CN105986162A - 一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料 - Google Patents

一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料 Download PDF

Info

Publication number
CN105986162A
CN105986162A CN201511012924.4A CN201511012924A CN105986162A CN 105986162 A CN105986162 A CN 105986162A CN 201511012924 A CN201511012924 A CN 201511012924A CN 105986162 A CN105986162 A CN 105986162A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
blast furnace
furnace slag
powder
lining material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201511012924.4A
Other languages
English (en)
Inventor
高恒东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhu Chuangyuan New Materials Co Ltd
Original Assignee
Wuhu Chuangyuan New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhu Chuangyuan New Materials Co Ltd filed Critical Wuhu Chuangyuan New Materials Co Ltd
Priority to CN201511012924.4A priority Critical patent/CN105986162A/zh
Publication of CN105986162A publication Critical patent/CN105986162A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/12—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C22C1/053—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor with in situ formation of hard compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，由下列重量份的原料制成：纯铝粉54-56、氧化铁红159-162、硝酸钴18-19、氯化镍18-19、正硅酸乙酯37-38、无水乙醇74-76、纳米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸钠8.5-9.5、高炉渣15-17、硫酸铝3-4、硫酸镁4-5、去离子水适量、三氧化铬3-4、浓度为25wt%的氨水适量。本发明将高炉渣通过改性添加到反应的制备中，提高了产品的高温抗氧化性、抗热震性，而且资源丰富，价格低廉，大大降低了生产成本、增加了经济效益；本发明陶瓷内衬材料均匀无裂纹，符合液压钢管内衬材料的需求，使用寿命长。

Description

一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料。
背景技术
液压系统中使用的管路种类很多，根据液压系统的工作压力及安装位置的不同，选用的有钢管、紫铜管、橡胶管、尼龙管和塑料管等。这些管路一旦损坏漏油，轻则污染环境、影响系统功能的正常发挥，重则危及安全，本发明选用液压钢管作为研究对象。当液压系统工作时，液压管路要承受较高的压力，再加上压力不稳定产生的交变应力、设备振动而产生的振动应力、装配应力等的共同作用，使硬管在材料缺陷处、腐蚀点或损伤处产生应力集中现象，管路发生疲劳破坏断裂而漏油；还由于液压系统容易被污染，含有固体污染物的液压油类似于研磨金属加工面所使用的研磨剂，增加了油液和管路内壁的摩擦。而且通常固体污染物颗粒的硬度比导管内壁材料的硬度高得多，这样就加速了导管内壁的磨损，甚至划伤内壁，特别是当液体的流速高且不稳定时，就会使导管内壁的材料受到冲击而剥落。这些原因很容易造成安全隐患。
离心自蔓延高温合成技术集中了离心铸造和自蔓延高温合成技术的共同优点，它具有制造工艺和制造设备简单且生产效率高、生产成本低以及节约能源等优点。利用离心自蔓延合成技术在传统不锈钢管内部制备陶瓷内衬材料可使得液压油油管具有更好的抗腐蚀性能、耐磨损性能以及良好的力学性能和抗冲击性能。因而，此种技术应用于液压油油管内衬材料的制备将具有广阔的市场前景和巨大的经济社会效益。《液压油油管陶瓷内衬材料的制备及性能研究》一文中以微米铝粉和微米三氧化二铁为主要原料，以微米二氧化硅和微米Y-ZrO2为添加剂，采用离心自蔓延高温合成技术制备了液压油油管用陶瓷内衬材料，所制备的液压油油管陶瓷内衬材料具有良好的韧性、断裂强度、抗冲击性等性能。但由于自蔓延反应较为激烈，反应过程中热量损耗大，钢管内壁被熔融的厚度有限，导致冶金结合部分的结合强度有限以及存在一定的孔隙，这样对陶瓷层的耐热性、耐腐蚀性、耐磨性等具有一定的影响，在一些高冲击的工况下会出现陶瓷涂层脱落的现象，从而影响油管的使用寿命以及安全系数，需要在原文的基础上进行改进。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，由下列重量份的原料制成：纯铝粉54-56、氧化铁红159-162、硝酸钴18-19、氯化镍18-19、正硅酸乙酯37-38、无水乙醇74-76、纳米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸钠8.5-9.5、高炉渣15-17、硫酸铝3-4、硫酸镁4-5、去离子水适量、三氧化铬3-4、浓度为25wt%的氨水适量。
根据权利要求书1所述一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，由以下具体步骤制成：
（1）将硝酸钴与氯化镍混合，加入无水乙醇中，搅拌并充分溶解形成混合溶液，然后置于60℃恒温水浴中，将正硅酸乙酯缓慢地滴加到混合溶液中，水浴加热至80-90℃，搅拌40-50分钟至反应物粘度增大，形成透明溶胶，静置于室温条件下胶化，再将干凝胶放在干燥箱中以80-90℃的温度干燥10-12小时，然后在750-850℃的条件下对干凝胶进行预烧结，保温1.5-2小时，冷却至室温后取出研磨，得到复合粉体，即磁性二氧化硅粉体；
（2）将高炉渣放入烘箱中以100-110℃干燥3-4小时，然后利用粉磨机进行粉磨，过200目筛待用；将硫酸铝与硫酸镁混合，加入总量10-12倍量的去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入高炉渣粉末，边搅拌边加热至30-40℃，搅拌反应2-3小时，缓慢添加适量浓度为25wt%的氨水，调节溶液的pH为2-3，继续搅拌90-120分钟，然后将溶液放在烘箱中以110-120℃的温度进行浓缩干燥，将得到的粉体进行研磨后放入硅钼炉中进行煅烧，以2-3℃/min的升温速率速度升温至1200-1300℃，保温2-2.5小时，冷却至室温，得到改性高炉渣粉末；
（3）将步骤（2）得到的改性高炉渣粉末与纳米Y-ZrO2粉混合，加入总量3-4倍量的去离子水，搅拌均匀后加入除纯铝粉、氧化铁红之外的其余剩余成分，继续搅拌30-40分钟，形成浆料，最后将浆料喷雾干燥，形成纳米掺杂混合粉；
（4）将铝粉、氧化铁红与步骤（1）得到的磁性二氧化硅粉体、步骤（3）得到的纳米掺杂混合粉混合均匀，放入球磨机中，混合球磨2-3小时，取出后将其装入管材中，并将其固定在离心机上，供气点火，点火同时通入氧气，供氧持续4-5分钟，采用离心自蔓延高温合成技术在管材内壁形成陶瓷内衬。
本发明的优点是：本发明利用硝酸钴、氯化镍等成分与正硅酸乙酯进行反应，生成包覆钴、镍的二氧化硅材料，作为添加剂添加到以铝粉、氧化铁红为主体的反应中，使得二氧化硅具有磁性，易与管材进行结合，通过反应进一步提高与管壁的结合强度；添加四硼酸钠，改善了内表面光洁度，同时孔隙率显著降低；添加适量的纳米Y-ZrO2粉，在反应过程中会弥散在生成物三氧化二铝中，不仅可以提高陶瓷内衬材料的断裂韧性值和抗冲击性能，同时可大幅提高陶瓷内衬的耐磨性能。
本发明将高炉渣通过改性添加到反应的制备中，提高了产品的高温抗氧化性、抗热震性，而且资源丰富，价格低廉，大大降低了生产成本、增加了经济效益；本发明陶瓷内衬材料均匀无裂纹，符合液压钢管内衬材料的需求，使用寿命长。
具体实施方式
一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：纯铝粉54、氧化铁红159、硝酸钴18、氯化镍18、正硅酸乙酯37、无水乙醇74、纳米YZrO2粉10、四硼酸钠8.5、高炉渣15、硫酸铝3、硫酸镁4、去离子水适量、三氧化铬3、浓度为25wt%的氨水适量。
根据权利要求书1所述一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，由以下具体步骤制成：
（1）将硝酸钴与氯化镍混合，加入无水乙醇中，搅拌并充分溶解形成混合溶液，然后置于60℃恒温水浴中，将正硅酸乙酯缓慢地滴加到混合溶液中，水浴加热至80℃，搅拌40分钟至反应物粘度增大，形成透明溶胶，静置于室温条件下胶化，再将干凝胶放在干燥箱中以80℃的温度干燥10小时，然后在750℃的条件下对干凝胶进行预烧结，保温1.5小时，冷却至室温后取出研磨，得到复合粉体，即磁性二氧化硅粉体；
（2）将高炉渣放入烘箱中以100℃干燥3小时，然后利用粉磨机进行粉磨，过200目筛待用；将硫酸铝与硫酸镁混合，加入总量10倍量的去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入高炉渣粉末，边搅拌边加热至30℃，搅拌反应2小时，缓慢添加适量浓度为25wt%的氨水，调节溶液的pH为2，继续搅拌90分钟，然后将溶液放在烘箱中以110℃的温度进行浓缩干燥，将得到的粉体进行研磨后放入硅钼炉中进行煅烧，以2℃/min的升温速率速度升温至1200℃，保温2小时，冷却至室温，得到改性高炉渣粉末；
（3）将步骤（2）得到的改性高炉渣粉末与纳米YZrO2粉混合，加入总量3倍量的去离子水，搅拌均匀后加入除纯铝粉、氧化铁红之外的其余剩余成分，继续搅拌30分钟，形成浆料，最后将浆料喷雾干燥，形成纳米掺杂混合粉；
（4）将铝粉、氧化铁红与步骤（1）得到的磁性二氧化硅粉体、步骤（3）得到的纳米掺杂混合粉混合均匀，放入球磨机中，混合球磨2小时，取出后将其装入管材中，并将其固定在离心机上，供气点火，点火同时通入氧气，供氧持续4分钟，采用离心自蔓延高温合成技术在管材内壁形成陶瓷内衬。
本发明材料经过测试，硬度值为1209HV，孔隙率为4%，断裂韧性值为5.38 MPa•m1/2。

Claims (2)

1.一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：纯铝粉54-56、氧化铁红159-162、硝酸钴18-19、氯化镍18-19、正硅酸乙酯37-38、无水乙醇74-76、纳米Y-ZrO2粉10-11.5、四硼酸钠8.5-9.5、高炉渣15-17、硫酸铝3-4、硫酸镁4-5、去离子水适量、三氧化铬3-4、浓度为25wt%的氨水适量。
2.根据权利要求书1所述一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将硝酸钴与氯化镍混合，加入无水乙醇中，搅拌并充分溶解形成混合溶液，然后置于60℃恒温水浴中，将正硅酸乙酯缓慢地滴加到混合溶液中，水浴加热至80-90℃，搅拌40-50分钟至反应物粘度增大，形成透明溶胶，静置于室温条件下胶化，再将干凝胶放在干燥箱中以80-90℃的温度干燥10-12小时，然后在750-850℃的条件下对干凝胶进行预烧结，保温1.5-2小时，冷却至室温后取出研磨，得到复合粉体，即磁性二氧化硅粉体；
（2）将高炉渣放入烘箱中以100-110℃干燥3-4小时，然后利用粉磨机进行粉磨，过200目筛待用；将硫酸铝与硫酸镁混合，加入总量10-12倍量的去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入高炉渣粉末，边搅拌边加热至30-40℃，搅拌反应2-3小时，缓慢添加适量浓度为25wt%的氨水，调节溶液的pH为2-3，继续搅拌90-120分钟，然后将溶液放在烘箱中以110-120℃的温度进行浓缩干燥，将得到的粉体进行研磨后放入硅钼炉中进行煅烧，以2-3℃/min的升温速率速度升温至1200-1300℃，保温2-2.5小时，冷却至室温，得到改性高炉渣粉末；
（3）将步骤（2）得到的改性高炉渣粉末与纳米Y-ZrO2粉混合，加入总量3-4倍量的去离子水，搅拌均匀后加入除纯铝粉、氧化铁红之外的其余剩余成分，继续搅拌30-40分钟，形成浆料，最后将浆料喷雾干燥，形成纳米掺杂混合粉；
（4）将铝粉、氧化铁红与步骤（1）得到的磁性二氧化硅粉体、步骤（3）得到的纳米掺杂混合粉混合均匀，放入球磨机中，混合球磨2-3小时，取出后将其装入管材中，并将其固定在离心机上，供气点火，点火同时通入氧气，供氧持续4-5分钟，采用离心自蔓延高温合成技术在管材内壁形成陶瓷内衬。
CN201511012924.4A 2015-12-31 2015-12-31 一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料 Withdrawn CN105986162A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511012924.4A CN105986162A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511012924.4A CN105986162A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105986162A true CN105986162A (zh) 2016-10-05

Family

ID=57040537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511012924.4A Withdrawn CN105986162A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105986162A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990860A (en) * 1975-11-20 1976-11-09 Nasa High temperature oxidation resistant cermet compositions
CN102815950A (zh) * 2012-09-06 2012-12-12 南通大学 添加纳米添加剂制备陶瓷内衬复合钢管的反应物料
CN103214192A (zh) * 2013-04-17 2013-07-24 内蒙古科技大学 一种工业耐磨耐腐蚀玻璃陶瓷复合弯管及制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990860A (en) * 1975-11-20 1976-11-09 Nasa High temperature oxidation resistant cermet compositions
CN102815950A (zh) * 2012-09-06 2012-12-12 南通大学 添加纳米添加剂制备陶瓷内衬复合钢管的反应物料
CN103214192A (zh) * 2013-04-17 2013-07-24 内蒙古科技大学 一种工业耐磨耐腐蚀玻璃陶瓷复合弯管及制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102786820B (zh) 一种适用于金属基体的红外辐射涂料及其制备方法
CN104550913A (zh) 一种耐腐蚀铁基粉末冶金阀门及其制备方法
CN104710108A (zh) 一种耐磨耐腐蚀矿渣微晶玻璃复合管材的制备方法
CN103090118A (zh) 一种耐磨耐腐蚀合金涂层细长复合管及其生产方法
CN105985105A (zh) 一种提高液压钢管热震性的陶瓷内衬材料
CN105983689A (zh) 一种液压钢管用石墨烯增强陶瓷内衬材料
CN103771883A (zh) 纳米防渗碳涂料及其制备方法和应用
CN104550931A (zh) 一种弥散颗粒增强铁基粉末冶金阀门及其制备方法
CN105985106A (zh) 一种用于液压钢管的自蔓延合成陶瓷内衬材料
CN105562697A (zh) 一种综合性能优异的液压钢管内壁陶瓷材料
CN105986162A (zh) 一种添加改性高炉渣的陶瓷内衬材料
CN105987255A (zh) 一种液压钢管用添加氧化铈金属镍粉的陶瓷内衬材料
CN105985110A (zh) 一种添加硅酸锆的液压钢管陶瓷内衬材料
CN105985104A (zh) 一种用于液压钢管的润滑耐磨的陶瓷内衬
CN105985126A (zh) 一种能够提高抗氧化性能的陶瓷内衬材料
CN106521283A (zh) 一种耐磨陶瓷钢管复合材料
CN105985109A (zh) 一种添加三氧化二铬改性的陶瓷内衬材料
CN105985108A (zh) 一种液压油管用添加纳米成分的陶瓷内衬材料
CN104588641A (zh) 一种硅酸锆晶须增强的阀门材料及其制备方法
CN105986267A (zh) 一种节能环保高强度的液压钢管陶瓷内衬材料
CN105985107A (zh) 一种耐磨防腐性能优异的液压钢管陶瓷内衬材料
CN109096868A (zh) 一种碳纤维增强的环氧陶瓷涂料及其制备方法
CN103241774B (zh) 一种制备喷涂氧化铬的方法
CN105987254A (zh) 一种耐冲击不易脱落的液压钢管陶瓷内衬材料
CN104588640A (zh) 一种阀门用高硬度铁基粉末冶金材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20161005

WW01 Invention patent application withdrawn after publication