CN1417159A - 一种镁铝尖晶石\氮化钛复合材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于陶瓷组合物领域，尤其涉及一种耐火材料的生产方法。其技术方案由刚玉为骨料、金属铝粉、钛白粉、氧化镁细粉和氧化铝微组成。其中0～3mm的刚玉30～55％、金属铝粉10～20％、钛白粉8～16％、氧化镁细粉4～10％、氧化铝微粉5～12％，加入2～6％的甘油或酚醛树脂作为结合剂，烘干，成型，然后放入炉内氮化处理或埋炭处理。采用上述方案，可制造出的复合材料具有热震稳定性高和抗侵蚀性性能好的新型复合材料。

Description

一种镁铝尖晶石\氮化钛复合材料的制造方法
本发明属于陶瓷组合物领域，尤其涉及一种耐火材料的生产方法。
近年来，由于冶炼新技术的发展，对作为炉衬用耐火材料和熔融金属转运部件如连铸技术用的滑动水口、浸入式水口等使用性能提出了更高的要求。至今被广泛用于这些部位的耐火材料主要是碳复合耐火材料，虽然这些碳复合耐火材料比传统的纯氧化物耐火材料在抗热震性和抗侵蚀性方面具有较好的综合性能，但是碳复合耐火材料大多为碳结合，碳在高温下容易和空气中氧及组分中的氧化物反应，导致组织结构破坏(张文杰，李楠主编.碳复合耐火材料.北京：科学出版社，1990)。另外，洁净钢与超低碳钢对耐火材料中的含碳量也要求严格控制，不得污染钢水，因此含碳耐火材料已开始不能满足某些钢种冶炼要求。氮化钛熔点高，硬度高，抗热冲击性好，强度高，还原性气氛下化学性质稳定，在高温下不与铁、铬、钙镁等金属反应(王鹏飞等.氮化钛坩埚的制作及性能.耐火材料，1987，(4)：15)是一种高级耐火材料，但价格高，制造工艺复杂，难以大规模生产。
本发明的任务是提供一种抗侵蚀性和热震稳定性等性能优良的、含碳量低的利用铝热还原氮化法制备镁铝尖晶石/氮化钛复合材料的方法。
为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是其由刚玉为骨料、金属铝粉、钛白粉、氧化镁细粉和氧化铝微粉组成。
其中0～3mm的刚玉为30～55％，金属铝粉为10～20％，钛白粉为8～16％，氧化镁细粉为4～10％和氧化铝微粉为5～12％。
在混合机中混合加入2～6％甘油或酚醛树脂作为结合剂，80～120℃下烘干，成型，然后放入炉内氮化处理或埋炭处理，处理温度为1100～1600℃，保温时间2～6小时，升温过程为低于1000℃时，升温速度为6～14℃/min，升温过程为1000℃以上时，升温速度为2～6℃/min，氮气流量为工业氮气。
采用上述技术方案，由于氮化钛熔点高，硬度高，抗热冲击性好，强度高，还原性气氛下化学性质稳定，在高温下不与铁、铬、钙、镁等金属反应，是一种高级耐火材料；而镁铝尖晶石熔点高，化学性质稳定，抵抗碱性熔渣侵蚀的能力强，熔化的金属对其不能侵蚀，是一种良好的氧化物耐火材料。故将两种材料复合，能够制造出具有良好的热震稳定性和抗侵蚀性性能的新型复合材料。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述
实施例1：将40～50％的3～0mm刚玉为骨料，10～20％的金属铝粉，10～15％钛白粉，5～8％的氧化镁细粉和6～10％氧化铝微粉，在混合机中混合加入3～5％甘油作为结合剂，成型，在110℃下烘干，然后放入炉内氮化处理或埋炭处理，处理温度为1200～1500℃，保温时间3～5小时，升温过程为低于1000℃时，升温速度为8～12℃/min，1000℃以上为3～5℃/min，氮气为工业氮气。处理完毕，取出样品，经XRD检测其物相组成为刚玉相、镁铝尖晶石和氮化钛，检测其性能：
体积密度为2.85gm/cm3，气孔率为18％；
耐压强度为120Mpa，常温抗折为20Mpa.
实施例2：将35％～45％的3～0mm刚玉为骨料，10～20％金属铝粉，10～15％钛白粉，5～8％的氧化镁细粉和3～6％石墨，加入3～4％酚醛树脂为结合剂，压制成型，制品在240℃处理后，然后放入炉内氮化处理或埋炭处理，处理温度为1200～1500℃，保温时间3～5小时，升温过程为低于1000℃时，升温速度为8～12℃/min，1000℃以上为3～5℃/min，氮气为工业氮气。处理完毕，取出样品，经XRD检测其物相组成为刚玉相、镁铝尖晶石和氮化钛及少量碳化钛，检测其性能：
体积密度为2.82gm/cm3，气孔率为19％；
耐压强度为100Mpa，常温抗折为17Mpa.

Claims (4)

1.一种镁铝尖晶石/氮化钛复合材料的制造方法，其特征在于由刚玉、金属铝粉、钛白粉、氧化镁细粉和氧化铝微粉组成。
2.根据权利要求1所述的镁铝尖晶石\氮化钛复合材料的制造方法，其特征在于0～3mm的刚玉为30～55％，金属铝粉为10～20％，钛白粉为8～16％，氧化镁细粉为4～10％和氧化铝微粉为5～12％。
3.根据权利要求1、2所述的镁铝尖晶石\氮化钛复合材料的制造方法，其特征在于在混合机中混合加入2～6％的甘油或酚醛树脂作为结合剂，80～120℃下烘干，成型，然后放入炉内氮化处理或者埋炭处理，处理温度为1100～1600℃，保温时间2～6小时，升温过程为低于1000℃时，升温速度为6～14℃/min，升温过程为1000℃以上时，升温速度为2～6℃/min，氮气为工业氮气。
4.根据权利要求1、2、3所述的镁铝尖晶石\氮化钛复合材料的制造方法，其特征在于用上述方法制成的产品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100402470C (zh) * 2006-09-07 2008-07-16 浙江大学 一种高抗热震刚玉-尖晶石耐火材料及其制备方法
CN111484320A (zh) * 2020-04-15 2020-08-04 河北建材职业技术学院 无冷却轧钢加热炉刚玉-氮化钛滑轨材料及其制备方法
CN112647007A (zh) * 2020-08-24 2021-04-13 河南熔金高温材料股份有限公司 一种钛-镁铝尖晶石-棕刚玉复合滑板及其生产方法
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