WO2017092064A1 - 一种复合型抛丸器流丸管的制备方法 - Google Patents

一种复合型抛丸器流丸管的制备方法 Download PDF

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ball mill
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composite
mold
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王守仁
李亚东
王瑞国
张肖
张来斌
吴成民
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山东开泰抛丸机械股份有限公司
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    • B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of preparation of a shot lance flow tube, and in particular to a method for preparing a composite shot lance flow tube.
  • shot blasting technology is widely used in industrial production today, and the equipment used in shot blasting technology is shot blasting machine.
  • the shot blasting machine is a processing technique for throwing steel grit steel balls at high speed by impact blasting on the surface of the material object. It is used to remove burrs and rust on the surface of the workpiece, and can also remove the surface of the surface of a part of the workpiece. Contaminants, and provide an added surface contour adhesion to achieve the purpose of strengthening the workpiece. It is faster and more efficient than other surface treatment technologies.
  • the core component of the shot blasting machine is the blasting machine, the shot blasting machine works, and the steel shot steel sand enters the blasting machine from the flow peening tube, and is accelerated by the rotating splitting wheel to reach the blade through the directional sleeve window. It is thrown under the action of centrifugal force and hits the surface of the workpiece to achieve the purpose of cleaning or strengthening.
  • the flow pill tube used in industrial production is made of cast iron material.
  • the shot blasting machine is scrapped, which greatly reduces Industrial production efficiency has increased production costs and brought losses to industrial production.
  • the present invention proposes a preparation method of a composite blasting machine flow lance tube which is simple, quick, easy to operate and excellent in performance.
  • a method for preparing a composite blasting machine flow lance tube the steps are as follows:
  • (3) slurry preparation the mixed powder obtained in the step (2) is added to the mixer, adding distilled water having a mass fraction of 28 ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ 35 ⁇ 3 ⁇ 4, and adding a diluent having a mass fraction of OJy ⁇ O ⁇
  • the raw material is stirred at a rotation speed of 250 to 300 r/min, and the slurry is stirred for 1 to 2 hours to prepare a slurry;
  • Vacuum sintering The flow pellet obtained in the step (5) is placed in a flow pellet mold, and placed in a vacuum hot pressing sintering furnace for vacuum hot pressing sintering, the degree of vacuum is 10 - 2 Pa , the heating process is: first manually heated to 200 ° C, then heated to 1100 ° C at a heating rate of 10 ° C / min, held for 30 min, then heated to 1750 ° C at 7 ° C / mi n ⁇ 1800 ° C, after 1 h of heat preservation, the sintering is finished, and the Si 3 N VBNNT composite ceramic flow tube lining is obtained after the workpiece is cooled to room temperature with the furnace;
  • the diluent in the step (3) is one or a combination of water glass or sodium carbonate or sodium phosphate or sodium hexametaphosphate; and the diluent is further preferably sodium carbonate.
  • the strip model after the mud is poured out is used to avoid uneven distribution of a small amount of residual mud on the inner surface of the body after the mud is removed, so as to ensure uniform distribution of the residual mud. Avoid muddy.
  • the dry day of the strip model is 2/5-3/5 between the pulpings; further preferably, the dry day of the strip model is 1 between the pulpings. /2.
  • silicon nitride ceramics have the advantages of high strength, high hardness, high temperature resistance, wear resistance, corrosion resistance, oxidation resistance, thermal shock resistance and low density.
  • Boron nitride nanotubes have good chemical stability, excellent mechanical properties, thermal conductivity, low thermal expansion properties and excellent oxidation resistance. Combined with silicon nitride ceramic materials, they can reduce the brittleness of silicon nitride ceramic products. Improve the crack propagation resistance and become the ideal toughness ceramic material for the manufacture of shot blasting flow tube.
  • the novel Si 3 N 4 /BNNT composite ceramic material described in the invention has extremely high hardness, up to HRA94, and is used as the inner liner of the shot blasting flow tube, which greatly improves the hardness of the existing simple cast iron material. , more durable in actual production and use.
  • the novel Si 3 N 4 /BNNT composite ceramic material described in the invention has good wear resistance, and the average friction coefficient can reach 0.285, which is used as the lining of the shot blasting flow tube, which greatly improves the existing simple
  • the wear resistance of the cast iron material reduces the scrap rate of the flow tube.
  • the preparation method of the invention is simple and rapid, and the prepared novel Si 3 N 4 /BNNT composite ceramic lining and the blasting machine flow tube of the cast iron jacket have the dual advantages of ceramic and cast iron, and improve the flow. Pill tube hard Degree and wear resistance, reducing the weight of the product and meeting the requirements of industrial production. detailed description
  • Embodiment 1 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • the powder described in the step (1) is added to the ball mill tank, and the ratio of the volume ratio of the alcohol to the raw material is 1:1 to prepare a thinner, according to the mass ratio of the steel ball to the raw material.
  • 10:1 is added to the steel ball, after sealing the ball mill tank, argon gas is introduced into the ball mill tank as a shielding gas, and the raw material is ball-milled and mixed in a planetary ball mill, and the ball mill rotation speed is set to 250 rpm, and the ball mill ⁇ 10 is 10 Xiao Yan.
  • the ball milled material was dried in a vacuum oven for 10 hours at a set temperature of 75 °C.
  • the dried mixed powder is passed through a 300 mesh sieve and collected for use;
  • the heating process is: first manually heated to 200 ° C, then heated to 1100 ° C at 10 ° C / min heating rate, heat 30min, then heated to 1750 ° C at 7 ° C / min, heat lh After the sintering is completed, the Si 3 N VBNNT composite ceramic flow tube lining is obtained after the workpiece is cooled to room temperature with the furnace.
  • step (3) the slurry obtained in step (3) is injected into the blasting machine flow tube forming gypsum mold, and the mud layer is thickened to 10 mm ⁇ , the excess mud in the mold is poured out, and The strip model after the mud is poured out for slurrying.
  • the heating process is: first manually heated to 200 ° C, then heated to 1100 ° C at a heating rate of 10 ° C / min, heat for 30 min, then heated to 1780 ° C at 7 ° C / min, heat lh After the sintering is completed, the Si 3 N VBNNT composite ceramic flow tube lining is obtained after the workpiece is cooled to room temperature with the furnace.
  • step (3) the mixed powder obtained in step (2) is added to the mixer, adding 35% of distilled water, and adding a mass fraction of 0.5% sodium phosphate and sodium hexametaphosphate combination , wherein the mass ratio of sodium phosphate to sodium hexametaphosphate is 1: 1, the raw material is stirred at a rotation speed of 300 r/min, and the slurry is stirred for 1 hour to prepare a slurry;
  • step (3) the slurry obtained in step (3) is injected into the blasting machine flow tube forming gypsum mold, and the mud layer is thickened to 10 mm ⁇ , the excess mud in the mold is poured off, and The strip model after the mud is poured out for slurrying.
  • the heating process is: first manually heated to 200 ° C, then heated to 1100 ° C at 10 ° C / min heating rate, heat 30min, then heated to 1800 ° C at 7 ° C / min, heat lh After the sintering is completed, the Si 3 N VBNNT composite ceramic flow tube lining is obtained after the workpiece is cooled to room temperature with the furnace.
  • the composite flow pill tube obtained by the preparation method of the present invention has higher hardness and lower density than the existing cast iron flow pill tube, which makes the same volume of the composite flow pill
  • the weight of the tube is only half the weight of the cast iron flow tube, while the hardness is close to twice the hardness of the latter.
  • the wear rate of the composite flow tube of the present invention is much lower than that of the cast iron flow tube under the same load, indicating that the wear resistance of the former is far superior to the latter, and
  • the flow tube obtained in Example 2 has the best performance, so the preparation process described in Example 2 is the best method for preparing the composite flow tube.
  • the composite blasting machine flow tube prepared by the method of the invention adopts the water-absorbing gypsum molding technology, and utilizes the high strength, good wear resistance and quality of the Si 3 N VBNNT composite ceramic.
  • Light and excellent sexuality increasing the hardness and wear resistance of the single cast iron flow tube currently used, reducing the amount of wear of the convection pill in the flow tube during long-term use, making the flow pill
  • the tube's scrap rate is greatly reduced, the production cost is saved, and the production efficiency is improved. It is an excellent new type of blasting machine flow tube.

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Abstract

一种复合型抛丸器流丸管的制备方法，包括以下步骤：原料配制，其原料按质量比分别为：氮化硅粉末80~85份、氮化硼纳米管粉末5~10份、氧化铝粉末4~6份、氧化钇粉末3~5份；原料混合；浆料配制；注浆成型；干燥脱模；真空烧结及复合铸造。上述原料制备的材料具有优良的力学及摩擦学性能，所制备的抛丸器流丸管具有极强的硬度及优良的耐磨性，且上述制备方法工艺过程简单、操作简便快捷。

Description

说明书 发明名称：一种复合型抛丸器流丸管的制备方法 技术领域
[0001] 本发明涉及抛丸器流丸管制备的技术领域， 具体是一种复合型抛丸器流丸管的 制备方法。
背景技术
[0002] 随着工业的不断发展， 在表面处理技术领域， 抛丸技术在当今工业生产中应用 十分广泛， 抛丸技术所用到的设备是抛丸机。 抛丸机是通过抛丸器将钢砂钢丸 高速抛出冲击在材料物体表面的一种处理技术， 用于去除工件表面的毛刺和铁 锈， 也可以针对工件某个部分涂层的表面去除表面的污染物， 并提供一个增加 涂层的表面轮廓附着力， 达到强化工件的目的。 相比其他表面处理技术来说， 它具有更快， 更有效的特点。
[0003] 抛丸机中最核心的部件为抛丸器， 抛丸机工作吋， 钢丸钢砂由流丸管进入抛丸 器中， 经转动分丸轮加速后通过定向套窗口达到叶片， 在离心力作用下抛出， 打到工件表面上， 以达到清理或强化的目的。
[0004] 在实际工业生产中， 由于弹丸不断的在抛丸器内流动， 这就对抛丸器的耐磨性 提出了很高的要求， 而抛丸器的流丸管是最易被磨损的部件， 所以提高抛丸器 流丸管的耐磨性， 成为了降低抛丸器报废率的关键技术。
[0005] 目前工业生产中所用的流丸管为铸铁材料制成， 在长期的使用中， 由于钢丸钢 砂不断的高速流动， 使其极易被磨损， 而使抛丸器报废， 大大降低了工业生产 效率， 增加了生产成本， 给工业生产带来了损失。
[0006] 工程陶瓷因具有重量轻、 抗压强度高和耐磨性优良等一系列的优点， 成为替代 传统的铸铁而制造流丸管的理想材料。 但是截止目前为止， 仍没有一种性能优 良的抛丸器流丸管， 因此急需一种性能优良的复合型抛丸器流丸管。
技术问题
[0007] 为克服现有铸铁抛丸器流丸管的缺陷和不足， 本发明提出了一种工艺过程简单 快捷、 易操作且性能优良的复合型抛丸器流丸管的制备方法。 问题的解决方案
技术解决方案
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0009] 一种复合型抛丸器流丸管的制备方法， 步骤如下：
[0010] (1) 原料配制： 按质量分别称取氮化硅粉末 80~85份、 氮化硼纳米管粉末 5~10 份、 氧化铝粉末 4~6份、 氧化钇粉末 3~5份， 组成制备的原材料；
[0011] (2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述原材料加入球磨罐中， 按酒精与原料体积 比为 1:1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 9~15:1加入钢球， 将 球磨罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行星式球磨机中对原料进 行球磨混合， 设置球磨转速为 200~250转每分钟， 球磨吋间为 8~ 12小吋； 将球磨 后的原料在真空干燥箱中干燥 10~12小吋， 设置温度为 75°C~85°C; 将干燥后的 混合粉料过 300目筛后收集备用；
[0012] (3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质量分数为 28<¾~35<¾的蒸馏水， 并加入质量分数为 OJy^O ^的稀释剂， 在 250~300r/min的 转速下对原料进行搅拌， 搅拌吋间为 1~2小吋后制成浆料；
[0013] (4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏模具中， 等浆料层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的浆料， 并对倒掉浆料后的带坯模型 进行甩浆；
[0014] (5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带坯模型放入干燥室中， 干燥室的温度控 制在 53°C±3°C， 待模具注浆口与坯体分离 0.5~lmm吋， 即可对带坯模型进行脱模 ， 得到流丸管毛坯；
[0015] (6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得流丸管毛坯置于流丸管模具中， 并将其放 入真空热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 -2Pa， 升温工艺为： 先手动 加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C， 保温 30min， 再按 7°C/mi n的速度加热至 1750°C~1800°C， 保温 lh后烧结结束， 待工件随炉冷却至室温后得 到 Si 3N VBNNT复合陶瓷流丸管内衬；
[0016] (7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬作为砂 芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸件包覆在陶瓷流丸 管外壁上； 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N VBNNT复合陶瓷的复合型抛丸器 流丸管。
[0017] 本发明的特点还有：
[0018] 所述步骤 （3) 中的稀释剂为水玻璃或碳酸钠或磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种 或几种组合； 所述的稀释剂进一步优选为碳酸钠。
[0019] 所述步骤 （4) 中对倒掉泥浆后的带坯模型进行甩浆， 是为避免倒掉泥浆后少 量残余的泥浆在坯体内表面的不均匀分布， 以保证残余泥浆分布均匀， 避免泥 缕产生。
[0020] 所述步骤 （5) 中对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 2/5-3/5; 进一步优选， 对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 1/2。
发明的有益效果
有益效果
[0021] 本发明的有益效果为：
[0022] 氮化硅陶瓷作为常用的高强耐磨结构陶瓷之一， 具有高强度、 高硬度、 耐高温 、 耐磨损、 耐腐蚀、 抗氧化、 抗热震性好、 密度小等优点。 氮化硼纳米管具有 良好的化学稳定性、 优异的力学性能、 导热性能、 较低的热膨胀性能和优良的 抗氧化性能， 与氮化硅陶瓷材料复合， 可以降低氮化硅陶瓷产品的脆性， 提高 裂纹扩展阻力， 成为制造抛丸器流丸管的理想的强韧性陶瓷材料。
[0023] (1) 高硬度。 本发明中所述的新型的 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷材料具有极高的硬 度， 可达 HRA94, 将其作为抛丸器流丸管的内衬， 大大提高了现有单纯铸铁材 料的硬度， 在实际生产使用中更加耐用。
[0024] (2) 良好的耐磨性。 本发明中所述的新型的 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷材料具有良 好的耐磨性能， 平均摩擦系数可达 0.285， 将其作为抛丸器流丸管的内衬， 大大 提高了现有单纯铸铁材料的耐磨性能， 降低了流丸管的报废率。
[0025] (3) 操作简单。 制备中所用到的设备均为实验室或企业生产中常用的设备， 操作过程也简单方便， 制备条件容易实现。
[0026] 总之， 本发明所述制备方法简单快捷， 制备的新型 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷内衬 、 铸铁外套的抛丸器流丸管兼具了陶瓷与铸铁的双重优点， 提高了流丸管的硬 度及耐磨性， 减轻了产品的重量， 符合工业生产的要求。 具体实施方式
[0027] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明， 但本发明并不限于此特定的例子。
[0028] 实施例 1:
[0029] (1) 原料配制： 按质量比分别称取氮化硅粉末 80份、 氮化硼纳米管粉末 10份
、 氧化铝粉末 5份、 氧化钇粉末 5份， 组成制备的原材料；
[0030] (2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述粉料加入球磨罐中， 按酒精与原料体积比 为 1:1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 10:1加入钢球， 将球磨 罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行星式球磨机中对原料进行球 磨混合， 设置球磨转速为 250转每分钟， 球磨吋间为 10小吋。 将球磨后的原料在 真空干燥箱中干燥 10小吋， 设置温度为 75°C。 将干燥后的混合粉料过 300目筛后 收集备用；
[0031] (3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质量分数为
30%的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.3%的水玻璃， 在 250r/min的转速下对原料进 行搅拌， 搅拌吋间为 1小吋后制成浆料；
[0032] (4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏模具中， 等泥层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的泥浆， 并对倒掉泥浆后的带坯模型进 行甩浆。
[0033] (5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带坯模型放入干燥室中， 干燥室的温度控 制在 53°C±3°C， 待模具注浆口与坯体分离 lmm吋， 即可对带坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯； 对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 3/5。
[0034] (6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得毛坯置于流丸管模具中， 并将其放入真空 热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 -2
Pa, 升温工艺为： 先手动加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C ， 保温 30min， 再按 7°C/min的速度加热至 1750°C， 保温 lh后烧结结束， 待工件随 炉冷却至室温后得到 Si 3N VBNNT复合陶瓷流丸管内衬。
[0035] (7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬作为砂 芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸件包覆在陶瓷流丸 管外壁上。 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N VBNNT复合陶瓷的复合型抛丸器 流丸管。
[0036] 实施例 2:
[0037] (1) 原料配制： 按质量比分别称取氮化硅粉末 82份、 氮化硼纳米管粉末 8份、 氧化铝粉末 6份、 氧化钇粉末 4份， 组成制备的原材料；
[0038] (2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述粉料加入球磨罐中， 按酒精与原料体积比 为 1:1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 9:1加入钢球， 将球磨罐 密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行星式球磨机中对原料进行球磨 混合， 设置球磨转速为 250转每分钟， 球磨吋间为 8小吋。 将球磨后的原料在真 空干燥箱中干燥 12小吋， 设置温度为 85°C。 将干燥后的混合粉料过 300目筛后收 集备用；
[0039] (3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质量分数为
32%的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.4%的碳酸钠， 在 250r/min的转速下对原料进 行搅拌， 搅拌吋间为 1.5小吋后制成浆料；
[0040] (4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏模具中， 等泥层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的泥浆， 并对倒掉泥浆后的带坯模型进 行甩浆。
[0041] (5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带坯模型放入干燥室中， 干燥室的温度控 制在 53°C±3°C， 待模具注浆口与坯体分离 lmm吋， 即可对带坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯； 对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 1/2。
[0042] (6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得毛坯置于流丸管模具中， 并将其放入真空 热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 -2
Pa, 升温工艺为： 先手动加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C ， 保温 30min， 再按 7°C/min的速度加热至 1780°C， 保温 lh后烧结结束， 待工件随 炉冷却至室温后得到 Si 3N VBNNT复合陶瓷流丸管内衬。
[0043] (7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬作为砂 芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸件包覆在陶瓷流丸 管外壁上。 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N VBNNT复合陶瓷的复合型抛丸器 流丸管。
[0044] 实施例 3:
[0045] ( 1) 原料配制： 按质量比分别称取氮化硅粉末 85份、 氮化硼纳米管粉末 5份、 氧化铝粉末 4份、 氧化钇粉末 3份， 组成制备的原材料；
[0046] (2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述粉料加入球磨罐中， 按酒精与原料体积比 为 1: 1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 15: 1加入钢球， 将球磨 罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行星式球磨机中对原料进行球 磨混合， 设置球磨转速为 200转每分钟， 球磨吋间为 12小吋。 将球磨后的原料在 真空干燥箱中干燥 12小吋， 设置温度为 75°C。 将干燥后的混合粉料过 300目筛后 收集备用；
[0047] (3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质量分数为 35%的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.5%的磷酸钠与六偏磷酸钠的组合， 其中磷酸 钠与六偏磷酸钠的质量比为 1: 1， 在 300r/min的转速下对原料进行搅拌， 搅拌吋间 为 1小吋后制成浆料；
[0048] (4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏模具中， 等泥层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的泥浆， 并对倒掉泥浆后的带坯模型进 行甩浆。
[0049] (5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带坯模型放入干燥室中， 干燥室的温度控 制在 53°C±3°C， 待模具注浆口与坯体分离 0.5mm吋， 即可对带坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯； 对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 2/5。
[0050] (6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得毛坯置于流丸管模具中， 并将其放入真空 热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 -2
Pa, 升温工艺为： 先手动加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C ， 保温 30min， 再按 7°C/min的速度加热至 1800°C， 保温 lh后烧结结束， 待工件随 炉冷却至室温后得到 Si 3N VBNNT复合陶瓷流丸管内衬。
[0051] (7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬作为砂 芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸件包覆在陶瓷流丸 管外壁上。 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N VBNNT复合陶瓷的复合型抛丸器 流丸管。
[0052] 所述三种实施例所制备的复合型流丸管性能与现有铸铁流丸管相比较如表 1。
[0053] 表 1
Figure imgf000008_0001
[0054] 由上表可知， 本发明所述制备方法所得复合型流丸管与现有铸铁流丸管相比较 ， 具有更高的硬度和更低的密度， 这使得相同体积的复合型流丸管的重量仅为 铸铁流丸管重量的一半， 而硬度却接近后者的 2倍。 在耐磨性方面， 本发明所述 复合型流丸管的磨损率远低于在相同载荷作用下铸铁型流丸管的磨损率， 说明 前者的耐磨性远远优于后者， 且在所述三种实施例中， 实施例 2所得流丸管性能 最好， 故实施例 2所述制备工艺为制备复合型流丸管的最优方法。
[0055] 综上所述， 通过本发明所述的方法制备的复合型抛丸器流丸管， 采用吸水石膏 模成形技术， 利用了 Si 3N VBNNT复合陶瓷强度高、 耐磨性好、 质量轻的优良性 育 ， 增加了目前采用的单一的铸铁流丸管的硬度及耐磨性， 降低了在长期的使 用过程中因丸料在流丸管内流动对流丸管的磨损量， 使得流丸管的报废率大大 降低， 节约了生产成本， 提高了生产效率， 是一种优良的新型抛丸器流丸管。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种复合型抛丸器流丸管的制备方法， 步骤如下：
(1) 原料配制： 按质量分别称取氮化硅粉末 80~85份、 氮化硼纳米管 粉末 5~10份、 氧化铝粉末 4~6份、 氧化钇粉末 3~5份， 组成制备的原 材料；
(2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述原材料加入球磨罐中， 按酒精与 原料体积比为 1:1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 9 -15:1加入钢球， 将球磨罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气
， 在行星式球磨机中对原料进行球磨混合， 设置球磨转速为 200~250 转每分钟， 球磨吋间为 8~12小吋； 将球磨后的原料在真空干燥箱中干 燥 10~12小吋， 设置温度为 75°C~85°C; 将干燥后的混合粉料过 300目 筛后收集备用；
(3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质 量分数为 28%~35<¾的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.3<¾~0.5<¾的稀释剂 ， 在 250~300r/min的转速下对原料进行搅拌， 搅拌吋间为 1~2小吋后 制成浆料；
(4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏 模具中， 等浆料层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的浆料， 并对倒 掉浆料后的带坯模型进行甩浆；
(5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带坯模型放入干燥室中， 干燥室 的温度控制在 53°C±3°C， 待模具注浆口与坯体分离 0.5~lmm吋， 即可 对带坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯；
(6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得流丸管毛坯置于流丸管模具中， 并将其放入真空热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 -2Pa， 升温工艺为： 先手动加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1 100°C， 保温 30min， 再按 7°C/min的速度加热至 1750°C~1800°C， 保温 lh后烧结结束， 待工件随炉冷却至室温后得到 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷 流丸管内衬； (7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内 衬作为砂芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸 件包覆在陶瓷流丸管外壁上； 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N 4
/BNNT复合陶瓷的复合型抛丸器流丸管。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其特征在于
， 所述步骤 （3) 中的稀释剂为水玻璃或碳酸钠或磷酸钠或六偏磷酸 钠中的一种或几种组合。
[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其特征在于
， 所述步骤 （3) 中的稀释剂为碳酸钠。
[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其特征在于
， 所述步骤 （5) 中对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 2/5-3/5。
[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其特征在于
， 所述步骤 （5) 中对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 1/2。
[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其详细步骤 为： (1) 原料配制： 按质量比分别称取氮化硅粉末 80份、 氮化硼纳 米管粉末 10份、 氧化铝粉末 5份、 氧化钇粉末 5份， 组成制备的原材料
(2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述粉料加入球磨罐中， 按酒精与原 料体积比为 1:1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 10:1 加入钢球， 将球磨罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行 星式球磨机中对原料进行球磨混合， 设置球磨转速为 250转每分钟， 球磨吋间为 10小吋， 将球磨后的原料在真空干燥箱中干燥 10小吋， 设 置温度为 75°C， 将干燥后的混合粉料过 300目筛后收集备用；
(3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质 量分数为 30%的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.3%的水玻璃， 在 250r/mi n的转速下对原料进行搅拌， 搅拌吋间为 1小吋后制成浆料；
(4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏 模具中， 等泥层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的泥浆， 并对倒掉 泥浆后的带坯模型进行甩浆； （5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带 坯模型放入干燥室中， 干燥室的温度控制在 53°C±3°C， 待模具注浆口 与坯体分离 lmm吋， 即可对带坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯； 对 带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 3/5; (6) 真空烧结： 将步骤 （5 ) 中所得毛坯置于流丸管模具中， 并将其放入真空热压烧结炉中进行 真空热压烧结， 真空度为 10 - 2Pa， 升温工艺为： 先手动加热至 200°C ， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C， 保温 30min， 再按 7°C/min 的速度加热至 1750°C， 保温 lh后烧结结束， 待工件随炉冷却至室温后 得到 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬；
(7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内 衬作为砂芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸 件包覆在陶瓷流丸管外壁上， 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N 4 /BNNT复合陶瓷的复合型抛丸器流丸管。
[权利要求 7] 根据权利要求 1所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其详细步骤 为： (1) 原料配制： 按质量比分别称取氮化硅粉末 82份、 氮化硼纳 米管粉末 8份、 氧化铝粉末 6份、 氧化钇粉末 4份， 组成制备的原材料
(2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述粉料加入球磨罐中， 按酒精与原 料体积比为 1:1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 9:1 加入钢球， 将球磨罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行 星式球磨机中对原料进行球磨混合， 设置球磨转速为 250转每分钟， 球磨吋间为 8小吋； 将球磨后的原料在真空干燥箱中干燥 12小吋， 设 置温度为 85°C; 将干燥后的混合粉料过 300目筛后收集备用；
(3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质 量分数为 32%的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.4%的碳酸钠， 在 250r/mi n的转速下对原料进行搅拌， 搅拌吋间为 1.5小吋后制成浆料；
(4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏 模具中， 等泥层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的泥浆， 并对倒掉 泥浆后的带坯模型进行甩浆；
(5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带坯模型放入干燥室中， 干燥室 的温度控制在 53°C±3°C， 待模具注浆口与坯体分离 lmm吋， 即可对带 坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯； 对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋 间的 1/2;
(6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得毛坯置于流丸管模具中， 并将其 放入真空热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 - 2Pa， 升温工 艺为： 先手动加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C
， 保温 30min， 再按 7°C/min的速度加热至 1780°C， 保温 lh后烧结结束 ， 待工件随炉冷却至室温后得到 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬；
(7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内 衬作为砂芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸 件包覆在陶瓷流丸管外壁上， 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N 4 /BNNT复合陶瓷的复合型抛丸器流丸管。
[权利要求 8] 根据权利要求 1所述的复合型抛丸器流丸管的制备方法， 其详细步骤 为：
(1) 原料配制： 按质量比分别称取氮化硅粉末 85份、 氮化硼纳米管 粉末 5份、 氧化铝粉末 4份、 氧化钇粉末 3份， 组成制备的原材料；
(2) 原料混合： 将步骤 （1) 中所述粉料加入球磨罐中， 按酒精与原 料体积比为 1： 1的比例加入酒精制成稀料， 按钢球与原料质量比为 15: 1 加入钢球， 将球磨罐密封后， 向球磨罐内通入氩气作为保护气， 在行 星式球磨机中对原料进行球磨混合， 设置球磨转速为 200转每分钟， 球磨吋间为 12小吋； 将球磨后的原料在真空干燥箱中干燥 12小吋， 设 置温度为 75°C; 将干燥后的混合粉料过 300目筛后收集备用；
(3) 浆料配制： 将步骤 （2) 中所得混合粉料加入搅拌机中， 加入质 量分数为 35%的蒸馏水， 并加入质量分数为 0.5%的磷酸钠与六偏磷酸 钠的组合， 其中磷酸钠与六偏磷酸钠的质量比为 1:1， 在 300r/min的转 速下对原料进行搅拌， 搅拌吋间为 1小吋后制成浆料； (4) 注浆成型： 将步骤 （3) 中所得浆料注入抛丸器流丸管成型石膏 模具中， 等泥层增厚到 10mm吋， 倒掉模具中多余的泥浆， 并对倒掉 泥浆后的带坯模型进行甩浆； （5) 干燥脱模： 将步骤 （4) 中所得带 坯模型放入干燥室中， 干燥室的温度控制在 53°C±3°C， 待模具注浆口 与坯体分离 0.5mm吋， 即可对带坯模型进行脱模， 得到流丸管毛坯； 对带坯模型的干燥吋间为吃浆吋间的 2/5;
(6) 真空烧结： 将步骤 （5) 中所得毛坯置于流丸管模具中， 并将其 放入真空热压烧结炉中进行真空热压烧结， 真空度为 10 - 2Pa， 升温工 艺为： 先手动加热至 200°C， 再按 10°C/min的升温速度加热至 1100°C
， 保温 30min， 再按 7°C/min的速度加热至 1800°C， 保温 lh后烧结结束 ， 待工件随炉冷却至室温后得到 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内衬；
(7) 复合铸造： 将步骤 （6) 中所得 Si 3N 4/BNNT复合陶瓷流丸管内 衬作为砂芯下入流丸管铸造砂箱中， 合模后用铁水进行浇注， 使铁铸 件包覆在陶瓷流丸管外壁上， 最终得到外侧为铸铁， 内侧为 Si 3N 4 /BNNT复合陶瓷的复合型抛丸器流丸管。
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