书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 6

氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法.pdf

  • 上传人:00****42
  • 文档编号:818714
  • 上传时间:2018-03-13
  • 格式:PDF
  • 页数:6
  • 大小:344.03KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110165832.5

    申请日:

    2011.06.20

    公开号:

    CN102320820A

    公开日:

    2012.01.18

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C04B 35/10申请公布日:20120118|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/10申请日:20110620|||公开

    IPC分类号:

    C04B35/10; C04B35/622

    主分类号:

    C04B35/10

    申请人:

    河南省耕生高温材料有限公司

    发明人:

    全建军

    地址:

    450001 河南省郑州市高新技术开发区冬青街18号

    优先权:

    专利代理机构:

    郑州大通专利商标代理有限公司 41111

    代理人:

    张爱军

    PDF完整版下载: PDF下载
    内容摘要

    本发明涉及一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法,原料为α-Al2O3微粉74-78%、SiO20.2-1%、Y2O31-2%、CeO21-2%、苏州土1-4%、ZrO218%-22%,外加上述原料总重0.04-0.1%的聚乙烯醇溶液、0.1-0.5%的分散剂、80-85%的水。加工时先按原料组成称料,加水球磨、造粒、等静压成型、压制成坯、坯体车制,座烧方法装窑,烧成温度为1640-1650℃,保温3-3.5h烧成,出窑。本发明产品的抗折强度、断裂韧性、热稳定性、化学稳定性等方面均优于普通陶瓷管,满足物料长期对瓷管的冲刷、冲击、腐蚀及磨损等要求,延长了瓷管的使用寿命。

    权利要求书

    1: 一种氧化铝耐磨陶瓷管, 其特征是, 由下述重量百分比的原料组成 : α-Al2O3 微粉 74-78%、 SiO2 0.2-1%、 Y2O3 1-2%、 CeO2 1-2%、 苏州土 1-4%、 ZrO218%-22%, 上述原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.04-0.1% 的聚乙烯醇溶液、 0.1-0.5% 的分散剂、 80-85% 的水。
    2: 根据权利要求 1 所述的氧化铝耐磨陶瓷管, 其特征在于 : 所述原料粒度为 : α-Al2O3 微粉 5000-6000 目、 SiO2 300-325 目、 Y2O3 300-400 目、 CeO2300-325 目、 苏州土 240-250 目、 ZrO2 150-180 目。
    3: 根据权利要求 1 所述的氧化铝耐磨陶瓷管, 其特征在于 : 所述聚乙烯醇溶液的质量 浓度为 5-8%, 所述分散剂为六偏磷酸纳。
    4: 一种权利要求 1 所述氧化铝耐磨陶瓷管的加工方法, 其特征在于 : 该方法包括以下 步骤 : (1) 按原料组成称料, 将 ZrO2、 CeO2 投入球磨机, 加水球磨, 当 D50 达到 4-5 微米时, 向球 磨机中加入 50% 的 α-Al2O3 微粉, 然后加入 SiO2、 Y2O3 和苏州土, 再加入余下的 α-Al2O3 微 粉, 加入水和分散剂, 球磨 45-50h, 取样检测粒度, 要求粒度 D50 为 2-3 微米 ; 加入聚乙烯醇 溶液, 再球磨 1-1.5h 开始造粒, 得到粒度为 40-180 目的造粒粉 ; (2) 等静压成型 将造粒粉等静压成型, 压制成毛坯, 毛坯含水量控制在 1.5% 以下 ; (3) 坯体车制 采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯, 车床转速为 200-360r/min ; (4) 烧成 将车制后的毛坯按尺寸切割, 采用座烧方法装窑, 烧成温度为 1640-1650℃, 在此温度下保温 3-3.5h 烧成, 出窑。
    5: 根据权利要求 4 所述的加工方法, 其特征在于 : 所述等静压成型时的成型压力为 150MPa, 在此压力下保压 3 min。
    6: 根据权利要求 4 所述的加工方法, 其特征在于 : 所述座烧是在棚板上铺一层 20 目的 白刚玉砂, 放上垫片并校平, 垫片上再铺一层 40 目的白刚玉砂, 然后将瓷管放在垫片上装 窑。
    7: 根据权利要求 6 所述的加工方法, 其特征在于 : 所述棚板材质为 SiC, 棚板厚度为 20-25mm, 棚板耐火度≥ 1750℃。
    8: 根据权利要求 4 所述的加工方法, 其特征在于 : 所述等静压成型时的压力曲线为 : 压 力由表压 0 MPa 逐渐升压至 150MPa, 历时 10min, 保压 2min ; 由 150MPa 逐渐减压至 100MPa, 历时 2 min, 保压 1min ; 由 100 MPa 逐渐减压至 60MPa, 历时 0.5min, 保压 2min ; 由 60MPa 逐 渐减压至 0MPa, 历时 2min。
    9: 根据权利要求 4-8 任一项所述的加工方法, 其特征在于 : 所述烧成温度要求为 : 毛 坯由室温经 3h 升温至 300 ℃, 再经 3.5h 升温至 600 ℃, 再经 5h 升温至 950 ℃, 保温 1h ; 再由 950 ℃经 5h 升温至 1200 ℃, 经 3h 升温至 1350 ℃, 保温 2h ; 再由 1350 ℃经 7h 升温 至 1640-1650℃, 保温 3-3.5 h ; 然后由 1640-1650℃经 7h 降温至 1200℃, 再经 6h 降温至 950℃, 最后自然冷却至 200℃。

    说明书


    氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法

        【技术领域】
         本发明涉及一种陶瓷材料, 特别是涉及一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法。 背景技术
         氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷, 因为其具有优越的性能, 如耐磨、 耐腐蚀等性 能较好, 在工业化生产中应用越来越广泛, 能满足各行业的特殊性能的需要。
         普通型氧化铝陶瓷按 Al2O3 含量不同, 分为 99 瓷、 95 瓷、 90 瓷、 85 瓷等品种, 形成氧 化铝陶瓷系列产品, 其中 99 氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、 耐火炉管及特殊耐磨材料, 如陶瓷轴承、 陶瓷密封件及水阀片等 ; 95 氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、 耐磨部件 ; 85 氧化铝瓷 中常掺入部分滑石, 以提高其电性能和机械强度。
         由于氧化铝陶瓷管有脆性弱点, 在抗冲击方面性能较差。如何提高陶瓷管的韧性 和耐磨性, 满足物料长期对瓷管的冲刷、 冲击、 腐蚀及磨损, 提高瓷管的使用寿命, 是目前需 要解决的技术问题。 发明内容 本发明要解决的技术问题 : 提供一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法, 有效 解决了该类产品的耐磨耐腐蚀等问题, 延长了陶瓷管的使用寿命。
         本发明的技术方案 : 一种氧化铝耐磨陶瓷管, 由下述重量百分比的原料组成 : α-Al2O3 微粉 74-78%、 SiO2 0.2-1%、 Y2O3 1-2%、 CeO2 1-2%、 苏州土 1-4%、 ZrO218%-22%, 上述原料总重为 100%, 外加上述 原料总重 0.04-0.1% 的聚乙烯醇溶液、 0.1-0.5% 的分散剂、 80-85% 的水。
         所述原料粒度为 : α-Al2O3 微粉 5000-6000 目、 SiO2 300-325 目、 Y2O3 300-400 目、 CeO2300-325 目、 苏州土 240-250 目、 ZrO2 150-180 目。
         所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为 5-8%, 所述分散剂为六偏磷酸纳。
         所述氧化铝耐磨陶瓷管的加工方法, 包括以下步骤 : (1) 按原料组成称料, 将 ZrO2、 CeO2 投入球磨机, 加水球磨, 当 D50 达到 4-5 微米时, 向球 磨机中加入 50% 的 α-Al2O3 微粉, 然后加入 SiO2、 Y2O3 和苏州土, 再加入余下的 α-Al2O3 微 粉, 加入水和分散剂, 球磨 45-50h, 取样检测粒度, 要求粒度 D50 为 2-3 微米 ; 加入聚乙烯醇 溶液, 再球磨 1-1.5h 开始造粒, 得到粒度为 40-180 目的造粒粉 ; (2) 等静压成型 将造粒粉等静压成型, 压制成毛坯, 毛坯含水量控制在 1.5% 以下 ; (3) 坯体车制 采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯, 车床转速为 200-360r/min ; (4) 烧成 将车制后的毛坯按尺寸切割, 采用座烧方法装窑, 烧成温度为 1640-1650℃, 在此温度下保温 3-3.5h 烧成, 出窑。
         所述等静压成型时的成型压力为 150MPa, 在此压力下保压 3 min。
         所述座烧是在棚板上铺一层 20 目的白刚玉砂, 放上垫片并校平, 垫片上再铺一层
         40 目的白刚玉砂, 然后将瓷管放在垫片上装窑。
         所述棚板材质为 SiC, 棚板厚度为 20-25mm, 棚板耐火度≥ 1750℃。
         所述等静压成型时的压力曲线为 : 压力由表压 0 MPa 逐渐升压至 150MPa, 历时 10min, 保压 2min ; 由 150MPa 逐渐减压至 100MPa, 历时 2 min, 保压 1min ; 由 100 MPa 逐渐减 压至 60MPa, 历时 0.5min, 保压 2min ; 由 60MPa 逐渐减压至 0MPa, 历时 2min。
         所述烧成温度要求为 : 毛坯由室温经 3h 升温至 300℃, 再经 3.5h 升温至 600℃, 再经 5h 升温至 950℃, 保温 1h ; 再由 950℃经 5h 升温至 1200℃, 经 3h 升温至 1350℃, 保温 2h ; 再由 1350℃经 7h 升温至 1640-1650℃, 保温 3-3.5 h ; 然后由 1640-1650℃经 7h 降温至 1200℃, 再经 6h 降温至 950℃, 最后自然冷却至 200℃。
         本发明的积极有益效果 : (1) 本发明的氧化铝耐磨陶瓷管性能优良, 其抗折强度、 断裂韧性、 热稳定性、 化学稳定 性等方面均优于普通陶瓷管。具体的性能指标见下表 1。
         表1: 本发明的氧化铝耐磨陶瓷管性能指标注: 表 1 中的 10%HC1, 是指质量浓度 ; 1:9 的 NaOH 是指质量比。
         (2) 本发明通过改进原料配方和生产工艺, 采用等静压成型工艺, 严格控制压力 曲线和烧结温度曲线, 解决了该类产品烧结易变形、 耐磨耐腐蚀等问题, 有效控制了产品质 量。
         (3) 由于普通氧化铝陶瓷管的脆性较大, 抗冲击性能较差, 本发明在一定程度上提 高了陶瓷管的韧性和耐磨性, 陶瓷管使用温度可达 200 度以上, 满足物料长期对瓷管的冲 刷、 冲击、 腐蚀及磨损等要求, 延长了瓷管的使用寿命, 减少更换频率, 节省检修时间, 提高 产品的性价比, 提高了生产效率。 具体实施方式
         例1: 一种氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法 1. 原料组成 : 以重量百分比表示, α-Al2O3 微粉 74-78%、 SiO2 0.2-1%、 Y2O3 1-2%、 CeO2 1-2%、 苏州土 1-4%, ZrO218%-22%, 上述原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.04-0.1% 的聚 乙烯醇溶液、 0.1-0.5% 的分散剂、 80-85% 的水 ; 其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为 5-8%, 分散 剂为六偏磷酸纳。
         原料粒度要求 : α-Al2O3 微粉 5000-6000 目、 SiO2 300-325 目、 Y2O3 300-400 目、 CeO2 300-325 目、 苏州土 240-250 目、 ZrO2 150-180 目。
         2. 陶瓷管的加工方法, 包括以下步骤 :(1) 按原料组成称料, 将 ZrO2、 CeO2 投入球磨机, 加水球磨 30 小时左右, 当 D50 达到 4-5 微米时, 向球磨机中加入 50% 的 α-Al2O3 微粉, 然后加入 SiO2、 Y2O3 和苏州土, 再加入余下的 α-Al2O3 微粉, 加入水和分散剂, 球磨 45-50h, 取样检测粒度, 要求粒度 D50 为 2-3 微米 ; 加 入聚乙烯醇溶液, 再球磨 1-1.5h 开始造粒, 得到粒度为 40-180 目的造粒粉 ; (2) 等静压成型 将造粒粉压制成型, 成型压力为 150MPa, 在此压力下保压 3 min, 压制 成毛坯, 毛坯含水量控制在 1.5% 以下 ; 成型时压力曲线为 : 压力由表压 0 MPa 逐渐升压至 150MPa, 历时 10min, 保压 2min ; 由 150MPa 逐渐减压至 100MPa, 历时 2 min, 保压 1min ; 由 100 MPa 逐渐减压至 60MPa, 历时 0.5min, 保压 2min ; 由 60MPa 逐渐减压至 0MPa, 历时 2min。
         (3) 坯体车制 采用真空橡皮膨胀夹具车制, 芯轴套上真空橡皮圈和挡板, 毛坯 套在真空橡皮圈上, 挡板外侧设有螺母 ; 装上毛坯后锁紧两端螺母, 车床转速为 200-360r/ min ; 其中的真空橡皮膨胀夹具的结构, 见申请号为 201020507551.4、 名称为 : 氧化铝陶瓷 管等静压成型毛坯车制夹具。
         (4) 切割、 烧成 将车制后的毛坯按形状和尺寸要求切割, 采用座烧方法装窑, 烧成 温度为 1640-1650℃, 在此温度下保温 3-3.5h 烧成, 自然冷却后出窑。
         所述座烧是在棚板上铺一层 20 目的白刚玉砂, 放上垫片并校平, 垫片上再铺一层 40 目的白刚玉砂, 然后将瓷管放在垫片上装窑。
         所 述 棚 板 材 质 为 SiC, 外 形 尺 寸 为 400x400, 厚 度 为 20-25mm, 棚板耐火度 ≥ 1750℃ ; 棚板的具体要求为 : SiC 含量≥ 98%, 气孔率 15-7%, 体积密度为 2.4-2.6g/cm3, 抗折强度 (20-1300℃) 为 90-140MPa, 导热系数为 23w/m.k, 使用温度≥ 1650℃。
         烧成温度要求 : 毛坯由室温经 3h 升温至 300℃, 再经 3.5h 升温至 600℃, 再经 5h 升温至 950℃, 保温 1h ; 再由 950℃经 5h 升温至 1200℃, 经 3h 升温至 1350℃, 保温 2h ; 再 由 1350℃经 7h 升温至 1640-1650℃, 保温 3-3.5h ; 然后由 1620℃经 7h 降温至 1200℃, 再 经 6h 降温至 950℃, 最后自然冷却至 200℃。
         例2: 氧化铝耐磨陶瓷管及加工方法, 同例 1 基本相同, 不同之处在于 : 1. 原料组成 : α-Al2O3 微粉 75%、 SiO2 1%、 Y2O3 1%、 CeO2 2%、 苏州土 1%, ZrO220%, 上述 原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.04% 的聚乙烯醇溶液、 0.3% 的分散剂、 80% 的水 ; 其 中聚乙烯醇溶液的质量浓度为 8%, 分散剂为六偏磷酸纳。
         2. 陶瓷管的加工方法, 同例 1 不同之处在于 : (4) 切割、 烧成 将车制后的毛坯按形状和尺寸要求切割, 采用座烧方法装窑, 烧成温度 为 1640℃, 在此温度下保温 3.5h 烧成。
         烧成温度要求为 : 毛坯由室温经 3h 升温至 300℃, 再经 3.5h 升温至 600℃, 再经 5h 升温至 950℃, 保温 1h ; 再由 950℃经 5h 升温至 1200℃, 经 3h 升温至 1350℃, 保温 2h ; 再由 1350℃经 7h 升温至 1640, 保温 3.5h ; 然后由 1620℃经 7h 降温至 1200℃, 再经 6h 降 温至 950℃, 最后自然冷却至 200℃。
         例3: 氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法, 同例 1 基本相同, 不同之处在于 : 1. 原料组成 : α-Al2O3 微粉 78%、 SiO2 0.2%、 Y2O3 1%、 CeO2 1%、 苏州土 1%, ZrO218.8%, 上述原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.1% 的聚乙烯醇溶液、 0.2% 的分散剂、 85% 的水。其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为 5%, 分散剂为六偏磷酸纳。
         2. 陶瓷管的加工方法, 同例 1 不同之处在于 : (4) 切割、 烧成 将车制后的毛坯按形状和尺寸要求切割, 采用座烧方法装窑, 烧成温度 为 1650℃, 在此温度下保温 3h 烧成 ; 烧成温度要求为 : 毛坯由室温经 3h 升温至 300℃, 再经 3.5h 升温至 600℃, 再经 5h 升 温至 950℃, 保温 1h ; 再由 950℃经 5h 升温至 1200℃, 经 3h 升温至 1350℃, 保温 2h ; 再由 1350℃经 7h 升温至 1650℃, 保温 3h ; 然后由 1620℃经 7h 降温至 1200℃, 再经 6h 降温至 950℃, 最后自然冷却至 200℃。
         例4: 氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法, 同例 1 基本相同, 不同之处在于 : 原料组成 : α-Al2O3 微粉 77%、 SiO2 0.2%、 Y2O3 1%、 CeO2 1%、 苏州土 1%, ZrO219.8%, 上述 原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.08% 的聚乙烯醇溶液、 0.4% 的分散剂、 83% 的水 ; 其 中聚乙烯醇溶液的质量浓度为 6%, 分散剂为六偏磷酸纳。
         例5: 氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法, 同例 1 基本相同, 不同之处在于 : 原料组成 : α-Al2O3 微粉 76%、 SiO2 0.3%、 Y2O3 1.8%、 CeO2 1.5%、 苏州土 2%, ZrO218.4%, 上述原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.06% 的聚乙烯醇溶液、 0.5% 的分散剂、 84% 的水 ; 其中聚乙烯醇溶液的质量浓度为 7%, 分散剂为六偏磷酸纳。 例6: 氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法, 同例 1 基本相同, 不同之处在于 : 原料组成 : α-Al2O3 微粉 75%、 SiO2 0.5%、 Y2O3 2%、 CeO2 1%、 苏州土 3%, ZrO218.5%, 上述 原料总重为 100%, 外加上述原料总重 0.05% 的聚乙烯醇溶液、 0.3% 的分散剂、 82% 的水 ; 其 中聚乙烯醇溶液的质量浓度为 6%, 分散剂为六偏磷酸纳。
         例7: 氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法, 同例 1 基本相同, 不同之处在于 : 原料组成 : α-Al2O3 微粉 74%、 SiO2 1%、 Y2O3 1%、 CeO2 1%、 苏州土 1%, ZrO222%, 上述原料 总重为 100%, 外加上述原料总重 0.09% 的聚乙烯醇溶液、 0.1% 的分散剂、 80% 的水 ; 其中聚 乙烯醇溶液的质量浓度为 6%, 分散剂为六偏磷酸纳。
         6

    关 键  词:
    氧化铝 耐磨 陶瓷 及其 加工 方法
      专利查询网所有文档均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:氧化铝耐磨陶瓷管及其加工方法.pdf
    链接地址:https://www.zhuanlichaxun.net/p-818714.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1