本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域,具體來說是一種特種耐磨陶瓷材料。
背景技術(shù):
在礦山、化工等領(lǐng)域,皮帶輸送生產(chǎn)線是非常常見且用量很大的設(shè)備裝置,在一條輸送皮帶與另一條皮帶之間都有金屬管件或溜槽進行轉(zhuǎn)運。這些管件長期經(jīng)受物料沖刷,段時間內(nèi)就會將管壁磨穿,導致物料外泄,既造成了物料損失浪費,又污染了現(xiàn)場環(huán)境。檢修人員四處補漏,每一處漏點采用普通鋼板補漏的周期為20—30天,且漏點多處于高處、高空,人生安全受到威脅。
現(xiàn)有技術(shù)著重提高陶瓷的高硬度,使其耐磨,但在應(yīng)對采礦、冶煉等大塊物料沖擊時,現(xiàn)有陶瓷易產(chǎn)生斷裂,形成故障點,由此開始局部的損壞、脫落,局部脫落帶來大面積的損壞和脫落,不能發(fā)揮陶瓷的耐磨特性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是在保留高硬度的前提下,提高陶瓷的抗沖擊性,提高陶瓷的整體性能,使其適應(yīng)于更多更惡劣的工況環(huán)境。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種特種耐磨陶瓷材料,所述陶瓷材料由al2o3、mgo、zro2(ysz)、cr2o3、wc、蘇州土混合燒制而成。
在上述技術(shù)方案中,所述陶瓷包括以下重量份的原料:al2o3:75—95份、mgo:0.98—1.65份、蘇州土:3—20份、zro2(ysz):7—15份、cr2o3:0.1—0.3份、wc:0.5—8份。
在上述技術(shù)方案中,所述al2o3為α-al2o3。
在上述技術(shù)方案中,所述陶瓷材料還包括金紅石,所述金紅石中二氧化鈦含量占陶瓷材料的0.5-1.5份。
在上述技術(shù)方案中,所述陶瓷材料的制作過程為:
步驟一:將原料按配方進行取量并粉碎至100—300μm的粉狀;
步驟二:將粉料在100—150℃環(huán)境下烘焙水分,取有機粘結(jié)劑與粉料混合均勻;
步驟四:采用全自動液壓式干壓成型法將上述混合物制成相應(yīng)的坯形;
步驟四:對坯形進行熱燒加溫,并同時對坯形進行加壓,當溫度和壓力穩(wěn)定后保持3-5個小時即可完成制作。
在上述技術(shù)方案中,所述有機粘接劑與粉料的比例在10%-40%之間。
在上述技術(shù)方案中,所述坯形溫度保持在1000—1800℃,壓力保持在20—400mpa。
綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明在常規(guī)工藝上進行改進,通過在整體組分的基礎(chǔ)上降低對于zro2(ysz)在總體上的含量,從而實現(xiàn)對陶瓷材料進行曾韌,而在材料中增加cr2o3的含量,從而提高成品的硬度。在現(xiàn)有材料高硬度的前提下,提高了陶瓷的抗沖擊性,提高陶瓷的整體性能。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征,或公開的所有方法或過程中的步驟,除了互相排斥的特征和/或步驟以外,均可以以任何方式組合。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是以al2o3為主要原料,以提供高硬度保障,加入zro2+y203(氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯),經(jīng)過1000—1800℃的溫度,歷時3—5小時的燒制,對al2o3進行增韌,得到氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯多晶陶瓷材料。材料主要成份及配比:α-al2o3:75—95%,mgo:0.98—1.65%,蘇州土:3%—20%,zro2(ysz):8%—16%,cr2o3:0.1%—0.3%,wc:0.5%—8%,為了取得更好的效果,還可以在材料中添加金紅石。
而陶瓷的制作工藝為:
步驟1、制粉:將al2o3,mgo2,zro,cro,wc,蘇州土、金紅石按配方進行取量并粉碎至100—300μm;
步驟2、混合:將粉料在100—150℃環(huán)境下烘焙水分,按10—40%的有機粘結(jié)劑比例與al2o3等粉料混合均勻;
步驟3、制坯:采用全自動液壓式干壓成型法;
步驟4、燒制:在加熱燒制的同時對坯體進行加壓,加壓保持在20—400mpa,溫度燒至1000—1800℃,溫度達到后保溫3—5小時加溫的時候加壓可以實現(xiàn)低溫燒制成型,節(jié)省能耗,控制成本。
實施方式一:
取75份α-al2o3,8份zro2(ysz),11份蘇州土,0.8份cr2o3,1.1份mgo,1份wc進行上述制粉、混合、制坯、燒制四項步驟制造的陶瓷成品具備體積密度:4.2g/cm3,硬度:hra≥88,斷裂韌性:5.6mpa,抗彎強度≥480mpa。
實施方式二:
取80份α-al2o3,10份zro2(ysz),12份蘇州土,1份cr2o3,1.5份mgo,1.1份wc進行上述制粉、混合、制坯、燒制四項步驟制造的陶瓷成品具備體積密度:4.6g/cm3,硬度:hra≥90,斷裂韌性:7.2mpa,抗彎強度≥670mpa。
實施方式三:
取80份α-al2o3,12份zro2(ysz),13份蘇州土,1份cr2o3,1.5份mgo,1.1份wc,1份金紅石進行上述制粉、混合、制坯、燒制四項步驟制造的陶瓷成品具備體積密度:4.8g/cm3,硬度:hra≥92,斷裂韌性:9.3mpa,抗彎強度≥780mpa。
通過上述的不同組分和成品的試驗數(shù)據(jù)可以看出,隨著α-al2o3的增加,成品的硬度在增加,而隨著zro2(ysz)在增加,成品的斷裂韌性也在增加,同時因為增加了金紅石,而產(chǎn)品的抗彎強度則大幅度進行了提高。同時,在α-al2o3不變的情況下,zro2(ysz)的改變,使得斷裂韌性明顯改變。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合,以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。