CN106631077A - 一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106631077A
CN106631077A CN201611112485.9A CN201611112485A CN106631077A CN 106631077 A CN106631077 A CN 106631077A CN 201611112485 A CN201611112485 A CN 201611112485A CN 106631077 A CN106631077 A CN 106631077A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
based composite
ceramic material
composite ceramic
steel pipe
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.)
Pending
Application number
CN201611112485.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马志明
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.)
Suzhou Luotelan New Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Luotelan New Material Technology 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 Suzhou Luotelan New Material Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Luotelan New Material Technology Co Ltd
Priority to CN201611112485.9A priority Critical patent/CN106631077A/zh
Publication of CN106631077A publication Critical patent/CN106631077A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C04B2235/3472—Alkali metal alumino-silicates other than clay, e.g. spodumene, alkali feldspars such as albite or orthoclase, micas such as muscovite, zeolites such as natrolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3804—Borides
    • C04B2235/3813—Refractory metal borides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3865—Aluminium nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
    • C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
    • C04B2235/405—Iron group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/444—Halide containing anions, e.g. bromide, iodate, chlorite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • C04B2235/483—Si-containing organic compounds, e.g. silicone resins, (poly)silanes, (poly)siloxanes or (poly)silazanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Abstract

本发明公开了一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：陶瓷粉35‑45份、镍粉2‑7份、锂辉石5‑9份、红柱石粉5‑10份、丙烯酸乳液2‑6份、纳米硼纤维3‑6份、二乙胺基丙胺2‑4份、三甲氧基硅烷3‑7份、壳聚糖4‑9份、甜菜碱1‑3份、正硅酸乙酯2‑6份、聚乙烯醇1‑4份、氮化铝1‑4份、氮化硅5‑8份、硼化钛2‑6份、氯化镍2‑8份、过硫酸铵2‑9份、抗氧化剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。制备而成的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料,其性能稳定、致密性高、耐冲击、热震性能好。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及到一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷钢管与传统的钢管、耐磨合金铸钢管、铸石管以及钢塑、钢橡管等有着本质性区别。陶瓷钢管外层是钢管，内层是刚玉。刚玉层维氏硬度高达100—1500（洛氏硬度为90-98），相当于钨钴硬金。耐磨性比碳钢管高20倍以上，它比通常粘接而成的刚玉砂轮性能优越得多。现在刚玉砂轮仍是各种磨床削淬火钢主要砂轮。陶瓷钢管中刚玉层可把刚玉砂轮磨损掉。陶瓷钢管抗磨损主要是靠内层几毫米厚的刚玉层,其莫氏硬度为9,仅次于金刚石和碳化硅，在所有氧化物中，它的硬度是最高的。同时，陶瓷复合管重量轻，价格适宜。比同内径的铸石管重量轻50%；比耐磨合金管重量轻20-30%，且耐磨、耐蚀性好，因为使用寿命长，从而支吊架费用、搬运费、安装费以及运行费用降低。经有关设计院和施工单位工程预算和工程实际比较，该管工程造价与铸石相当，与耐磨合金管相比，工程造价下降20%左右。由于该管重量轻，且焊接性能好，因此可采用焊接、法兰、快速联结等方式，施工安装方便，且可减少安装费用。所以本发明致力于研究液压钢管内衬用的复合陶瓷材料，使其在强度、耐磨性、致密性、冲击性、热震性等性能上有较大幅度的提高，来满足市场和行业的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其性能稳定、致密性高、耐冲击、热震性能好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：陶瓷粉35-45份、镍粉2-7份、锂辉石5-9份、红柱石粉5-10份、丙烯酸乳液2-6份、纳米硼纤维3-6份、二乙胺基丙胺2-4份、三甲氧基硅烷3-7份、壳聚糖4-9份、甜菜碱1-3份、正硅酸乙酯2-6份、聚乙烯醇1-4份、氮化铝1-4份、氮化硅5-8份、硼化钛2-6份、氯化镍2-8份、过硫酸铵2-9份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。
优选地，所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。
优选地，所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。
优选地，所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。
所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200-300目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、抗氧化剂、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为560-620℃，高温烧结时间为15-20分钟；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、稳定剂、偶联剂注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000-1500转/分钟，压强为0.5-1MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4-10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为820-860℃，真空压强为0.2-0.5Pa，真空烧结时间为60-90分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2-4小时，即得成品。
优选地，所述水淬的条件为：入水温度为10-15℃，水淬时间为45秒。
优选地，所述筛孔径为200目。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，以陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉、纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵为主要成分，通过加入丙烯酸乳液、甜菜碱、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、抗氧化剂、稳定剂、偶联剂，辅以机械粉碎、高温烧结、水淬处理、球磨分选、加压匀质、铸模固定、真空煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其性能稳定、致密性高、耐冲击、热震性能好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取陶瓷粉35份、镍粉2份、锂辉石5份、红柱石粉5份、丙烯酸乳液2份、纳米硼纤维3份、二乙胺基丙胺2份、三甲氧基硅烷3份、壳聚糖4份、甜菜碱1份、正硅酸乙酯2份、聚乙烯醇1份、氮化铝1份、氮化硅5份、硼化钛2份、氯化镍2份、过硫酸铵2份、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸铅2份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1份；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为560℃，高温烧结时间为15分钟，水淬的入水温度为10℃，水淬时间为45秒；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、2-乙基乙酸铅、三异硬酯酸钛酸异丙酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000转/分钟，压强为0.5MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为820℃，真空压强为0.2Pa，真空烧结时间为60分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2小时，即得成品。
制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取陶瓷粉37份、镍粉3份、锂辉石6份、红柱石粉7份、丙烯酸乳液3份、纳米硼纤维4份、二乙胺基丙胺3份、三甲氧基硅烷4份、壳聚糖6份、甜菜碱2份、正硅酸乙酯3份、聚乙烯醇2份、氮化铝2份、氮化硅6份、硼化钛3份、氯化镍5份、过硫酸铵4份、4-羟基十二烷酸酰替苯胺2份、蓖麻酸钙3份、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯1份；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为250目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为580℃，高温烧结时间为17分钟，水淬的入水温度为12℃，水淬时间为45秒；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、蓖麻酸钙、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1200转/分钟，压强为0.7MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在6℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为830℃，真空压强为0.3Pa，真空烧结时间为70分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护3小时，即得成品。
制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取陶瓷粉42份、镍粉5份、锂辉石8份、红柱石粉9份、丙烯酸乳液5份、纳米硼纤维5份、二乙胺基丙胺3份、三甲氧基硅烷6份、壳聚糖8份、甜菜碱2份、正硅酸乙酯4份、聚乙烯醇3份、氮化铝3份、氮化硅7份、硼化钛5份、氯化镍7份、过硫酸铵7份、4，4'-二叔辛基二苯胺3份、硬脂酸锌4份、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛2份；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为250目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、4，4'-二叔辛基二苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为600℃，高温烧结时间为19分钟，水淬的入水温度为14℃，水淬时间为45秒；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、硬脂酸锌、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1400转/分钟，压强为0.9MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在8℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为850℃，真空压强为0.4Pa，真空烧结时间为80分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护3.5小时，即得成品。
制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取陶瓷粉45份、镍粉7份、锂辉石9份、红柱石粉10份、丙烯酸乳液6份、纳米硼纤维6份、二乙胺基丙胺4份、三甲氧基硅烷7份、壳聚糖9份、甜菜碱3份、正硅酸乙酯6份、聚乙烯醇4份、氮化铝4份、氮化硅8份、硼化钛6份、氯化镍8份、过硫酸铵9份、4-羟基十八烷酸酰替苯胺4份、丹桂酸钡5份、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯2份；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为300目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、4-羟基十八烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为620℃，高温烧结时间为20分钟，水淬的入水温度为15℃，水淬时间为45秒；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、丹桂酸钡、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1500转/分钟，压强为1MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860℃，真空压强为0.5Pa，真空烧结时间为90分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护4小时，即得成品。
制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取陶瓷粉35份、镍粉2份、锂辉石5份、红柱石粉5份、丙烯酸乳液2份、纳米硼纤维3份、二乙胺基丙胺2份、壳聚糖4份、甜菜碱1份、正硅酸乙酯2份、聚乙烯醇1份、氮化铝1份、氮化硅5份、硼化钛2份、过硫酸铵2份、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸铅2份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1份；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、过硫酸铵、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为560℃，高温烧结时间为15分钟，水淬的入水温度为10℃，水淬时间为45秒；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、2-乙基乙酸铅、三异硬酯酸钛酸异丙酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000转/分钟，压强为0.5MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为820℃，真空压强为0.2Pa，真空烧结时间为60分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2小时，即得成品。
制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取陶瓷粉45份、镍粉7份、锂辉石9份、红柱石粉10份、丙烯酸乳液6份、三甲氧基硅烷7份、壳聚糖9份、正硅酸乙酯6份、聚乙烯醇4份、氮化铝4份、氮化硅8份、硼化钛6份、氯化镍8份、过硫酸铵9份、4-羟基十八烷酸酰替苯胺4份、丹桂酸钡5份、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯2份；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为300目;
（3）将三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、4-羟基十八烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为620℃，高温烧结时间为20分钟，水淬的入水温度为15℃，水淬时间为45秒；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为200目；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、丹桂酸钡、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1500转/分钟，压强为1MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860℃，真空压强为0.5Pa，真空烧结时间为90分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护4小时，即得成品。
制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料进行冲击韧性、弹性模量、硬度、抗压强度这几项性能测试。
表1
冲击韧性（KJ.M2） 弹性模量Gpa 硬度，HV 抗压强度（MPa）
实施例1 3.8 385 2459 665
实施例2 4.2 390 2505 659
实施例3 4.1 380 2496 657
实施例4 3.9 385 2487 662
对比例1 1.2 185 1650 328
对比例2 1.4 205 1903 416
本发明的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，以陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉、纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵为主要成分，通过加入丙烯酸乳液、甜菜碱、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、抗氧化剂、稳定剂、偶联剂，辅以机械粉碎、高温烧结、水淬处理、球磨分选、加压匀质、铸模固定、真空煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其性能稳定、致密性高、耐冲击、热震性能好，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：陶瓷粉35-45份、镍粉2-7份、锂辉石5-9份、红柱石粉5-10份、丙烯酸乳液2-6份、纳米硼纤维3-6份、二乙胺基丙胺2-4份、三甲氧基硅烷3-7份、壳聚糖4-9份、甜菜碱1-3份、正硅酸乙酯2-6份、聚乙烯醇1-4份、氮化铝1-4份、氮化硅5-8份、硼化钛2-6份、氯化镍2-8份、过硫酸铵2-9份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其特征在于：所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其特征在于：所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料，其特征在于：所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1-4任一所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将陶瓷粉、镍粉、锂辉石、红柱石粉加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为200-300目;
（3）将纳米硼纤维、二乙胺基丙胺、三甲氧基硅烷、壳聚糖、氮化铝、氮化硅、硼化钛、氯化镍、过硫酸铵、抗氧化剂、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为560-620℃，高温烧结时间为15-20分钟；
（4）将步骤（3）的陶瓷块、丙烯酸乳液、甜菜碱一起加入球磨机，料球比例为1：7，球磨时间为5小时；
（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物；
（6）将步骤（5）的过筛混合物、正硅酸乙酯、聚乙烯醇、稳定剂、偶联剂注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000-1500转/分钟，压强为0.5-1MPa，混合搅拌35分钟；
（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4-10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；
（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为820-860℃，真空压强为0.2-0.5Pa，真空烧结时间为60-90分钟；
（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2-4小时，即得成品。
6.根据权利要求5所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，水淬的条件为：入水温度为10-15℃，水淬时间为45秒。
7.根据权利要求5所述的液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，筛孔径为200目。
CN201611112485.9A 2016-12-07 2016-12-07 一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法 Pending CN106631077A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611112485.9A CN106631077A (zh) 2016-12-07 2016-12-07 一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611112485.9A CN106631077A (zh) 2016-12-07 2016-12-07 一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106631077A true CN106631077A (zh) 2017-05-10

Family

ID=58819503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611112485.9A Pending CN106631077A (zh) 2016-12-07 2016-12-07 一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106631077A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104355625A (zh) * 2014-10-27 2015-02-18 合肥市东庐机械制造有限公司 一种刀具用特种陶瓷材料及其制备方法
CN104387085A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 安徽省皖捷液压科技有限公司 一种氮化硅陶瓷及其制备方法
CN104402412A (zh) * 2014-10-27 2015-03-11 合肥市东庐机械制造有限公司 一种切削刀具用抗热震性陶瓷及其制备方法
CN105481347A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 成都德善能科技有限公司 一种新型特种陶瓷材料及其制备方法
CN105985104A (zh) * 2015-12-31 2016-10-05 芜湖市创源新材料有限公司 一种用于液压钢管的润滑耐磨的陶瓷内衬
CN105985105A (zh) * 2015-12-31 2016-10-05 芜湖市创源新材料有限公司 一种提高液压钢管热震性的陶瓷内衬材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104355625A (zh) * 2014-10-27 2015-02-18 合肥市东庐机械制造有限公司 一种刀具用特种陶瓷材料及其制备方法
CN104402412A (zh) * 2014-10-27 2015-03-11 合肥市东庐机械制造有限公司 一种切削刀具用抗热震性陶瓷及其制备方法
CN104387085A (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 安徽省皖捷液压科技有限公司 一种氮化硅陶瓷及其制备方法
CN105481347A (zh) * 2015-11-30 2016-04-13 成都德善能科技有限公司 一种新型特种陶瓷材料及其制备方法
CN105985104A (zh) * 2015-12-31 2016-10-05 芜湖市创源新材料有限公司 一种用于液压钢管的润滑耐磨的陶瓷内衬
CN105985105A (zh) * 2015-12-31 2016-10-05 芜湖市创源新材料有限公司 一种提高液压钢管热震性的陶瓷内衬材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103602922B (zh) 一种粉末冶金铁基合金及其制备方法
CN103357861B (zh) 一种汽油发动机活塞粉末冶金材料及其制备方法
CN101956775B (zh) 风力发电机用树脂基偏航刹车片及其制备方法
CN103602902B (zh) 一种粉末冶金耐压复合金属材料及其制备方法
CN103588489A (zh) 低压铸造用氮化硅复合陶瓷升液管及其制备方法
CN101457322A (zh) TiAl基增压器涡轮及其制造方法
CN104372209B (zh) 一种铝基粉末冶金复合材料及其制备方法
CN106587937A (zh) 一种高强度碳纤维基复合陶瓷材料及其制备方法
CN103567433A (zh) 一种粉末冶金阀座及其制备方法
CN105344930A (zh) 一种用于形成发动机缸套表面毛刺的涂料及其制备方法
CN104550985A (zh) 一种低松装密度铜锌合金黄铜粉及其制备方法
CN103464762A (zh) 一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法
CN106631077A (zh) 一种液压钢管内衬用氮基复合陶瓷材料及其制备方法
CN104451325B (zh) 一种Mo2FeB2基金属陶瓷的制备工艺
WO2017035917A1 (zh) 一种氧化铝陶瓷复合衬板及其制备方法
CN103934453A (zh) 利用改性金属粉末锻造汽油机连杆毛坯的方法
CN106078486A (zh) 一种用于加工钢质薄壁镀铬缸套的珩磨油石
CN101823241A (zh) 一种金属结合剂金刚石磨块及其制备方法
CN100360467C (zh) 一种铁、碳、钼、硼、铝、二氧化锆金属陶瓷材料及其制备方法
CN104014747B (zh) 一种重力铸造涡轮增压器压气机壳的工艺
CN102899547A (zh) 一种添加立方氮化硼的金刚石绳锯串珠切削磨料制作方法
CN102699565A (zh) 用于立方氮化硼磨粒的无热损伤活性钎焊方法及所用钎焊材料
CN105149566A (zh) 一种铜基陶瓷缸套及其粉末冶金制备方法
CN102029298A (zh) Al2O3/TiC陶瓷拉拔模具及其制造方法
CN103451547B (zh) 一种高强度粉末冶金活塞环材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170510