到粒度为40～180目的造粒粉；

将造粒粉等静压成型，压制成毛坯，毛坯含水量控制在1.5％以下；

采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯，毛坯含水量控制在1.5％以下；

将车制后的毛坯按尺寸切割，采用座烧方法装窑，烧结温度为1680～1720℃，在此温度下保温1.5～2.5h烧结，出窑。

进一步地，所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂，放上垫片并校平，垫片上铺一层40目的白刚玉砂，然后将瓷管放在垫片上装窑；所述棚板材质为SiC，厚度为20～25mm，耐火度≥1750℃。

进一步地，所述等静压成型时的压力曲线为：

压力由表压0MPa逐渐升压至200Mpa，历时10min，保压2min；

由200Mpa逐渐减压至150Mpa，历时2min，保压1min；

由150Mpa逐渐减压至100Mpa，历时2min，保压1min；

由100Mpa逐渐减压至60Mpa，历时0.5min，保压2min；

由60Mpa逐渐减压至0Mpa，历时2min。

进一步地，所述烧结温度要求为：

毛坯由室温经3h升温至300℃，再经3.5h升温至600℃，再经5h升温至950℃，保温1h；

再由950℃经5h升温至1200℃，经3h升温至1350℃，保温2h；

再由1350℃经7h升温至1680～1720℃，保温1.5～2.5h；

最后随炉冷却。

本发明的有益效果为：

1、采用刚玉陶瓷内衬，可大大减少弯头主体的冲击磨蚀，并且由于刚玉陶瓷内衬外径处受冲击磨蚀较刚玉陶瓷内衬内径处冲击磨蚀程度大，使刚玉陶瓷内衬位于弯头主体外径处的厚度大于其位于弯头主体内径处的厚度，可进一步提高弯头主体的使用寿命。

2、弯头主体内两端设有环形槽，环形槽内可设置挡圈，阻挡并压紧刚玉陶瓷内衬环，使结构更加牢固可靠。

3、耐高温高强度无机粘结剂可使刚玉陶瓷内衬环之间以及刚玉陶瓷内衬环与弯头主体内壁之间连接更加紧密，使结构更加牢固可靠。

4、本发明改进了刚玉陶瓷内衬的原料配方和制造方法，采用等静压成型工艺，严格控制压力曲线和烧结温度曲线，解决了该类产品烧结容易变形、耐磨耐腐蚀性能差等问题，有效控制了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种刚玉陶瓷内衬弯头的结构示意图；

图2为本发明一种刚玉陶瓷内衬弯头的径向剖视图。

图中：

1、弯头主体；2、刚玉陶瓷内衬环；3、环形槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头，包括：

弯头主体1；

刚玉陶瓷内衬，设置于所述弯头主体1内，包括若干相互连接的刚玉陶瓷内衬环2，所述刚玉陶瓷内衬环2内径相同，所述刚玉陶瓷内衬环2在所述弯头主体1外径处的厚度大于其在所述弯头主体1内径处的厚度。

其中，采用刚玉陶瓷内衬，可大大减少弯头主体1的冲击磨蚀，并且由于刚玉陶瓷内衬外径处受冲击磨蚀较刚玉陶瓷内衬内径处冲击磨蚀程度大，使刚玉陶瓷内衬位于弯头主体1外径处的厚度大于其位于弯头主体1内径处的厚度，可进一步提高弯头主体1的使用寿命。

其中，具体地，所述刚玉陶瓷内衬由下述重量百分比的原料组成：α-Al₂O₃微粉74～78％、SiO₂0.2～1％、Y₂O₃1～2％、CeO₂1～2％、苏州土1～4％、ZrO₂18～22％，上述原料总重为100％，外加上述原料总重0.04～0.1％的聚乙烯醇溶液、0.1～0.5％的分散剂和80～85％的水。

其中，具体地，所述原料粒度为：α-Al₂O₃微粉5000～6000目、SiO₂300～325目、Y₂O₃300～400目、CeO₂300～325目、苏州土240～250目、ZrO₂150～180目。

其中，优选地，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5～8％，所述分散剂为六偏磷酸钠。

本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头，还包括：

环形槽3，设置于所述弯头主体1内两端。

其中，弯头主体1内两端设有环形槽3，环形槽3内可设置挡圈，阻挡并压紧刚玉陶瓷内衬环2，使结构更加牢固可靠。

本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头，还包括：

耐高温高强度无机粘结剂，设置于所述刚玉陶瓷内衬环2之间以及所述刚玉陶瓷内衬环1与所述弯头主体1内壁之间。

其中，耐高温高强度无机粘结剂可使刚玉陶瓷内衬环2之间以及刚玉陶瓷内衬环2与弯头主体1内壁之间连接更加紧密，使结构更加牢固可靠。

本发明还提供了一种刚玉陶瓷内衬的制造方法，包括以下步骤：

按原料组成称料，将CeO₂和ZrO₂投入球磨机，加水球磨，当D₅₀达到4～5μm时，向球磨机中加入50％的α-Al₂O₃微粉，然后加入SiO₂、Y₂O₃和苏州土，再加入余下的α-Al₂O₃微粉，加入水和分散剂，球磨45～50h，取样检测粒度，要求粒度D₅₀为2～3μm；加入聚乙烯醇溶液，再球磨1～1.5h开始造粒，得到粒度为40～180目的造粒粉；

将造粒粉等静压成型，压制成毛坯，毛坯含水量控制在1.5％以下；

采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯，毛坯含水量控制在1.5％以下；

将车制后的毛坯按尺寸切割，采用座烧方法装窑，烧结温度为1680～1720℃，在此温度下保温1.5～2.5h烧结，出窑。

其中，D₅₀的具体含义为：一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％，D₅₀也叫中位径或中值粒径。D₅₀常用来表示粉体的平均粒度。

其中，具体地，所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂，放上垫片并校平，垫片上铺一层40目的白刚玉砂，然后将瓷管放在垫片上装窑；所述棚板材质为SiC，厚度为20～25mm，耐火度≥1750℃。

其中，具体地，所述等静压成型时的压力曲线为：

压力由表压0MPa逐渐升压至200Mpa，历时10min，保压2min；

由200Mpa逐渐减压至150Mpa，历时2min，保压1min；

由150Mpa逐渐减压至100Mpa，历时2min，保压1min；

由100Mpa逐渐减压至60Mpa，历时0.5min，保压2min；

由60Mpa逐渐减压至0Mpa，历时2min。

其中，具体地，，所述烧结温度要求为：

毛坯由室温经3h升温至300℃，再经3.5h升温至600℃，再经5h升温至950℃，保温1h；

再由950℃经5h升温至1200℃，经3h升温至1350℃，保温2h；

再由1350℃经7h升温至1680～1720℃，保温1.5～2.5h；

最后随炉冷却。

其中，本发明改进了刚玉陶瓷内衬的原料配方和制造方法，采用等静压成型工艺，严格控制压力曲线和烧结温度曲线，解决了该类产品烧结容易变形、耐磨耐腐蚀性能差等问题，有效控制了产品质量。

本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头可以输送10-15万方混凝土，而普通钢弯头仅可以输送3-5万方混凝土，因此，本发明所述的刚玉陶瓷内衬弯头为同类产品使用寿命的3倍以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刚玉陶瓷内衬弯头，其特征在于，包括：

弯头主体(1)；

刚玉陶瓷内衬，设置于所述弯头主体(1)内，包括若干相互连接的刚玉陶瓷内衬环(2)，所述刚玉陶瓷内衬环(2)内径相同，所述刚玉陶瓷内衬环(2)在所述弯头主体(1)外径处的厚度大于其在所述弯头主体(1)内径处的厚度。

2.根据权利要求1所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头，其特征在于，所述刚玉陶瓷内衬由下述重量百分比的原料组成：α-Al₂O₃微粉74～78％、SiO₂0.2～1％、Y₂O₃1～2％、CeO₂1～2％、苏州土1～4％、ZrO₂18～22％，上述原料总重为100％，外加上述原料总重0.04～0.1％的聚乙烯醇溶液、0.1～0.5％的分散剂和80～85％的水。

3.根据权利要求2所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头，其特征在于，所述原料粒度为：α-Al₂O₃微粉5000～6000目、SiO₂300～325目、Y₂O₃300～400目、CeO₂300～325目、苏州土240～250目、ZrO₂150～180目。

4.根据权利要求3所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为5～8％，所述分散剂为六偏磷酸钠。

5.根据权利要求4所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头，其特征在于，还包括：

环形槽(3)，设置于所述弯头主体(1)内两端。

6.根据权利要求5所述的一种刚玉陶瓷内衬弯头，其特征在于，还包括：

耐高温高强度无机粘结剂，设置于所述刚玉陶瓷内衬环(2)之间以及所述刚玉陶瓷内衬环(1)与所述弯头主体(1)内壁之间。

7.一种刚玉陶瓷内衬的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

按原料组成称料，将CeO₂和ZrO₂投入球磨机，加水球磨，当D₅₀达到4～5μm时，向球磨机中加入50％的α-Al₂O₃微粉，然后加入SiO₂、Y₂O₃和苏州土，再加入余下的α-Al₂O₃微粉，加入水和分散剂，球磨45～50h，取样检测粒度，要求粒度D₅₀为2～3μm；加入聚乙烯醇溶液，再球磨1～1.5h开始造粒，得到粒度为40～180目的造粒粉；

将造粒粉等静压成型，压制成毛坯，毛坯含水量控制在1.5％以下；

采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯，毛坯含水量控制在1.5％以下；

将车制后的毛坯按尺寸切割，采用座烧方法装窑，烧结温度为1680～1720℃，在此温度下保温1.5～2.5h烧结，出窑。

8.根据权利要求7所述的刚玉陶瓷内衬的制造方法，其特征在于，所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂，放上垫片并校平，垫片上铺一层40目的白刚玉砂，然后将瓷管放在垫片上装窑；所述棚板材质为SiC，厚度为20～25mm，耐火度≥1750℃。

9.根据权利要求8所述的刚玉陶瓷内衬的制造方法，其特征在于，所述等静压成型时的压力曲线为：

压力由表压0MPa逐渐升压至200Mpa，历时10min，保压2min；

由200Mpa逐渐减压至150Mpa，历时2min，保压1min；

由150Mpa逐渐减压至100Mpa，历时2min，保压1min；

由100Mpa逐渐减压至60Mpa，历时0.5min，保压2min；

由60Mpa逐渐减压至0Mpa，历时2min。

10.根据权利要求9所述的刚玉陶瓷内衬的制造方法，其特征在于，所述烧结温度要求为：

毛坯由室温经3h升温至300℃，再经3.5h升温至600℃，再经5h升温至950℃，保温1h；

再由950℃经5h升温至1200℃，经3h升温至1350℃，保温2h；

再由1350℃经7h升温至1680～1720℃，保温1.5～2.5h；

最后随炉冷却。