CN104355627B - 一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴及其制作方法 - Google Patents

一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：电熔刚玉6-8、桂宝石5-7、碎砾石2-3、造纸废渣3-5、纳米氮化硅65-75、纳米钛酸钙1.2-2.1、聚酯纤维2-3、多聚磷酸铵0.8-1.2、硫酸钡0.5-0.8、乙酸钙0.2-0.4、氧化钇28-42、铣削型钢纤维0.3-0.5、松节油14-17、结冷胶1.1-1.3、助剂2-4、适量水；本发明添加造纸废渣、碎砾石等不仅降低了成本保护了环境还提高了喷嘴的各项性能指标，制得的陶瓷喷嘴具有耐磨性好、强度高、延展性好等优点，通过优化生产配方和工艺流程，易于实现产业化生产，拓宽其应用领域。

Description

一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷喷嘴制备工艺，属于喷嘴成型技术领域，具体涉及一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴及其制作方法。
背景技术
陶瓷喷嘴自上个世纪九时年代引入中国以来，材料不断的改进更新，从氧化物陶瓷逐渐发展到氮化物陶瓷和碳化物陶瓷，而生产工艺及制备方法落后，致使现有技术中陶瓷喷嘴存在诸多缺陷，比如硬度不高、耐磨性差、防腐蚀防冲蚀能力弱、延展性不大等。为克服现有技术的不足，有必要对现有陶瓷喷嘴生产技术加以改进，从而制得适合不同需求的具有成本低、功能多元化、阻燃、硬度高、耐磨、防辐射等功能的陶瓷喷嘴。
发明内容
本发明的目的就是提供一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：电熔刚玉6-8、桂宝石5-7、碎砾石2-3、造纸废渣3-5、纳米氮化硅65-75、纳米钛酸钙1.2-2.1、聚酯纤维2-3、多聚磷酸铵0.8-1.2、硫酸钡0.5-0.8、乙酸钙0.2-0.4、氧化钇28-42、铣削型钢纤维0.3-0.5、松节油14-17、结冷胶1.1-1.3、助剂2-4、适量水。
所述的助剂由下列重量份原料制成：羧甲基纤维素15-19、十二烷基苯磺酸钠1-2、聚乙二醇2.3-4.8、甲基丙烯酸3.1-4.5、甲基丙烯酸甲酯2-3、醋酸乙烯1-2、稻糠粉4-6、玄武岩3-4、埃洛石2-4、咖啡木屑3-6、氯化镁1.1-2.4、纳米级硅酸钠1.3-2.7、环烷酸铅0.5-0.9，其制备方法是将玄武岩、埃洛石粉碎至120-150目，加入咖啡木屑、氯化镁搅拌混匀于710-820℃下煅烧2-3小时，水淬，然后再加入聚乙二醇、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、环烷酸铅搅拌混匀，在70-90℃水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μm以下，喷雾干燥成粉末，将制得的粉末与羧甲基纤维素、稻糠粉、纳米级硅酸钠及其他剩余成分混合，研磨1-2小时即得。
所述的一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将电熔刚玉、桂宝石、碎砾石混匀放入煅烧炉中于750-880℃下煅烧2-3小时，用1-3‰的氯化钙溶液淬火，加入氧化钇研磨20-30分钟；
（2）取造纸废渣烘干加入纳米氮化硅、纳米钛酸钙搅拌混匀，加入聚酯纤维、硫酸钡、乙酸钙于530-660℃下煅烧1-2小时，冷却至室温研磨30-40分钟，加入松节油、铣削型钢纤维高速研磨至浆料粒径至20-30μm，喷雾干燥；
（3）将步骤（1）、（2）反应物料混匀，加水打浆制成固含量为50-60%的浆料，再加入其他剩余成分依此循环搅拌研磨8-10次，每次研磨2小时以上；
（4）将上述浆料注入模具中成型，经修坯、干燥、装炉于1650℃～1850℃烧结5-10小时，冷却出料。
本发明有以下有益效果：本发明添加造纸废渣、碎砾石等不仅降低了成本保护了环境还提高了喷嘴的各项性能指标，制得的陶瓷喷嘴具有耐磨性好、强度高、延展性好等优点，通过优化生产配方和工艺流程，易于实现产业化生产，拓宽其应用领域。
具体实施方式
所述的一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：电熔刚玉7、桂宝石6、碎砾石2、造纸废渣3、纳米氮化硅69、纳米钛酸钙1.8、聚酯纤维3、多聚磷酸铵1.1、硫酸钡0.7、乙酸钙0.3、氧化钇42、铣削型钢纤维0.3、松节油14、结冷胶1.2、助剂4、适量水。
所述的助剂由下列重量份原料制成：羧甲基纤维素17、十二烷基苯磺酸钠1、聚乙二醇3.3、甲基丙烯酸4.2、甲基丙烯酸甲酯3、醋酸乙烯1、稻糠粉4、玄武岩4、埃洛石3、咖啡木屑5、氯化镁1.7、纳米级硅酸钠1.9、环烷酸铅0.7，其制备方法是将玄武岩、埃洛石粉碎至120-150目，加入咖啡木屑、氯化镁搅拌混匀于710-820℃下煅烧2-3小时，水淬，然后再加入聚乙二醇、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、环烷酸铅搅拌混匀，在70-90℃水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μm以下，喷雾干燥成粉末，将制得的粉末与羧甲基纤维素、稻糠粉、纳米级硅酸钠及其他剩余成分混合，研磨1-2小时即得。
制作方法包括以下步骤：
（1）将电熔刚玉、桂宝石、碎砾石混匀放入煅烧炉中于750-880℃下煅烧2-3小时，用1-3‰的氯化钙溶液淬火，加入氧化钇研磨20-30分钟；
（2）取造纸废渣烘干加入纳米氮化硅、纳米钛酸钙搅拌混匀，加入聚酯纤维、硫酸钡、乙酸钙于530-660℃下煅烧1-2小时，冷却至室温研磨30-40分钟，加入松节油、铣削型钢纤维高速研磨至浆料粒径至20-30μm，喷雾干燥；
（3）将步骤（1）、（2）反应物料混匀，加水打浆制成固含量为50-60%的浆料，再加入其他剩余成分依此循环搅拌研磨8-10次，每次研磨2小时以上；
（4）将上述浆料注入模具中成型，经修坯、干燥、装炉于1650℃～1850℃烧结5-10小时，冷却出料。
使用本实施例生产的陶瓷喷嘴具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，能够在150g/L的硝酸和60g/L的氢氟酸混合溶液介质环境下，工作寿命达到60天以上；经测试其致密度达98％以上，抗折强度为677Mpa；喷嘴的孔道小，孔道内部光洁度好，喷射效果理想。

Claims (2)

1.一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：电熔刚玉6-8、桂宝石5-7、碎砾石2-3、造纸废渣3-5、纳米氮化硅65-75、纳米钛酸钙1.2-2.1、聚酯纤维2-3、多聚磷酸铵0.8-1.2、硫酸钡0.5-0.8、乙酸钙0.2-0.4、氧化钇28-42、铣削型钢纤维0.3-0.5、松节油14-17、结冷胶1.1-1.3、助剂2-4、适量水；所述的助剂由下列重量份原料制成：羧甲基纤维素15-19、十二烷基苯磺酸钠1-2、聚乙二醇2.3-4.8、甲基丙烯酸3.1-4.5、甲基丙烯酸甲酯2-3、醋酸乙烯1-2、稻糠粉4-6、玄武岩3-4、埃洛石2-4、咖啡木屑3-6、氯化镁1.1-2.4、纳米级硅酸钠1.3-2.7、环烷酸铅0.5-0.9，其制备方法是将玄武岩、埃洛石粉碎至120-150目，加入咖啡木屑、氯化镁搅拌混匀于710-820℃下煅烧2-3小时，水淬，然后再加入聚乙二醇、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、环烷酸铅搅拌混匀，在70-90℃水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μm以下，喷雾干燥成粉末，将制得的粉末与羧甲基纤维素、稻糠粉、纳米级硅酸钠及其他剩余成分混合，研磨1-2小时即得。
2.根据权利要求1所述的一种纳米氮化硅耐磨陶瓷喷嘴的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将电熔刚玉、桂宝石、碎砾石混匀放入煅烧炉中于750-880℃下煅烧2-3小时，用1-3‰的氯化钙溶液淬火，加入氧化钇研磨20-30分钟；
（2）取造纸废渣烘干加入纳米氮化硅、纳米钛酸钙搅拌混匀，加入聚酯纤维、硫酸钡、乙酸钙于530-660℃下煅烧1-2小时，冷却至室温研磨30-40分钟，加入松节油、铣削型钢纤维高速研磨至浆料粒径至20-30μm，喷雾干燥；
（3）将步骤（1）、（2）反应物料混匀，加水打浆制成固含量为50-60%的浆料，再加入其他剩余成分循环搅拌研磨8-10次，每次研磨2小时以上；
（4）将上述浆料注入模具中成型，经修坯、干燥、装炉于1650℃～1850℃烧结5-10小时，冷却出料。
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