CN112500140A - 一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，该氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬400‑750Kg、氧化钛250‑600Kg和原料重量2‑4.0％的中性硅溶胶。本发明以硅常溶胶做氧化硅源和造粒粘接剂，经喷雾造粒‑高温烧结后制成Cr2O3‑5％SiO23％TiO2复合粉末。硅溶胶中氧化硅的原始粒径14纳米，可以有效吸附并均匀包覆在氧化铬和氧化钛表面，降低了烧结温度，涂层孔隙率更低，硬度和韧性显著提高。在等离子喷涂过程中有效的隔绝了氧化铬与氧的反应，产生六价铬。

Description

一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法
技术领域
本发明属于热喷涂技术与材料加工领域，更具体地说，尤其涉及一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法。
背景技术
随着现代工业技术的进一步发展，材料的性能和功能需求正面临愈加严格的挑战。材料表面作为材料性能与功能的重要载体，利用热喷涂技术对其表面进行改性与防护已成为当今装备制造领域中倍受关注的重点发展方向。面对日益复杂的耐磨耐蚀工况，单一的金属或陶瓷热喷涂涂层已经无法满足需求。复合粉可制备极其耐磨的陶瓷涂层，可用于诸如泵衬密封套，泵轴及其它封套内旋转部件。这种涂层不象其它许多陶瓷粉需要精细的喷涂技术，即可喷制均质的高硬度涂层。这类涂层兼具氧化铝和二氧化钛涂层的性能，但要比它们致密，质硬和强度高，同时与基材的粒间结合力好。
陶瓷粉体是用途广泛的等离子喷涂粉，目前主流生产工艺是以烧结氧化铬和钛白粉为原料采用电熔破碎法生产，原料成本较高，成分不均匀。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，该氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬400-750Kg、氧化钛250-600Kg和原料重量2-4.0％的中性硅溶胶，包括以下步骤：
S1、在室温下将原料氧化铬、氧化钛，放入磨机中制浆，打磨混合150-280分钟，得到制品A；
S2、将S1中制得的制品A放入到搅拌机中，同时加入为原料重量2-4.0％的中性硅溶胶，并持续搅拌20-30分钟，得到制品B；
S3、将S2中制得的制品B放入到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，制得1-3mm的制品C；
S4、将S3中制得的制品C放入到电弧炉中进行烧结，制得制品D；
S5、将S4中制得的制品D用磁选机除去粉末中由磨机带入的游离铁，得成品氧化铬复合陶瓷粉体。
优选的，所述氧化铬的粒度为0.1-5mm，氧化钛的粒度为0.2-3mm。
优选的，所述S1中的磨机为搅拌球磨机或砂磨机中的一种。
优选的，所述氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬400Kg、氧化钛600Kg、中性硅溶胶0.2Kg。
优选的，所述氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬750Kg、氧化钛250Kg、中性硅溶胶0.4Kg。
优选的，所述氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬575Kg、氧化钛425Kg、中性硅溶胶0.3Kg。
本发明的技术效果和优点：本发明以硅常溶胶做氧化硅源和造粒粘接剂，经喷雾造粒-高温烧结后制成Cr2O3-5％SiO23％TiO2复合粉末，硅溶胶中氧化硅的原始粒径14纳米，可以有效吸附并均匀包覆在氧化铬和氧化钛表面，降低了烧结温度，涂层孔隙率更低，硬度和韧性显著提高，在等离子喷涂过程中有效的隔绝了氧化铬与氧的反应，产生六价铬；综上所述，该方法制备的CT粉生产成本低、产品质量好、生产量大，制备的复合涂层耐候性好，结合强度高，涂层致密，为等离子喷涂CT涂层在更大范围的应用奠定了基础。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，该氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬400-750Kg、氧化钛250-600Kg和原料重量2-4.0％的中性硅溶胶。
实施例1
1)、在室温下将粒度为0.1-5mm氧化铬400Kg、粒度为0.1-5mm氧化钛600Kg，放入搅拌球磨机或砂磨机中制浆，打磨混合150分钟，得到制品A；
2)、将S1中制得的制品A放入到搅拌机中，同时加入中性硅溶胶0.2Kg，并持续搅拌20分钟，得到制品B；
3)、将S2中制得的制品B放入到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，制得1-3mm的制品C；
4)、将S3中制得的制品C放入到电弧炉中进行烧结，制得制品D；
5)、将S4中制得的制品D用磁选机除去粉末中由磨机带入的游离铁，得成品氧化铬复合陶瓷粉体。
本发明以硅常溶胶做氧化硅源和造粒粘接剂，经喷雾造粒-高温烧结后制成Cr2O3-5％SiO23％TiO2复合粉末。硅溶胶中氧化硅的原始粒径14纳米，可以有效吸附并均匀包覆在氧化铬和氧化钛表面，降低了烧结温度，涂层孔隙率更低，涂层孔隙范围控制在6.02-8.6cm^-2，硬度和韧性显著提高。在等离子喷涂过程中有效的隔绝了氧化铬与氧的反应，产生六价铬。
实施例2
1)、在室温下将粒度为0.1-5mm氧化铬750Kg、粒度为0.1-5mm氧化钛250Kg，放入搅拌球磨机或砂磨机中制浆，打磨混合280分钟，得到制品A；
2)、将S1中制得的制品A放入到搅拌机中，同时加入中性硅溶胶0.4Kg，并持续搅拌30分钟，得到制品B；
3)、将S2中制得的制品B放入到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，制得1-3mm的制品C；
4)、将S3中制得的制品C放入到电弧炉中进行烧结，制得制品D；
5)、将S4中制得的制品D用磁选机除去粉末中由磨机带入的游离铁，得成品氧化铬复合陶瓷粉体。
本发明以硅常溶胶做氧化硅源和造粒粘接剂，经喷雾造粒-高温烧结后制成Cr2O3-5％SiO23％TiO2复合粉末。硅溶胶中氧化硅的原始粒径14纳米，可以有效吸附并均匀包覆在氧化铬和氧化钛表面，降低了烧结温度，涂层孔隙率更低，涂层孔隙范围控制在6.0-8.0cm^-2，硬度和韧性显著提高。在等离子喷涂过程中有效的隔绝了氧化铬与氧的反应，产生六价铬。
实施例3
1)、在室温下将粒度为0.1-5mm氧化铬575Kg、粒度为0.1-5mm氧化钛425Kg，放入搅拌球磨机或砂磨机中制浆，打磨混合200分钟，得到制品A；
2)、将S1中制得的制品A放入到搅拌机中，同时加入中性硅溶胶0.4Kg，并持续搅拌25分钟，得到制品B；
3)、将S2中制得的制品B放入到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，制得1-3mm的制品C；
4)、将S3中制得的制品C放入到电弧炉中进行烧结，制得制品D；
5)、将S4中制得的制品D用磁选机除去粉末中由磨机带入的游离铁，得成品氧化铬复合陶瓷粉体。
本发明以硅常溶胶做氧化硅源和造粒粘接剂，经喷雾造粒-高温烧结后制成Cr2O3-5％SiO23％TiO2复合粉末。硅溶胶中氧化硅的原始粒径14纳米，可以有效吸附并均匀包覆在氧化铬和氧化钛表面，降低了烧结温度，涂层孔隙率更低，涂层孔隙范围控制在5.8-7.6cm^-2，硬度和韧性显著提高。在等离子喷涂过程中有效的隔绝了氧化铬与氧的反应，产生六价铬。
综上所述：本发明的技术效果和优点：本发明以硅常溶胶做氧化硅源和造粒粘接剂，经喷雾造粒-高温烧结后制成Cr2O3-5％SiO23％TiO2复合粉末，硅溶胶中氧化硅的原始粒径14纳米，可以有效吸附并均匀包覆在氧化铬和氧化钛表面，降低了烧结温度，涂层孔隙率更低，硬度和韧性显著提高，在等离子喷涂过程中有效的隔绝了氧化铬与氧的反应，产生六价铬；综上所述，该方法制备的CT粉生产成本低、产品质量好、生产量大，制备的复合涂层耐候性好，结合强度高，涂层致密，为等离子喷涂CT涂层在更大范围的应用奠定了基础。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (6)

1.一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，该氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬400-750Kg、氧化钛250-600Kg和原料重量2-4.0％的中性硅溶胶，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在室温下将原料氧化铬、氧化钛，放入磨机中制浆，打磨混合150-280分钟，得到制品A；
S2、将S1中制得的制品A放入到搅拌机中，同时加入为原料重量2-4.0％的中性硅溶胶，并持续搅拌20-30分钟，得到制品B；
S3、将S2中制得的制品B放入到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，制得1-3mm的制品C；
S4、将S3中制得的制品C放入到电弧炉中进行烧结，制得制品D；
S5、将S4中制得的制品D用磁选机除去粉末中由磨机带入的游离铁，得成品氧化铬复合陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，其特征在于：所述氧化铬的粒度为0.1-5mm，氧化钛的粒度为0.2-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，其特征在于：所述S1中的磨机为搅拌球磨机或砂磨机中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，其特征在于：所述氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬400Kg、氧化钛600Kg、中性硅溶胶0.2Kg。
5.根据权利要求1所述的一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，其特征在于：所述氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬750Kg、氧化钛250Kg、中性硅溶胶0.4Kg。
6.根据权利要求1所述的一种热喷涂氧化铬复合陶瓷粉体的制备方法，其特征在于：所述氧化铬复合陶瓷粉体由以下成分构成，以重量计：氧化铬575Kg、氧化钛425Kg、中性硅溶胶0.3Kg。
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